PL240850B1 - Method of obtaining a pro-health protein preparation - Google Patents
Method of obtaining a pro-health protein preparation Download PDFInfo
- Publication number
- PL240850B1 PL240850B1 PL426837A PL42683718A PL240850B1 PL 240850 B1 PL240850 B1 PL 240850B1 PL 426837 A PL426837 A PL 426837A PL 42683718 A PL42683718 A PL 42683718A PL 240850 B1 PL240850 B1 PL 240850B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- preparation
- cells
- protein
- normal
- determined
- Prior art date
Links
Landscapes
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Preparation Of Fruits And Vegetables (AREA)
Description
PL 240 850 B1PL 240 850 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania prozdrowotnego preparatu białkowego.The subject of the invention is a method of obtaining a pro-health protein preparation.
Celem prawidłowego odżywiania jest spożywanie odpowiedniej ilości właściwych pokarmów zapewniających równowagę metaboliczną organizmu. Niestety pomimo obserwowanej w skali globalnej epidemii otyłości, znaczna część populacji ludzkiej cierpi na niedożywienie jakościowe. Oznacza to, że pomimo pokrycia zapotrzebowania organizmu na energię nadal występują braki dotyczące przede wszystkim dotyczące ilości spożywanego białka, witamin, składników mineralnych oraz substancji bioaktywnych takich jak np. polifenole, fosfolipidy, prebiotyki, antocyjany, czy izoprenoidy. W odniesieniu do białek istotne jest również czy są one pełnowartościowe tzn. zawierające wszystkie aminokwasy w odpowiednich ilościach oraz w odpowiednim wzajemnym stosunku. Białkami pełnowartościowymi są przede wszystkim białka zwierzęce (zawarte m. in. w jajach, mięsie i mleku). Większość białek roślinnych nie spełnia wymogu dostarczenia odpowiedniej ilości aminokwasów egzogennych, czyli niewytwarzanych przez organizm ludzki. Dotyczy to przede wszystkim powszechnie spożywanych białek zbóż. W świetle powyższych faktów zaspokojenie zapotrzebowania na pełnowartościowe białko jest globalnym problemem technologicznym i ekonomicznym.The purpose of proper nutrition is to eat the right amount of the right foods to ensure the body's metabolic balance. Unfortunately, despite the obesity epidemic observed on a global scale, a significant part of the human population suffers from qualitative malnutrition. This means that despite covering the body's energy needs, there are still shortages, mainly in the amount of consumed protein, vitamins, minerals and bioactive substances such as polyphenols, phospholipids, prebiotics, anthocyanins or isoprenoids. With regard to proteins, it is also important whether they are wholesome, i.e. contain all amino acids in the right amounts and in the right ratio. The wholesome proteins are mainly animal proteins (contained, among others, in eggs, meat and milk). Most plant proteins do not meet the requirement of providing an adequate amount of essential amino acids, i.e. amino acids not produced by the human body. This is especially true of the commonly consumed cereal proteins. In the light of the above facts, meeting the demand for wholesome protein is a global technological and economic problem.
Białko ziemniaka jest uznawane za jedno z najbardziej wartościowych białek roślinnych ze względu na wysoką zawartość aminokwasów niezbędnych [Nowotny F. (red.) Technologia przetwórstwa ziemniaczanego. WNT, Warszawa 1972]. Białko ziemniaczane, mimo jego wysokiej wartości odżywczej, nie było dotychczas stosowane w żywieniu ludzi. Jest to związane z faktem, iż dotychczas stosowane technologie nie pozwalają na otrzymanie produktu atrakcyjnego organoleptycznie, charakteryzującego się formą atrakcyjną dla konsumentów. Stosowane przemysłowo technologie opierają się na termicznej koagulacji białka ziemniaczanego.Potato protein is considered to be one of the most valuable plant proteins due to the high content of essential amino acids [Nowotny F. (ed.) Potato processing technology. WNT, Warsaw 1972]. Potato protein, despite its high nutritional value, has not been used in human nutrition so far. This is due to the fact that the technologies used so far do not allow to obtain a product that is organoleptically attractive, with a form attractive to consumers. Industrially used technologies are based on thermal coagulation of potato protein.
Sposób opisany w patencie PL 126 333 polega na zakwaszeniu soku z ziemniaka do pH ok. 5,0, następnie ogrzaniu jej do 105-120°C na czas nie dłuższy niż 10 min. i schłodzeniu do 90-98°C. Otrzymany koagulat poddaje się rozprężaniu a następnie odwirowaniu oraz suszeniu. Nieco zmodyfikowany sposób koagulacji termicznej opisano w patencie PL nr 171599.The method described in the patent PL 126 333 consists in acidifying the potato juice to a pH of about 5.0, then heating it to 105-120 ° C for a time not longer than 10 minutes. and cooled to 90-98 ° C. The obtained coagulum is subjected to expansion, then centrifugation and drying. A slightly modified method of thermal coagulation is described in patent PL No. 171599.
W wyniku tej technologii uzyskuje się trzy frakcje białkowe: Pierwszą w wyniku ogrzewania do w temperaturze 45°C w ciągu 19 minut, drugą w temperaturze 75°C przez 0,5 godziny i trzecią - w temperaturze wrzenia w ciągu 1 godziny. Każdą z wydzielonych i ogrzanych frakcji przedmuchuje się powietrzem lub żywą parą od 5 minut do 3 godzin a następnie płucze się alkoholem o stężeniu od 5 do 35% i wodą, po czym odwirowuje się albo suszy. Twórcy deklarują, iż preparat może być stosowany nie tylko, jako pasza dla zwierząt, ale również jako produkt spożywczy, jednak technologia ta nie została wdrożona do praktyki przemysłowej.This technology produces three protein fractions: The first by heating to 45 ° C for 19 minutes, the second by heating to 75 ° C for 0.5 hours, and the third by refluxing for 1 hour. Each of the separated and heated fractions is blown with air or live steam for 5 minutes to 3 hours, and then rinsed with alcohol with a concentration of 5 to 35% and water, and then centrifuged or dried. The creators declare that the preparation can be used not only as animal feed, but also as a food product, however, this technology has not been implemented in industrial practice.
Innym przykładem jest opis patentu PL 184453 jaki dotyczy otrzymywania białka ziemniaczanego jako składnika pasz dla zwierząt. Jego specyfiką jest poddanie skoagulowanego białka dodatkowej obróbce kwasami nieorganicznymi. Również tak technologia nie została wdrożona do praktyki przemysłowej. Sposób otrzymywania białkowego preparatu dla zwierząt opisano również w patencie amerykańskim Purified heat-coagulatedpotato protein for use in animal feed, US 6042872. Ze względu na niezadowalające właściwości funkcjonalne tak otrzymanego preparatu białkowego proces koagulacji termicznej stosuje się wyłącznie ze względów ekologicznych (po to, aby obniżyć ładunek ścieków pochodzących z krochmalni).Another example is the patent description PL 184453, which relates to the preparation of potato protein as an ingredient of animal feed. Its specificity is subjecting the coagulated protein to additional treatment with inorganic acids. Also, this technology has not been implemented in industrial practice. The method of obtaining a protein preparation for animals is also described in the American patent Purified heat-coagulatedpotato protein for use in animal feed, US 6042872. load of wastewater from starch plants).
Podobny proces opisano w patencie US 5573795, jednak w procesie obróbki termicznej nie wykorzystuje się samego soku z ziemniaka, ale całość strumienia ścieków powstających w zakładzie przerobu ziemniaków na frytki i chipsy. W ciąg przerobu ścieków włączona jest również obróbka za pomocą enzymów hydrolitycznych.A similar process is described in US Patent 5,573,795, however, the thermal treatment process does not use the potato juice itself, but the entire waste water stream generated in the potato processing plant into French fries and crisps. Treatment with hydrolytic enzymes is also included in the process of sewage treatment.
Nowsze opracowania wskazują nie tylko na wysoką wartość odżywczą białek ziemniaka, ale również aktywność zawartych w nich inhibitorów proteaz. Ogólnie zawarte w soku ziemniaka białka można podzielić dzieli się na trzy grupy: patatyny - białka zapasowe o masie cząsteczkowej 39-45 kDa (30-40%); inhibitory proteaz - białka o masie cząsteczkowej 4-25 kDa, (50%); inne białka - o masie cząsteczkowej ok. 50 kDa (10-20%) [Bartova V., Barta J. 2009. Chemical composition and Nutritional Value of Protein Concentrates Isolated form Poatato (Solanum tuberosum L.) Fruit Juice by Precipitation with Ethanol or Ferric Chloride. Journal of Agricultural and Food Chemistry 57, 9028-9034]. Ponieważ, zgodnie z aktualnym stanem wiedzy, aktywność biologiczna białek jest uwarunkowana zachowaniem ich w postaci niezdenaturowanej, aktualne technologie koncentrują się na otrzymaniu preparatów natywnego białka ziemniaczanego.More recent studies indicate not only the high nutritional value of potato proteins, but also the activity of protease inhibitors contained in them. In general, the proteins contained in potato juice can be divided into three groups: patatin - storage proteins with a molecular weight of 39-45 kDa (30-40%); protease inhibitors - proteins with a molecular weight of 4-25 kDa, (50%); other proteins - with a molecular weight of approx. 50 kDa (10-20%) [Bartova V., Barta J. 2009. Chemical composition and Nutritional Value of Protein Concentrates Isolated form Poatato (Solanum tuberosum L.) Fruit Juice by Precipitation with Ethanol or Ferric Chloride. Journal of Agricultural and Food Chemistry 57, 9028-9034]. Since, according to the current state of knowledge, the biological activity of proteins is conditioned by their non-denatured form, current technologies focus on obtaining native potato protein preparations.
PL 240 850 B1PL 240 850 B1
W opisie patentowym EP 1920662 proces otrzymywania izolatu natywnego białka ziemniaka, polegający w pierwszym etapie na flokulacji soku ziemniaka dwuwartościowym kationem metalu przy pH 7-9 i odwirowaniu osadu. Rozpuszczalne białka zawarte w supernatancie adsorbuje się chromatograficznie przy pH niższym niż 11 i w temperaturze 5-35°C a następnie wymywa w odpowiednich warunkach pH w zależności od punktu izoelektrycznego białka, które ma być wyizolowane. Sposób wg powyższego rozwiązania obejmuje też usuwanie glikoalkaloidów w drodze ultrafiltracji. Szczegółowe, dostosowane do właściwości poszczególnych frakcji białkowej, warunki elucji ze złoża chromatograficznego umożliwiają otrzymanie poszczególnych frakcji białek ziemniaka. Twórcy opracowania deklarują zastosowanie preparatów białkowych zarówno farmaceutyczne jak i spożywcze, jednak to ostatnie może być ograniczone ze względu na koszty wieloetapowego sposobu otrzymywania produktu.In the patent description EP 1920662, a process for the preparation of a native potato protein isolate, consisting in the first stage of flocculation of potato juice with a divalent metal cation at pH 7-9 and centrifugation of the sludge. The soluble proteins contained in the supernatant are chromatographically adsorbed at a pH lower than 11 and at a temperature of 5-35 ° C and then eluted under appropriate pH conditions depending on the isoelectric point of the protein to be isolated. The method of the above embodiment also includes the removal of glycoalkaloids by ultrafiltration. Detailed elution conditions from the chromatographic bed, adjusted to the properties of individual protein fractions, make it possible to obtain individual potato protein fractions. The authors of the study declare the use of protein preparations, both pharmaceutical and food, but the latter may be limited due to the costs of a multi-stage method of product preparation.
W europejskim opisie patentowym nr 1003785 ograniczono się do otrzymywania tylko do jednej frakcji białek ziemniaka tj. stabilnych termicznie inhibitorów proteaz. Proces polega na ekstrakcji tej frakcji białkowej za pomocą roztworów wodno-alkoholowych z tkanek roślinnych oraz jej wydzielaniu w drodze dializy.The European patent specification No. 1003785 is limited to the preparation of only one fraction of potato proteins, ie thermally stable protease inhibitors. The process consists in extracting this protein fraction from plant tissues with the use of hydroalcoholic solutions and its separation by dialysis.
Natomiast w patencie WO/1997/042834 (PCT/EP1997/002596) opisano sposób otrzymywania niezdenaturowanego białka ziemniaczanego polegający na tym, że frakcję zawierającą niedenaturowane białko ziemniaczane poddaje się zatężaniu w drodze flokulacji związkami wapnia i fosforu lub alternatywnie w drodze ultrafiltracji i diafiltracji, a następnie liofilizuje.On the other hand, patent WO / 1997/042834 (PCT / EP1997 / 002596) describes a method for obtaining undenatured potato protein, consisting in the fact that the fraction containing undenatured potato protein is concentrated by flocculation with calcium and phosphorus compounds or, alternatively, by ultrafiltration and diafiltration, and then it is freeze-dried.
Świeżo wyciśnięty sok z ziemniaka był stosowany w tradycyjnej europejskiej medycynie ludowej do leczenia wrzodów żołądka. Na szerszą skalę kurację z zastosowaniem tego środka zapoczątkował już pod koniec XIX wieku szwajcarski lekarz Maximilian Bircher-Benner. Aktywność leczniczą soku z ziemniaka przypisuje się głównie przeciwzapalnemu działaniu frakcji inhibitorów proteaz [Ruseler-van Embden J. G. H., van Lieshout L. M. C, Laman J. D. 2004. Methods and means for preventing or treating inflammation or pruritis. US Patent 6723354]. Tym niemniej wskazywano również na działanie cytotoksyczne frakcji bezbiałkowej soku z ziemniaka [Lewandowicz G., Kowalczewski P., Białas W., Olejnik A., Rychlik J. 2012. Rozdział frakcji soku ziemniaczanego różniących się masą cząsteczkową i charakterystyka ich aktywności biologicznej. Biuletyn IHAR 266, 331-344].Freshly squeezed potato juice has been used in traditional European folk medicine to treat stomach ulcers. The treatment with the use of this agent was initiated on a larger scale at the end of the 19th century by the Swiss physician Maximilian Bircher-Benner. The therapeutic activity of potato juice is mainly attributed to the anti-inflammatory effect of the protease inhibitor fraction [Ruseler-van Embden J. G. H., van Lieshout L. M. C, Laman J. D. 2004. Methods and means for preventing or treating inflammation or pruritis. US Patent 6,723,354]. Nevertheless, the cytotoxic effect of the protein-free fraction of potato juice was also indicated [Lewandowicz G., Kowalczewski P., Białas W., Olejnik A., Rychlik J. 2012. Separation of potato juice fractions with different molecular weight and characteristics of their biological activity. IHAR Bulletin 266, 331-344].
Barierą w spożywczym zastosowaniu białek z ziemniaka są z jednej strony niezadowalające właściwości funkcjonalne produktów otrzymywanych na skale przemysłową a z drugiej strony zbyt wysoka zawartość toksycznych glikoalkaloidów. W odpowiedzią na powyższe problemy w patencie amerykańskim US 7972647 opisano metodę poprawy właściwości funkcjonalnych białka ziemniaczanego otrzymanego w procesie koagulacji termicznej. Polega ona na obróbce tego materiału w pH powyżej 7. Natomiast w patencie US 9526266 opisano sposób usuwania glikoalkaloidów z roztworów białek roślinnych, szczególnie z ziemniaków i słodkich ziemniaków za pomocą węgla aktywnego w środowisku kwaśnym (pH = 3,0-4,5) a następnie odfiltrowanie osadu. W dalszych etapach procesu izoluje się natywne białko ziemniaczane tak jak w patencie EP 1920662 czyli przez koagulację jonami dwuwartościowymi, wirowanie i separację chromatograficzną.The barrier to the food use of potato proteins is, on the one hand, the unsatisfactory functional properties of products obtained on an industrial scale, and, on the other hand, too high content of toxic glycoalkaloids. In response to the above problems, US Patent No. 7972647 describes a method of improving the functional properties of a potato protein obtained by thermal coagulation. It involves the treatment of this material at a pH above 7. However, US patent 9526266 describes a method of removing glycoalkaloids from vegetable protein solutions, especially from potatoes and sweet potatoes with the use of activated carbon in an acidic environment (pH = 3.0-4.5) and then filtering off the precipitate. In further stages of the process, the native potato protein is isolated as in the patent EP 1920662, i.e. by coagulation with divalent ions, centrifugation and chromatographic separation.
Proponowane metody utylizacja soku ziemniaczanego dotyczą głównie zastosowań przemysłowych, takich jak: produkcja naturalnych barwników (Pat. USA nr 6180154 Natural colorant from potato extract) lub też wytwarzanie kosmetyków samochodowych (pat. USA nr 4702856, Organic car wash conatining potato juice). W tym nurcie poszukiwań mieści się także zastosowanie białek soku ziemniaczanego jako składników podłoży mikrobiologicznych. W patencie USA nr 4766070 (Fermentation process and substrate) frakcję białkową soku ziemniaka proponuje się zastosować jako źródło węgla dla mikroorganizmów w przemysłowych procesach produkcji metabolitów takich jak enzymy czy antybiotyk - bacytracyna.The proposed methods of utilizing potato juice relate mainly to industrial applications, such as: the production of natural dyes (US Pat. No. 6,180,154 Natural colorant from potato extract) or the production of car cosmetics (US Pat. No. 4,702,856, Organic car wash conatining potato juice). This line of research also includes the use of potato juice proteins as components of microbiological media. In US Patent No. 4,766,070 (Fermentation process and substrate), the protein fraction of potato juice is proposed to be used as a carbon source for microorganisms in industrial processes for the production of metabolites such as enzymes or the antibiotic - bacitracin.
Fizjologiczne znaczenie składników soku wykracza jednak poza dostarczenie organizmowi atrakcyjnego zestawu aminokwasów. Fakt ten wykorzystano w patencie USA nr 7378117 (Method for the production of potato juice by means of food technology), w którym opisano metodę otrzymywania produktu na bazie soku z ziemniaka. Spożycie tego preparatu przyczynia się do poprawy bilansu kwasowozasadowego organizmu. Produkt zawiera głównie skoncentrowane substancje mineralne pochodzące z soku ziemniaka, w konsekwencji czego stosunek substancji zasadotwórczych do kwasotwórczych w tym produkcie wynosi co najmniej 1,5 (preferencyjnie 3,5). Proces produkcji obejmuje: rozdrobnienie komórek ziemniaka, usunięcie błonnika, skrobi jak również białek w drodze mikro- bądź ultrafiltracji, a następnie zatężenie elektrolitów w procesie elektrodializy, jak również ewentualnie suszenie produktu z zastosowaniem nośników silikonowych.However, the physiological importance of the juice ingredients goes beyond providing the body with an attractive set of amino acids. This fact was used in the US patent No. 7378117 (Method for the production of potato juice by means of food technology), which describes a method of obtaining a product based on potato juice. Consumption of this preparation contributes to the improvement of the acid-base balance of the body. The product mainly contains concentrated minerals derived from potato juice, as a result of which the ratio of alkaline to acid-forming substances in this product is at least 1.5 (preferably 3.5). The production process includes: comminution of potato cells, removal of fiber, starch as well as proteins by micro- or ultrafiltration, and then concentration of electrolytes in the electrodialysis process, and possibly also drying the product with the use of silicone carriers.
PL 240 850 B1PL 240 850 B1
Epidemia chorób cywilizacyjnych generuje zapotrzebowanie na tzw. żywność funkcjonalną tj. żywność wykazującą korzystne oddziaływanie na organizm człowiek ponad efekt prozdrowotny. Jednym z problemów poruszanych przez współczesne nauki o żywieniu jest zachowanie odpowiedniej proporcji produktów kwaso- i zasadotwórczych w diecie człowieka [Gawęcki J. red. 2012. Żywienie Człowieka. T.1. Podstawy nauki o żywieniu]. W patencie USA nr 7378117 opisano sposób otrzymywania preparatu spożywczego na bazie soku ziemniaczanego charakteryzującego się przewagą zawartości substancji zasadotwórczych do kwasotwórczych (w stosunku nie mniejszym niż 1,5). Sposób polega w pierwszym etapie na wyciśnięciu soku z bulw ziemniaka, odseparowaniu cząstek nierozpuszczalnych w drodze mikrofiltracji/ultrafiltracji oraz poddaniu filtratu procesowi elektrodializy w celu otrzymaniu właściwego produktu, o odpowiednej proporcji składników kwasotwórczych do zasadotwórczych. Tak otrzymany produkt utrwala się poprzez odwodnienie różnymi metodami.The epidemic of civilization diseases generates the demand for the so-called functional food, i.e. food showing a beneficial effect on the human body over a pro-health effect. One of the problems raised by the modern science of nutrition is the maintenance of an appropriate proportion of acid and alkaline products in the human diet [Gawęcki J. ed. 2012. Human Nutrition. T.1. Fundamentals of the science of nutrition]. The US patent No. 7378117 describes a method of obtaining a food preparation based on potato juice with a predominance of alkaline to acid-forming substances (in a ratio of not less than 1.5). The method consists in the first stage of squeezing the juice from the potato tubers, separating the insoluble particles by means of microfiltration / ultrafiltration and subjecting the filtrate to the electrodialysis process in order to obtain the appropriate product, with the appropriate proportion of acid-forming and alkaline-forming components. The product obtained in this way is fixed by dehydration using various methods.
Niezadowalające efekty prozdrowotne i prodietetyczne znanych preparatów wynikające głównie z zastosowanych metod produkcji sprawiły, że celowym było opracowanie preparatu oraz sposobu jego otrzymywania, jaki prowadziłby do otrzymywania preparatu zawierającego nie tylko pełnowartościowe białko, ale również substancje bioaktywne, wspomagające leczenie chorób przewodu pokarmowego związanych z nieprawidłowym rozrostem komórek.The unsatisfactory pro-health and pro-dietary effects of known preparations, resulting mainly from the production methods used, made it purposeful to develop a preparation and a method of its preparation, which would lead to the preparation of a preparation containing not only wholesome protein, but also bioactive substances supporting the treatment of gastrointestinal diseases related to abnormal growth cells.
Udało się to osiągnąć opracowując niniejszy wynalazek. Uzyskany preparat ze względu na bogaty skład stanowi nie tylko cenne źródło aminokwasów niezbędnych, ale również soli mineralnych, szczególnie żelaza. Przeznaczony jest do stosowania, jako komponent różnych produktów spożywczych, szczególnie żywności funkcjonalnej.This was achieved by developing the present invention. Due to its rich composition, the obtained preparation is not only a valuable source of essential amino acids, but also of mineral salts, especially iron. It is intended for use as a component of various food products, especially functional food.
Sposób otrzymywania prozdrowotnego preparatu białkowego polega na tym, że zatęża się i wzbogaca świeżo wyciśnięty sok ziemniaczany we frakcję białkową a następnie utrwala się tak otrzymany produkt poprzez odwodnienie. Proces zatężania prowadzi się w temperaturze poniżej 35°C (korzystnie poniżej 25°C). Zatężanie prowadzi się w drodze metody wybranej spośród: kriokoncentracji, wirowania, mikrofiltracji, ultrafiltracji, nanofiltracji bądź odwróconej osmozy. Produkty zatężania i separacji membranowej miesza się ze sobą w celu otrzymania materiału zawierającego, co najmniej 10-40% suchej masy (korzystnie 15-35%) a w niej, co najmniej 55-80% białka (korzystnie 60-70%). Materiał ten poddaje się w drodze utrwaleniu w drodze liofilizacji lub suszenia rozpyłowego.The method of obtaining a health-promoting protein preparation consists in concentrating and enriching the freshly squeezed potato juice with a protein fraction, and then the product obtained in this way is fixed by dehydration. The concentration process is carried out at a temperature below 35 ° C (preferably below 25 ° C). Concentration is carried out by a method chosen from: cryoconcentration, centrifugation, microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration or reverse osmosis. The concentration and membrane separation products are mixed together to obtain a material containing at least 10-40% dry matter (preferably 15-35%) and therein at least 55-80% protein (preferably 60-70%). This material is fixed by freeze-drying or spray-drying.
Nieoczekiwanie okazało się, że preparat otrzymany sposobem według wynalazku stanowi źródło zarówno pełnowartościowego białka jak i jest niezwykle bogatym źródłem żelaza. Zastosowanie sposobu wg wynalazku skutkuje wzbogaceniem składu aminokwasowego o aminokwasy siarkowe, które to aminokwasy stanowią o niepełnowartościowości natywnego białka ziemniaczanego. Tym samym preparat wg wynalazku stanowi unikatową kompozycję pełnowartościowego białka i dobrze przyswajalnego żelaza. Może być zatem rekomendowany jako niezastąpiony komponent diety wegan. Ponadto aktywność biologiczna preparatu wg wynalazku, który jest cytotoksyczny w stosunku do komórek nowotworowych przewodu pokarmowego, pozwala na zarekomendowanie go wszystkim konsumentom borykającym się z nieprawidłowym funkcjonowaniem przewodu pokarmowego. Utrwalony może być stosowany do przygotowania potraw, produkcji żywności funkcjonalnej, wygodnej a jego działanie prozdrowotne nie zanika w wyniku obróbki termicznej.Unexpectedly, it turned out that the preparation obtained by the method according to the invention is both a complete protein source and an extremely rich source of iron. The use of the method according to the invention results in the enrichment of the amino acid composition with sulfur amino acids, which amino acids constitute the incomplete value of the native potato protein. Thus, the preparation according to the invention is a unique composition of wholesome protein and easily digestible iron. It can therefore be recommended as an irreplaceable component of a vegan diet. Moreover, the biological activity of the preparation according to the invention, which is cytotoxic to neoplastic cells of the gastrointestinal tract, allows it to be recommended to all consumers struggling with the malfunctioning of the gastrointestinal tract. Once preserved, it can be used for the preparation of dishes, the production of functional and convenient food, and its health-promoting effect does not disappear as a result of thermal treatment.
Skład preparatu wg wynalazku może być precyzyjnie adjustowany dzięki zastosowaniu procesu mieszania komponentów zatężonych różnymi metodami. Stąd możliwe jest otrzymanie preparatu o zaprojektowanej zawartości frakcji białkowej oraz zaprojektowanej zawartości składników mineralnych. Sposób wg wynalazku umożliwia produkcję preparatów o różnym składzie [mieszczącym się w granicach co najmniej 10-40% suchej masy (korzystnie 15-35%) a w niej, co najmniej 55-80% białka (korzystnie 60-70%)] wg zapotrzebowania klientów stosujących preparat wg wynalazku do wytwarzania różnych produktów spożywczych. Umożliwia to zaspokojenie różnorodnych wymogów dotyczących właściwości organoleptycznych i wartości odżywczej preparatu wg wynalazku.The composition of the preparation according to the invention can be precisely adjusted thanks to the mixing process of concentrated components by various methods. Hence, it is possible to obtain a preparation with the designed content of the protein fraction and the designed content of minerals. The method according to the invention enables the production of preparations of various compositions [ranging from at least 10-40% of dry matter (preferably 15-35%) and in it, at least 55-80% of protein (preferably 60-70%)] according to the customer's needs using the formulation according to the invention for the preparation of various food products. This makes it possible to meet the various requirements for organoleptic properties and nutritional value of the preparation according to the invention.
Sposób wg wynalazku ilustrują następujące przykłady.The process according to the invention is illustrated by the following examples.
P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1
Kriokoncentracja świeżego sokuFresh juice cryoconcentration
Świeżo wyciśnięty sok ziemniaczany ochłodzono się do temperatury 0°C w zbiorniku zasilającym kriokoncentrator. Właściwy proces kriokoncentracji prowadzono w kolumnie zbudowanej z cylindra wyposażonego w ruchomy tłok zakończony sitem, na powierzchni którego następuje separacja lodu od koncentratu. Proces prowadzono przy zastosowaniu temperatury produktu w fazie zrzutu -3,8°C i przewodności wody usuwanej z układu 29 μS/cm.The freshly squeezed potato juice was cooled to 0 ° C in the cryoconcentrator feed tank. The actual cryoconcentration process was carried out in a column made of a cylinder equipped with a movable piston ended with a sieve, on the surface of which the ice is separated from the concentrate. The process was carried out using the product temperature in the discharge phase -3.8 ° C and the conductivity of the water removed from the system of 29 μS / cm.
PL 240 850 B1PL 240 850 B1
Otrzymano produkt o zawartości 30% suchej masy, a w niej 40% białka i 16% składników mineralnych. Aktywność przeciwutleniająca oznaczona metodą z kationorodnikiem ABTS wyniosła 0,18 ± 0,02 TEAC [mmol/g s.m.], a zawartość związków polifenolowych ogółem oznaczona metodą z wykorzystaniem odczynnika Folina-Ciocalteu 27,5 ± 1,1 CAE [mg/g s.m.]. Skład aminokwasowy frakcji białkowej obejmuje: 2,3% histydyny, 5,1% izoleucyny, 9,2% leucyny, 9,4% lizyny, 1,9% metioniny, 4,5% fenyloalaniny, 6,1% treoniny, 1,8% tryptofanu, 5,2% waliny, 5,0% argininy, 1,1% cysteiny, 5,1% glicyny, 6,9% proliny, 5,3% tyrozyny, 4,3% alaniny, 11,6% kwasu asparaginowego, 9,6% kwasu glutaminowego i 5,5% seryny.A product was obtained with a dry matter content of 30%, including 40% protein and 16% minerals. The antioxidant activity determined by the ABTS radical cation method was 0.18 ± 0.02 TEAC [mmol / g dry mass], and the total content of polyphenolic compounds determined by the method using the Folin-Ciocalteu reagent was 27.5 ± 1.1 CAE [mg / g dry mass] . The amino acid composition of the protein fraction includes: 2.3% histidine, 5.1% isoleucine, 9.2% leucine, 9.4% lysine, 1.9% methionine, 4.5% phenylalanine, 6.1% threonine, 1, 8% tryptophan, 5.2% valine, 5.0% arginine, 1.1% cysteine, 5.1% glycine, 6.9% proline, 5.3% tyrosine, 4.3% alanine, 11.6% aspartic acid, 9.6% glutamic acid and 5.5% serine.
P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2
MikrofiltracjaMicrofiltration
Świeżo wyciśnięty sok z ziemniaka poddano procesowi zatężania na membranie mikrofiltracyjnej o punkcie odcięcia 0,14 m. Proces prowadzono z zawrotem retentatu tak długo, aż uzyskano produkt zawierający 22% suchej masy, a w niej 66% białka i 8% składników mineralnych.Freshly squeezed potato juice was subjected to the concentration process on a microfiltration membrane with a cut-off point of 0.14 m. The process was carried out with retentate return until a product was obtained containing 22% dry matter, 66% protein and 8% minerals in it.
P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3
UltrafiltracjaUltrafiltration
Świeżo wyciśnięty sok z ziemniaka poddano procesowi zatężania w membranowym module ultrafiltracyjnym składającym się z zbiornika wykonanego ze stali kwasoodpornej, pompy krzywkowej i ceramicznej membrany ultrafiltracyjnej o punkcie odcięcia 1 kDa. Proces prowadzono z zawrotem retentatu. Otrzymano produkt zawierający 20% suchej masy, a w niej 65% białka i 8% składników mineralnych.The freshly squeezed potato juice was subjected to a concentration process in a membrane ultrafiltration module consisting of a stainless steel tank, a lobe pump and a ceramic ultrafiltration membrane with a cut-off of 1 kDa. The process was carried out with retentate return. A product was obtained containing 20% of dry matter, 65% of protein and 8% of minerals in it.
P r z y k ł a d 4P r z k ł a d 4
Otrzymywanie gotowego produktu w drodze liofilizacji kg produktu kriokoncentracji otrzymanego wg przykładu 1 miesza się z 8 kg produktu mikrofiltracji otrzymanego wg przykładu 2. Otrzymuje się 10 kg produktu zawierającego 24% suchej masy a w niej 61% białka i 10% składników mineralnych. Tak otrzymany produkt poddaje się procesowi liofilizacji z zastosowaniem następujących parametrów: ciśnienie 0,1 mbar, suszenie właściwe w temperaturze -20°C w czasie 24 godzin, dosuszanie w temperaturze 23°C w czasie 4 h.Preparation of the finished product by lyophilization. Kg of the cryoconcentration product obtained according to example 1 are mixed with 8 kg of the microfiltration product obtained according to example 2. 10 kg of a product containing 24% dry matter, 61% protein and 10% minerals are obtained. The product obtained in this way is subjected to the lyophilization process using the following parameters: pressure 0.1 mbar, proper drying at -20 ° C for 24 hours, drying at 23 ° C for 4 hours.
P r z y k ł a d 5P r z k ł a d 5
Otrzymywanie gotowego produktu w drodze suszenia rozpyłowegoObtaining the finished product by spray drying
Produkt otrzymany wg przykładu 3 suszy się za pomocą suszarni rozpyłowej wyposażonej w dysk, przy zastosowaniu temperatur powietrza: 170°C na wlocie do komory suszarniczej, 95°C. Otrzymuje się produkt zawierający 95% suchej masy a w niej 66% białka i 7,9% składników mineralnych. Skład aminokwasowy frakcji białkowej obejmuje: 1,9% histydyny, 4,3% izoleucyny, 9,1% leucyny, 8,3% lizyny, 2,1% metioniny, 5,6% fenyloalaniny, 6,2% treoniny, 1,1% tryptofanu, 4,0% waliny, 4,7% argininy, 1,7% cysteiny, 5,2% glicyny, 5,0% proliny, 4,9% tyrozyny, 5,1% alaniny, 12,7% kwasu asparaginowego, 11,2% kwasu glutaminowego i 5,1% seryny. Produkt stanowi bogate źródło: potasu - 4,3/100 g (co stanowi 91% RDI), magnezu - 241 mg/100 g (60% RDI), wapnia - 118 mg/100 g (91% RDI), żelaza - 30,5 mg/100 g (169% RDI), cynku - 6,04 mg/100 g (55% RDI) oraz manganu - 3,79 mg/100 g (172% RDI).The product obtained according to example 3 is dried with a disk-equipped spray dryer, using air temperatures: 170 ° C at the inlet to the drying chamber, 95 ° C. A product is obtained containing 95% of dry matter, 66% of protein and 7.9% of minerals in it. The amino acid composition of the protein fraction includes: 1.9% histidine, 4.3% isoleucine, 9.1% leucine, 8.3% lysine, 2.1% methionine, 5.6% phenylalanine, 6.2% threonine, 1, 1% tryptophan, 4.0% valine, 4.7% arginine, 1.7% cysteine, 5.2% glycine, 5.0% proline, 4.9% tyrosine, 5.1% alanine, 12.7% aspartic acid, 11.2% glutamic acid, and 5.1% serine. The product is a rich source of: potassium - 4.3 / 100 g (91% of the RDI), magnesium - 241 mg / 100 g (60% of the RDI), calcium - 118 mg / 100 g (91% of the RDI), iron - 30 , 5 mg / 100 g (169% RDI), zinc - 6.04 mg / 100 g (55% RDI) and manganese - 3.79 mg / 100 g (172% RDI).
P r z y k ł a d 6P r x l a d 6
Aktywność biologiczna gotowego produktuBiological activity of the finished product
Produkt utrwalony w drodze suszenia rozpyłowego (przykład 5) poddano analizie cytotoksyczności z zastosowaniem ludzkich komórek nabłonka okrężnicy pochodzących z tkanki nowotworowej (linia HT-29) i prawidłowej (linia CCD 841 CoN). Hodowle komórek prowadzono w pożywce DMEM z dodatkiem mieszaniny niezbędnych aminokwasów (1%) oraz płodowej surowicy bydlęcej (10%) w temperaturze 37°C, w atmosferze zawierającej 5% CO2 i 95% powietrza. Hodowle zakładano przy początkowej gęstości komórek wnoszącej 1,5 104 komórek/cm2. Po 24 godzinach hodowli komórki eksponowano na preparat w stężeniach od 0,01 do 20 mg/ml. Wpływ preparatu na proliferację, żywotność i aktywność metaboliczną komórek oceniano po 72 godzinach ekspozycji za pomocą testu cytotoksyczności MTT, opartego na oznaczeniu aktywności komórkowych dehydrogenaz mitochondrialnych. Na podstawie wyników badań wykreślono krzywe odpowiedzi komórek na dawki preparatu oraz wyznaczono pierwszą dawkę cytotoksyczną IC10 i właściwą dawkę cytotoksyczną IC50, które określają stężenie preparatu powodujące odpowiednio 10% i 50% inhibicję proliferacji i aktywności metabolicznej komórek.The product fixed by spray drying (Example 5) was subjected to cytotoxicity analysis using human colonic epithelial cells derived from neoplastic (HT-29 line) and normal (CCD 841 CoN line) tissue. Cell cultures were carried out in DMEM medium with the addition of a mixture of essential amino acids (1%) and fetal bovine serum (10%) at 37 ° C, in an atmosphere containing 5% CO2 and 95% air. Cultures were started at an initial cell density of 1.5 10 4 cells / cm 2 . After 24 hours of culture, cells were exposed to the preparation at concentrations ranging from 0.01 to 20 mg / ml. The effect of the preparation on the proliferation, viability and metabolic activity of cells was assessed after 72 hours of exposure with the MTT cytotoxicity assay based on the determination of cellular mitochondrial dehydrogenase activity. On the basis of the test results, the curves of the cell response to the doses of the preparation were plotted and the first cytotoxic dose IC10 and the appropriate cytotoxic dose IC50 were determined, which determine the concentration of the preparation causing 10% and 50% inhibition of cell proliferation and metabolic activity, respectively.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL426837A PL240850B1 (en) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | Method of obtaining a pro-health protein preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL426837A PL240850B1 (en) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | Method of obtaining a pro-health protein preparation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL426837A1 PL426837A1 (en) | 2020-03-09 |
| PL240850B1 true PL240850B1 (en) | 2022-06-13 |
Family
ID=69709494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL426837A PL240850B1 (en) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | Method of obtaining a pro-health protein preparation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL240850B1 (en) |
-
2018
- 2018-08-29 PL PL426837A patent/PL240850B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL426837A1 (en) | 2020-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hussain et al. | Potato protein: An emerging source of high quality and allergy free protein, and its possible future based products | |
| Zhong et al. | Antioxidant properties of peptide fractions from silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) processing by-product protein hydrolysates evaluated by electron spin resonance spectrometry | |
| US8940685B2 (en) | Method for preparing active peptides from corn germ proteins | |
| US8227207B2 (en) | Bioactive peptides derived from the proteins of egg white by means of enzymatic hydrolysis | |
| Zhao et al. | Effects of desalted duck egg white peptides and their products on calcium absorption in rats | |
| JP2020535836A (en) | Pea protein composition with improved nutritional value | |
| Kudo et al. | Antioxidative activities of some peptides isolated from hydrolyzed potato protein extract | |
| Kim et al. | Antioxidant and angiotensin I-converting enzyme inhibitory activities of northern shrimp (Pandalus borealis) by-products hydrolysate by enzymatic hydrolysis | |
| JP7245827B2 (en) | Pea protein composition with improved nutritional value | |
| Vieira et al. | Protein hydrolysate from canned sardine and brewing by-products improves TNF-α-induced inflammation in an intestinal–endothelial co-culture cell model | |
| Rivero Meza et al. | A review on amaranth protein: composition, digestibility, health benefits and food industry utilisation | |
| Ahmed et al. | Antioxidant capacity and antitumor activity of the bioactive protein prepared from orange peel residues as a by-product using fungal protease | |
| US9452146B2 (en) | Product and method for improving bioavailability of therapeutic compounds | |
| Tedeschi et al. | Processing of raw donkey milk by pasteurisation and UV-C to produce freeze-dried milk powders: The effect on protein quality, digestibility and bioactive properties | |
| Shi et al. | Metabolic effects of a novel microfiltered native whey protein in diet-induced obese mice | |
| PL240850B1 (en) | Method of obtaining a pro-health protein preparation | |
| Herreman et al. | Potato: A Sustainable Source of Functional and Nutritional Proteins | |
| CN118044618A (en) | Composition and product with blood replenishing and nourishing functions | |
| Susanto et al. | Synthesis, extraction and idetification of meat bioactive peptides: a review | |
| RU2171066C1 (en) | Product enriched with free amino acids and method for preparation thereof | |
| JP2001046021A (en) | Material for physical strength enhancement/recovery from fatigue, and food using the same | |
| KR102214600B1 (en) | Functional composition comprsing low molecular collagen peptide extract from skate skin and Functional food comprising the same | |
| DK178743B1 (en) | Process for producing a shrimp hydrolysate using electrodialysis. | |
| JP2001057869A (en) | Material for ameliorating obesity and dieting, and diet food | |
| Minj et al. | Evaluating the effect of conjugation on the bioactivities of whey protein hydrolysates |