PT97417A - Metodo para a producao de extractos de levedura compreendendo a hidrolise enzimatica de uma mistura de proteina com levedura e proteina sem levedura - Google Patents

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Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20 > 25 30 63451Ref:SJM /IBS/7551 - Portugal

A presente invenção refere-se a um processo para a produção de extractos de levedura que contêm uma proporção de proteína sem levedura hidrolisada e o produto destes processos . 0 extracto de levedura é uma pasta nutritiva de paladar agradável, preparada a partir de levedura de cerveja ou de padeiro por autólise. Compreende a autodi-gestão das células de levedura principalmente através da acti vidade de enzima proteolítica de levedura, de modo que os sólidos proteínicos solúveis possam ser recuperados. Estes sólidos solúveis são tipicamente mais concentrados para formarem uma pasta. Com o fim de maximizar o rendimento de sólidos solúveis para a produção comercial, a levedura, tal como leve dura de cerveja, é convenientemente diluída com água até um conteúdo de sólidos especificado antes da autólise. Pode adicionar-se sal à suspensão para ajudar a ruptura da membrana das células e exercer um certo grau de controlo sobre a flora microbiana. As proteínas de levedura são solubilizadas e hi-drolisadas durante o processo de autólise. Muito embora as enzimas naturais das leveduras possam ser suficientes para realizar a hidrólise, a actividade do sistema proteolítico de levedura pode ser aumentada, caso assim se pretenda, por adição de enzimas exógenas. Depois de completado o processo autolítico, a fracção solúvel é recolhida e concentrada mediante uma série de operações de evaporação para se obter um extracto de levedura normal típico. 0 processo autolítico tipicamente solu-biliza cerca de 62% dos sólidos da levedura totais iniciais e origina um máximo de 80% do conteúdo de proteína original da levedura. A presente invenção baseia-se na descoberta surpreendente de que o rendimento deste processo autolítico pode ser melhorado e que, adicionalmente, se pode obter uma gama de novos produtos apaladantes realizando a hidrólise duma 1 35 1 5 10 ) 15

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mistura de proteína com e sem levedura. De acordo com a presente invenção, fornece-se um método para a preparação de extractos de levedura, que compreende submeter-se uma suspensão aquosa que contém uma mistura de proteína com levedura e de proteína sem levedura a pelo menos uma hidrólise enzimática parcial para formar uma fracção solúvel em água e se recuperar a fracção solúvel em água. De acordo com uma forma de realização preferida, a presente invenção compreende as operações que consistem em (i) formar-se uma suspensão que compreende sólidos de levedura e água; (ii) a adição de 5 a 50% em peso, com base em sólidos com e sem levedura, de uma fonte de proteínas sem levedura à suspensão para formar uma mistura; (iii) manter-se a mistura a uma temperatura compreendida entre 40 e 65°C durante seis a vinte horas; (iv) separar-se a fracção solúvel em água; e (v) concentrar-se a fracção solúvel em água. A proteína com levedura encontra-se sob a forma de células de levedura e as suas fontes particularmente preferidas são a levedura de cerveja e a levedura de padeiro . Estas podem ser utilizadas sob qualquer forma (como por exemplo levedura seca), mas uma fonte particularmente preferida é a levedura de cerveja sob a forma de suspensão obtida directa mente da cerveja. As fontes apropriadas de proteínas sem levedura para utilização no processo da invenção podem incluir fontes de proteínas de cereais e fontes de proteínas animais. As fontes de proteína sem levedura preferidas incluem glúten de milho, glúten de cereais, glúten de trigo, farinha de feijão de soja, sólidos de soro de leite, material de sopas e sangue seco. Também podem utilizar-se fontes adicionais de proteínas tais como farelo de aveia e farelo de trigo. Estas fontes de proteínas sem levedura podem ser utilizadas directa- 2 35 1 i 5

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63451 Ref: SJM/IES/7551 - Portugal mente na mistura de hidrólise ou podem ser posteriormente tra tadas por purificação ou extracção de proteínas, por exemplo, antes de serem usadas na mistura de autólise. As fontes de proteínas sem levedura podem ser utilizadas individualmente ou sob a forma de mistura de duas ou mais das tais fontes. As fontes de proteínas sem levedura particularmente preferidas para utilização na presente invenção são farinha de feijão de soja e sólidos de soro de leite que se verificou surpreendentemente conferirem bom paladar aos produtos de extracto de levedura e também aos processos alternativos mais efecti-vos do ponto de vista de custos. 0 processo de acordo com a presente invenção resulta num rendimento de sólidos solúveis que é maior do que se pode obter com a utilização da levedura sozinha. Isto parece dever-se à capacidade das enzimas proteolíticas naturais contidas na levedura de actuarem sobre as proteínas sem levedura de maneira a solubilizá-las e hidrolisá-las. 0 uso de proteínas sem levedura adicionada não só permite que o rendimento dos processos de autólise normais seja aumentado, mas o processo pode também ser utilizado para manter níveis de produção quando outras fontes de levedura se encontram à disposição em quantidades escassas usando a proteína sem levedura como extensor da proteína de levedura. Isto é particularmente útil quando a fonte de levedura é a levedura de cerveja e esta tem um abastecimento reduzido. Escolhendo as proteínas sem levedura apropriadas, o paladar do extracto de levedura pode ser modificado de modo a conferir novos paladares ao extracto de levedura. Estes paladares são úteis na alteração do gosto do extracto de leve dura propriamente dito mas podem também ter uma larga aplicação na indústria alimentar como aditivos do paladar, especia! mente quando são pretendidos ingredientes de carácter particular. Os novos sabores surpreendentes e interessantes dos extractos de levedura produzidos de acordo com a presente invenção supõe-se que são devidos a alguma forma de efeito 3 30 1 5 10 ) 15

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20 J 25 30 63451 Ref:SJM / IES/7551 - Portugal slnérgico resultante da co-hidrólise enzimática de uma mistura de proteínas com levedura e de proteínas sem levedura. Supõe-se que esse facto seja devido, pelo menos em parte, a ac-ção das enzimas de levedura sobre quer a fonte de proteínas sem levedura quer a fonte de proteínas com levedura. Esse facto é suportado pela descoberta de que uma mistura de extracto de levedura normal com um extracto de farinha de soja hidro-lisada produz .características de paladar muito diferentes das dos extractos de levedura da presente invenção. A presente invenção baseia-se na utilização de proteases de levedura no seu ambiente natural e nas suas concentrações relativas naturais para romper a proteína sem levedura. Os teores de proteases de levedura tornam-se elevados quando a célula de levedura está faminta e começa a digerir a sua prórpia proteína. Durante o processo, os inibido-res naturais das proteases de levedura presentes em maiores quantidades são digeridos de maneira sequencial libertando assim gradualmente cada vez mais actividade proteolítica. Um sistema isento de células equivalente a esta sequência seria extremamente difícil de preparar. A autólise da levedura é assim considerada como um processo natural e a presente invenção baseia-se na descoberta inesperada de que uma certa proporção de proteínas sem levedura pode ser simultaneamente hidrolisada sem redução do rendimento e surpreendentemente conferindo novos e interessantes paladares ao produto extracto de levedura. As proteínas sem levedura podem ser convencionalmente digeridas em proporções variáveis usando uma ou mais preparações de proteases comercialmente disponíveis. Estas preparações de proteases comercialmente disponíveis são isoladas, purificadas e concentradas a partir de fontes microbia nas e geralmente têm um principio activo (por exemplo, NEU-TRASE·^, que é uma serina-protease). A natureza do produto des^ tes processos de hidrólise, no entanto, é susceptível de ser muito diferente do produto da acção das enzimas de levedura, 4 35 1 5 10 > 15

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tanto em termos de distribuição de peso molecular como de paladar. Um único aspecto da presente invenção que utiliza o sistema de levedura baseia-se na larga gama de enzimas que são disponíveis para a hidrólise da proteína sem levedura, is to é, proteases, amino-peptidases e carboxi-peptidases e que são naturalmente concebidas para optimizar a solubilização da proteína de levedura. Não há equivalente comercial para este sistema de enzimas. Um tal sistema sofisticado podia ter-se esperado que fosse activo contra substratos de levedura, mas não contra proteínas sem levedura. A descoberta de que os rendimentos se mantêm (aumentam mesmo) e de que os extractos de levedura resultantes possuem novos e interessantes sabores foi assim inesperada. Os processos de hidrólise ou de autólise da inven ção incluem, entre outras alterações químicas, a clivagem das cadeias de proteína para formar pequenos péptidos ou aminoáci dos. A mistura hidrolisada contém assim uma mistura de material baseado em aminoácidos desde os aminoácidos livres passando através dos oligómeros de péptidos até proteínas de cadeia mais comprida. As misturas podem também conter outro ma terial derivado da mistura de partida original e esta pode in cluir uma larga variedade de material hidrolisado ou de material não modificado. 0 processo da presente invenção custa aproximada-mente o mesmo que um processo de obtenção do extracto de leve dura convencional, visto que o rendimento extra compensa o custo adicional da proteína sem levedura. 0 processo de hidrólise enzimática da presente in venção pode realizar-se autoliticamente mantendo as condições de realização do processo de tal maneira que as enzimas pro-teolíticas da levedura efectuem a hidrólise. Como variante, podem adicionar-se enzimas exógenas à mistura para aumentar a actividade das enzimas proteolíticas de levedura. As enzimas exógenas apropriadas incluem proteases de plantas e proteases de bactérias. As proteases preferidas incluem papaína 5 35 63451

Ref: SJM/IES/7551 - Portugal 1 e protease bacteriana obtidas por fermentação submersa de uma estirpe escolhida de Bacillus subtilis e vendida por Novo Nordisk Bioindustries UK, Ltd. sob o nome comercial de NEU-TRASEr. As enzimas exógenas podem ser adicionadas individual ® mente ou sob a forma de mistura de diferentes enzimas. A en- 10 ) 15

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zima ou as enzimas podem ser adicionadas em quantidades variá veis mas são preferivelmente adicionadas numa quantidade compreendida entre 0,003 a 0,02% em peso da mistura total de hidrólise com cerca de 12% de sólidos de levedura. Tipicamente, a proteína sem levedura é utilizada na presente invenção numa quantidade tal que a mistura de pro teína com levedura e sem levedura, antes da hidrólise, contenha desde 5 a 50% em peso de sólidos sem levedura com base no peso total de sólidos com levedura e sem levedura. Se o con teúdo de sólidos sem levedura for inferior a 5% da levedura total e dos sólidos sem levedura, verificou-se que há uma insuficiente modificação do sabor do produto do extracto de levedura final. Por outro lado, se a quantidade de sólidos sem levedura ultrapassar 50% das leveduras totais e dos sólidos sem levedura, as enzimas de levedura tendem a ficar demasiadamente diluídas para efectuarem uma hidrólise suficiente o que resulta em pequenos rendimentos de sólidos solúveis. Preferivelmente, a mistura contém entre 10 a 45% em peso de sólidos sem levedura com base no peso total de sólidos com le vedura e sem levedura, mais preferivelmente, entre 15 e 40% e, mais preferivelmente ainda, entre 30 e 35% (isto é, a propor ção de sólidos com levedura para sólidos sem levedura é igual a cerca de 2 : 1). 0 processo de hidrólise, opcionalmente, pode ser 30 efectuado em presença de cloreto de sódio, tipicamente numa quantidade até 1% em peso da mistura de hidrólise total.

Este auxilia a plasmólise das células de levedura e inibe o desenvolvimento da flora microbiana.

Muito embora o processo da presente invenção se 35 possa realizar sob várias condições bem conhecidas pelos peri 6 1 5

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tos no assunto, descreve-se seguidamente uma sequência típica do processo. Uma suspensão aquosa contendo levedura e preparado por adição de água à levedura prensada ou por diluição de uma suspensão de sólidos de levedura a 14 a 18%, tipicamente obtida a partir duma instalação de fabricação de cerveja, para originar uma suspensão com 10 a 14% de suspensão de sólidos totais, preferivelmente, com cerca de 12% de sólidos totais. A levedura de cerveja ou de padaria prensada contém tipicamente desde cerca de 22% acerca de 35% de sólidos e pode ser misturada com água em vasos de mistura para produzir a composição de suspensão pretendida. A esta mistura adiciona-se sal numa quantidade não superior a 1,0% em peso da mistura total e, opcionalmente, uma ou mais enzimas exógenas, Mantém-se esta mistura sob condições que optimizem a activi-dade de, pelo menos, algumas das enzimas presentes. Geralmente, as condições envolvem a incubação da mistura a temperaturas desde 40 a 65°C durante seis a vinte horas. As condições preferidas para a realização da operação de hidrólise envolvem manter a mistura sob as seguintes condições, sequen cialmente: Fase 1 : 40 a 50°C durante cinco a quinze horas, particularmente à volta de 47°C durante cerca de 10 horas; Fase 2 : 55 a 65°C durante uma a cinco horas, particularmente cerca de 60°C durante cerca de duas horas;

Fase 3^ : à temperatura e durante o intervalo de tempo necessários para pasteurizar a mistura e desnaturar a enzima, particularmente, cerca de 90°C durante cerca de uma hora. Supõe-se que a Fase 1 proporcione as condições óptimas para um grupo de proteases de levedura e que a Fase 2 proporciona as condições óptimas para um segundo grupo de proteases de levedura. É evidente que estas condições podem 7 1 1 5

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Ref: SJM/IES/7551 - Portugal variar, dependendo do facto de se adicionarem ou não enzimas exógenas à mistura, mas a alteração consequente das condições é bem conhecida pelos técnicos no assunto.

Depois de realizada a hidrólise da mistura, a fracção que contém os sólidos solúveis é separada da mistura de hidrólise bruta. A separação pode realizar-se por métodos convencionais para separar sólidos solúveis de misturas de hj drolisatos de levedura na produção de extractos de levedura normais por autólise. Neste caso, na presente invenção, a fracção solúvel pode ser obtida por separação por centrifugação e filtração. A fracção solúvel resultante do processo de hidrólise pode ser concentrada por evaporação até cerca de 40 a 50% de sólidos totais e o concentrado utilizado como base para o processo dos agentes do sabor, geralmente produzi dos por reacções de Maillard controladas. A fracção solúvel do processo de hidrólise pode, alternativamente, ser concentrada por evaporação para formar pastas que contêm entre 55 e 80% de sólidos totais,-preferivelmente, entre 70 e 80% (por exemplo, à volta de 75%). Antes das operações de evaporação, pode opcionalmente adicionar-se sal, como é convencional nos processos de preparação de extracto de levedura normais. A presente invenção proporciona assim produtos de extracto de levedura que têm paladares novos e interessantes e um processo para a sua produção sem reduzir o rendimento dc proceso de autólise normal. Como resultado dos novos paladares possuídos por estes produtos de extracto de levedura, há muitas aplicações potenciais para os produtos em que o extracto de levedura normal não consegue o mesmo efeito.

EXEMPLOS

Exemplo 1

Prepararam-se 1.200 gramas de suspensão de levedura de cerveja contendo 12% de sólidos, 1% de sal e 0,0094% de papaína em peso em relação à mistura total e adicionaram--se 72 gramas de farinha de feijão de soja. 0 conjunto foi 8 35 10

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Ref:SJM/IES/7551 - Portugal então autolisado com agitação a 47°C durante dez horas, segui dos por 60°C durante duas horas e seguidos por 90°C durante uma hora.

Separou-se a fracção dos sólidos solúveis e evaporou-se e evaporou-se e preparou-se o extracto final da maneira convencionalmente utilizada para o extracto de levedura.

Os resultados obtidos foram os seguintes:

Custo da Ma té- Sólidos Solúveis Custo das matéria Prima Recuperados rias primas/lOCg de sólidos solt veis recuperados

Controlo (1200g de suspensão de levedura) £0,028 65,7g £0,0426 + farinha de feijão £0,045 de soja (1200g de suspensão de levedura + 72g de farinha de feijão de soja) 91, lg (+39%) £0,0494 25

Exemplo 2 utilizaram-se os pormenores que se descreveram nc Exemplo 1, com a diferença de se terem utilizado sólidos de soro de leite em vez de farinha de feijão de soja. 30 0s resultados obtidos são como se indica em seguida : 9 35

Claims (1)

1. 63451 Ref: SJM/IES/7551 - Portugal {jJmm Custo da Maté Sólidos solúveis Custo das matéri ria Prima Recuperados as primas/100g Controlo (1200g de £0,028 65,7g de sólidos solúveis recuperados £0,0426 suspensão de levedura t· sólidos do soro de £0,046 98,2g £0,0468 Leite (1200g de sus-)ensão de levedura h 72g de sólidos de soro de leite) (+49%) Assim, tanto o Exemplo 1, como o Exemplo 2 mostram que o aumento do custo da matéria-prima é compensado pelo aumento significativo dos sólidos solúveis recuperados. Em ambos os casos, os extractos finais dos co--hidrolisados foram descritos por experimentadores experientes como possuindo novos paladares interessantes, que não sãc geralmente associados com o extracto de levedura de cerveja. Exemplo 3i Preparou-se 1500 gramas de suspensão de levedura de cerveja contendo 12% de sólidos de levedura e 1% de sal eu peso da mistura total e adicionaram-se 60 gramas de grânulos de glúten de milho. Adicionou-se papaína e autolisou-se a mistura com agitação a 47°C durante dez horas, seguidos de 60°C durante duas horas e seguidos por 90°C durante uma hora. Separou-se a fracção dos sólidos solúveis e eva porou-se e preparou-se o extracto final de acordo com a maneira convencionalmente utilizada para o extracto de levedura, ajustando o nível de sal a cerca de 12% antes da evaporação final. -REIVINDICAÇÕES- 10 I 1 5 10 ) 15 Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20 > 25 30 63451 Ref:SJM /IES/7551 - Portugal (V 1§. - Método para a produção de extractos de levedura, caracterizado pelo facto de se submeter uma pasta aquosa contendo uma mistura de proteína com levedura e proteína sem levedura a pelo menos hidrólise enzimática parcial para formar uma fracção solúvel em água e se recuperar a frac ção solúvel em água. 2S. - Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de compreender os passos de: (i) formação de uma pasta compreendendo sólidos de levedura e água; (ii) adição de cerca de 5 a 50% em peso com base nos sóli dos com levedura e sem levedura de uma fonte de proteína sem levedura à pasta para formar uma mistura . (iii) manutenção da mistura a uma temperatura compreendida entre 40 e 65°C por um período de 6 a 20 horas; (iv) separação da fracção solúvel em água; e (v) concentração da fracção solúvel em água. 3S. - Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto da pasta compreender entre cerca 10 e 14% de sólidos totais na água. 4§. - Método de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto da proteína com levedura se encontrar na forma de células com levedura. 5ã. - Método de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto da hidrólise ser autolítica. 6-. - Método de acordo com as reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de enzimas exógenas serem adicionadas à mistura. 1-. - Método de acordo com as reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto da fonte de proteína sem levedura compreender glúten de milho, glúten de sementes de cereais, glúten de trigo, farinha de soja, substâncias sólidas de soro de leite, caldo de cultura, sangue seco, farelo de aveit e farelo de trigo isolados ou combinados. 3§. - Método de acordo com as reivindicações 1 a 11 35 63451 Ref:SJM/IES/7551 - Portugal 7, caracterizado pelo facto da mistura conter mais do que 1% em peso de sal. 9-. - Método de acordo com as reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto da fracção solúvel em água ser 5 pasteurizada. 10§. - Método de acordo com as reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo facto da fracção solúvel em água ser concentrada por evaporação até cerca de 40 e 50% dos sólidos totais. 3 11§. - Método de acordo com as reivindicações 1 9, caracterizado pelo facto da fracção solúvel em água ser concentrada por evaporação para formar uma pasta compreendendo entre 55 e 80% de sólidos totais. 15 Mod. 71 - 20.000 ex. - 90f08

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