RU1834644C

RU1834644C - Способ получени растительного протеина

Info

Publication number: RU1834644C
Application number: SU5001346A
Authority: RU
Inventors: Дж.Мертль Томас; Дж.Мак Кернан Агнес; Х.Чоу Дэвид; М.Амундсон Куртис
Original assignee: Протеин Текнолоджиз Интернэшнл, Инк
Priority date: 1990-07-13
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1993-08-15
Also published as: CA2046459A1; EP0466524B1; EP0466524A1; JPH04281752A; JP2628242B2; KR0172127B1; ES2063450T3; KR920002043A; DE69103701D1; DE69103701T2

Abstract

Использование: в пищевой промышленности , преимущественно при получении растительного протеина. Сущность: провод т экстрагирование растительной протеиновой муки водным щелочным раствором, смешанным с хелатообразующим агентом, центрифугирование, осаждение кислотой, промывание водой полученного осадка с образованием водного шлама, его ферментативный гидролиз и сушку. Экстракци может быть многократной. 14з.п.ф-лы.

Description

Изобретение относитс к пищевому продукту и, в частности, к получению растительных протеиновых пищевых продуктов. Способ получени растительного пищевого протеинового пищевого продукта, предлагаемый в соответствии с насто щим изобретением , дает соевый протеин и аналогичные пищевые протеины, которые обладают улучшенной конечной м сной окраской, значительно улучшенной структурой, при тным вкусом, в зкостью после эмульгировани и более высокой плотностью в сухом виде по сравнению с ранее известными растительными протеиновыми пищевыми продуктами . Эти свойства придают протеиновым продуктам структуру, более пригодную дл добавлени в эмульгируемые высшие продукты такие, как сосиски, копчена колбаса и м сные консервы, чем известные растительные протеиновые пищевые продукты.

Изобретение основано и реализовано главным образом на соевых материалах ввиду некоторых особенных трудностей, которые возникают с такими соевыми материалами . Поэтому оно будет описано в

основном дл соевых материалов. Однако. совершенно очевидно, что можно использовать растительную протеиновую муку таких растений, как сафлор красильный, семена хлопка, кунжут подсолнух, горох и земл ной орех. В более широком аспекте насто щее изобретение включает другие растительные или масличные материалы, протеиновые материалы рыб и микробиологические протеиновые продукты,

Получение растительных протеиновых продуктов хорошо известно и использовалось в самых различных производствах. Ферментативные способы получени пищевой муки из растительных протеиновых материалов также хорошо известны, наиболее общий способ предложен в Патенте США № 22323052. Стандартные ферментативные процедуры требуют продолжительного времени реакции, в общем случае - несколько часов при рН, оптимальном дл используемого фермента, гидролиза при специальных значени х рН и других условий , эффективных дл того, чтобы подвергнуть основные протеины протеинового

(ш С

ы

-N о

ь. N

со

субстрата гидролизу. Этот способ реализуют в установках периодического типа. В процессе получени протеиновых пищевых продуктов из, скажем,,,муки соевых бобов необходимо осуществл ть р д контрольных функций таких, как контролируема ферментативна реакци в частично гидролизо- ванный, дезаминированный и модифицированный протеиновый реагент. Способ, вл ющийс предметом насто щего изобретени , может быть осуществлен как в соответствии с непрерывным принципом , так и периодическим. При осуществлении предлагаемого способа получают продукте неожиданно великолепными функциональными свойствами.

Известные способы гидролиза и/или дезаминировани при одновременном получении полезного продукта с возможностью его получени в промышленных масштабах не позвол ли добитьс конечных вкусовых и физических свойств, которые бы давали после смешени с м сом м сной продукт высшего качества. Продукт, получаемый здесь, смешивают равномерно с м сом без предварительной гидратации, чтобы получить продукты с исключительно высокими вкусовыми свойствами такие, как сосиски, копченые колбасы и другие м сные продукты дл завтрака.

Промышленный способ, который используют в насто щее врем дл получени изолированных растительных протеиновых материалов, включает экстрагирование растительной протеиновой муки (крошки), использу водную щелочную ванну, образу ликёр. Затем растительный протеиновый материал осаждают из ликера подкиелени- ем. Полученный в результате осажденный растительный протеиновый материал обрабатывают полифосфатом, чтобы улучшить его физические свойства. После обработки полифосфатом осажденный растительный протеиновый материал подвергают обработке ферментативным гидролизом. Здесь этот промышленный способ был усовершенствован , что привело к получению изолированного растительного протеинового материала, обладающего физическими свойствами столь улучшенными, что протеиновые смеси с м сом образуют продукты с улучшенными вкусовыми качествами и функциональными свойствами. Предлагаемый способ включает стадии экстрагировани растительного протеина из муки при помощи водного щелочного раствора, но этот раствор включает, кроме того, образующий хелат агент, чтобы удалить при помощи образовани хелата во врем экстрагировани протеина элементы, которые при окислении

0

5

0

5

0

разрушают цвет и при тный запах. Далее, растительный протеин осаждают из раствора при помощи окислени . Полученный в результате растительный протеин затем подвергают ферментативному гидролизу при регулируемых времени и услови х концентрации умеренной реакции гидролиза, котора приводит к изменению концевых групп, снижающей химическую активность протеинового материала, и к изменению свойств поверхности, что приводит к низкой в зкости при эмульгировании и более высокой плотности до эмульгировани . Эти два изменени дает растительный протеин с улучшенными вкусом, запахом и цветом, который в м се дает более твердые м сные продукты с более м сной структурой.

Проведены широкие исследовани с целью получени полезных пищевых продуктов из растительных масел. В результате некоторые из этих материалов в насто щее врем обрабатывают с тем, чтобы получить пищевые продукты, которые больше известны под наименованием пищевые растительные протеины. Широко используемый, известный способ получени таких протеинов описан в примере а.

Пример а (известный способ). (1) Соевые бобы измельчали и масло экстрагировали гексаном, чтобы получить чешуйки , которые известны под наименованием соева мука или крошка. Муку добавл ли в водную ванну и добавл ли пищевой щелочной реагент, гидрат окиси натри , до тех пор, пока рН не достигнет значени 10. Этот материал экстрагировали 30 минут, а затем подвергали центрифугированию. Далее , соевый протеиновый материал осаждали из ликера добавлением хлористоводородной кислоты до тех пор, пока изоэлектрическа точка не достигнет значени примерно рН 4,5. Затем осадок промывали водой, чтобы образовать водный шлам с 15% содержанием твердых частиц (проценты весовые).

(2)рН шлама обеспечивали на уровне 7,0 добавлением гидрата окиси натри .

(3)Далее, шлам пропускали через газо- вую плиту при давлении 85 фунтов на кв.

дюйм (6 кг/см2) одновременно с впрыскиванием вод ного пара из газовой плиты под давлением 95 фунтов на кв. дюйм (6,7 кг/см ) в камеру, где поддерживали давление в 75 фунтов на кв. дюйм (5,3 кг/см ). Пар нагревает шлам, проход щий через газовую плиту, до температуры 305°Ф (152°С). Спуст 9 секунд возрастающие порции нагретого шлама быстро выгружали в приемный резервуар при атмосферном давлении или ниже, что вызывает испарение паров, со0

5

держащих нежелательные материалы. Шлам охлаждали при помощи быстрого испарени . Материалы, содержащиес в парах , удал ли из очищенного шлама.

(4) Шлам сушили испарением в распылительной сушилке, чтобы содержание влаИме в виду этот пример известного способа, ниже привод тс примеры осуществлени предлагаемого способа.

Ингредиент Соевые чешуйки

Триполифосфат натри (10% раствор) Гидрат окиси натри

Хлористоводородна кислота

Вода

Фермент (Бромелаин)

ги составл ло 5 массовых %.

В сответствии с примером а, 100 фунтов (45,36 кг) соевых чешуек добавл ли в водную щелочную ванну, но дополнительно добавл ли в ванну 0,5% триполифосфата натри перед добавлением соевых чешуек. Материал экстрагировали 30 минут, подвергали центрифугированию и снова экстрагировали . Далее, соевый протеиновый материал осаждали, как в примере а до тех пор, пока не будет достигнута изоэлектрическа точка при примерно рН 4.5. Осадок промывали водой.

Вместо сушки шлама, как в примере а, когда температура шлама достигала 125°Ф (52°С)(рН материала составл ло 6,5), добавл ли водный раствор фермента бромлаина при низкой концентрации в 0,01 весовых % протеина (сухой вес). Шламу, обработанному ферментом, давали возможность взаимодействовать в течение п тнадцати минут, при этом в зкость шлама начинает падать.

Спуст п тнадцать минут взаимодействие ферментов прекращали при помощи подъема температуры. Шлам сушили испарением в распылительной сушилке до содержани влаги в примерно 5 весовых процентов, как в примере а.

В результате обработки ликера протеина во врем стадий экстрагировани , то есть, передосаждением высвобождаютс и удал ютс нежелательные соединени с тем, чтобы улучшить физические свойства такие, как цвет, запах и стабильность. Умеренный ферментативный гидролиз модифицирует изолированный протеиновый продукт при помощи изменени концевых групп и характеристик поверхности с тем, чтобы получить высококачественный продукт с улучшенной структурой и более м сным вкусом.

П р и м е р 1

Количество 100 фунтов (45,36 кг) 0,5% в пересчете на вес чешуек Сколько требуетс дл рН чтобы поддержать рН осаждени 1000 фунтов (454 кг), первое экстрагирование 600 фунтов (272 кг), второе экстрагирование 0,01%

Свойства изолированного соевого протеина , полученного по способу из примера 1, приведены в табл.1.

Дл того, чтобы сравнить продукт, полученный в соответствии с примером 1, с известным продуктом, полученным в примере а, ниже приведены данные испытаний, полученные с использованием известной

м сной системы (см.табл.2). М сна система включала состав гов жей сосиски, содержащей 37% высококачественного м са, 13% органов или м са, механически очищенного от костей, и 5,7% сортированной муки и

крахмалов. Изолированный соевый протеин содержитс в количестве 2,41%.

Данные в табл.2 показывают, что при использовании полифосфата на стадии экстрагировани можно получить продукты высочайшего качества. Изолированный соевый протеин насто щего изобретени вл етс более твердым и гораздо более стабильным, чем протеин из примера а. Стабильность , например, составл ет 0,35 по сравнению 0,99.

Кроме того, предлагаемый продукт имеет лучшую окраску дл эмульгируемого м са и более слабый привкус сои. Он имеет также

более м сной вкус и прекрасную структуру. Пример 3. Следу процедуре из примера 1, дополнительные протеины получали с использованием гексаметафосфата в воде дл экстрагировани вместо три пол ифосфата натри . Нет какой-либо существенной разницы в свойствах и конечное м се имело улучшенный цвет и вкус.

Стади хелатообразовани здесь, как показано, приводит к значительному улучшению физических свойств при помощи модификации протеина, в частности, цвета и вкуса. Хот были описаны полифосфаты, можно использовать другие образующие хелаты агенты такие, как этилендиаминтетра- уксусна кислота, аскорбинова кислота и лимонна кислота.

Контроль за рН во врем получени может быть осуществлен при помощи использовани известных оснований пищевых сортов и буферов таких как гидрат окиси натри , бикарбонат натри , карбонат аммони , триполифосфаты натри , хлористоводородна кислота и другие известные реагенты. Оптимальное рН может несколько отличатьс в зависимости от конкретного используемого фермента, но процедура эффективна в области рН от 6 до 10. Температура реакции может варьироватьс от примерно 10°С (комнатна температура) до примерно 75°С, но эту процедуру можно в общем случае эффективно осуществл ть внутри этой области температур. Услови оптимальных температур могут также варьироватьс до некоторой степени (внутри этой области) в зависимости от конкретной системы.

Одной из стадий при образовании изолированного протеина здесь вл етс стади ферментативного гидролиза; это известна стади , но было установлено, что при некоторых более умеренных услови х финальный продукт намного лучше. Такие умеренные услови включают восстановление при определенной концентрации фермента . Ферментный материал вместо того, чтобы добавл ть в концентрации от примерно 0,01 до 5,0 весовых % от протеинового материала (на сухой вес), используют в концентрации от 0,01 до 0,035, чтобы осуществить умеренный гидролиз, в зависимости от используемых температуры и времени, и активности ферментов. (Активность фермента может быть определена, как количество фермента, необходимое дл того, чтобы получить стандартное количество тирозина из казеина и мальтозы из крахмала при стандартных услови х). Врем дл стадии гидролиза составл ет от примерно 5 до 30 минут, в предпочтительном варианте примерно 10-15 минут, в зависимости от концентрации и активности фермента и температуры.

Ферменты, которые эффективны в соответствии с насто щим изобретением, это в общем случае такие протеолитические ферменты , которые могут быть получены из животного ,растительногои микробиологического источников. Удовлетворительными оказались весьма разнообразные ферменты. Они включают папаин, трипсин, фицин и многочисленные бактериальные и грибковые протеазы. Единственным ограничением на протеазу вл етс то, что она должна быть стабильной и не должна дезактивироватьс при тех рН, которые используют в соответствии с насто щим изобретением.

Установлено также, что добавление ци- стеина увеличивает стабильность. Использование цистеина здесь вл етс дополнением к стади м добавлени полифосфата в ликер дл экстрагировани перед осаждением и умеренного гидролиза.

0 Дл того, чтобы снизить и/или полностью избежать окислени экстрагированного творога. Дополнительно в этой процедуре можно использовать протеиновый изол т с такими известными продуктами, как раз5 рыхл ющие агенты, диспергирующие агенты , противопенные агенты и агенты, преп тствующие образованию дуста. Цис- теин можно добавл ть в количестве от 0,05 до 0,2 весовых процентов в пересчете на

0 твердые частицы творога в нейтральный или кислый творог.

Функциональные свойства такие, как вкус, структура и работа с известными материалами не вл ютс удовлетворительными

5 дл многих пищевых приложений. Новый протеиновый материал, получаемый в соответствии с насто щим изобретением, имеет гораздо более высокие функциональные свойства с более хорошим вкусом и, особен0 но, хорошим цветом дл использовани с м сом. Гидролиз осуществл ли при умеренных услови х, включа контролируемое врем реакции, которое эффективно с точки зрени снижени в зкости и придани про5 дукту хорошей структуры и вкуса.

В то врем , как продукт можно использовать в качестве замены дл производных повседневных продуктов таких, как казеи- нат и молоко, он, кроме того, гораздо более

0 приспособлен дл смешени с м сом, чем ранее полученные изолированные протеины . Его можно добавл ть в форме суспензии или высушенный порошок может быть непосредственно добавлен в м сной продукт.

5 Его исключительно гладка структура, умеренный вкус и хороший цвет делают это возможным. Полученный продукт обладает исключительной функциональностью и прекрасными свойствами смешени и он удо0 бен в работе. Минимальное окисление, которым надел етс продукт среди других изменений, благодар стади м обработки полифосфатом и гидролизу, помогает этого добитьс .

5 После того, как приведены основные свойства насто щего изобретени , возможны различные модификации его в этой хорошо известной, но до сих пор эмпирической области. Так в композици х можно использовать сульфиты, агенты, преп тствующие

образованию пены, и т.п. И, как уже было указано, могут варьироватьс рН значени и температуры.

Такие модификации также наход тс в области прит заний за вител . Необходимо иметь в виду, что насто щее изобретение не может быть ограничено вариантами осуществлени , приведенными здесь с целью иллюстрации, а может быть ограничено только пунктами формулы изобретени , приведенной ниже и их эквивалентами.

Claims

Формула изобретени

1.Способ получени растительного протеина преимущественно дл м сных продуктов , включающий экстрагирование растительной протеиновой муки водным щелочным раствором, центрифугирование, осаждение кислотой, промывание водой полученного осадка с образованием водного шлама и его сушку, отличающийс тем, что перед экстрагированием к водному раствору щелочи добавл ют хелатообразу- ющий агент, а перед сушкой водный шлам подвергают ферментативному гидролизу.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что экстрагирование осуществл ют многократно с проведением стадии центрифугировани после каждой экстракции.
3.Способ по лп.1 и 2, отличающий- с тем, что экстрагирование провод т дважды.
4.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с тем. что содержание сухих веществ в водном шламе, подвергнутом ферментативному гидролизу, составл ет 13-20%.
б.Способ по п. 1,отличающийс тем, что в качестве растительной протеиновой муки используют сухую крошку сафрола .

Результаты анализа изолированного соевого протеина

б.Способ по п,1, отличающийс тем, что рН водного шлама, образующегос в результате ферментативного гидролиза, устанавливают 5,5-7,5.

Т.Способ по пп.1 и б, отличающий- с тем, что рН водного шлама, образующегос в результате ферментативного гидролиза , устанавливают преимущественно 6.5.

8.Способ по п.1, отличающийс тем, что в качестве растительной протеиновой муки используют соевую муку.

9.Способ по пп.1 и 8, о т л и ч а ющ и й- с тем, что ферментативный гидролиз осуществл ют ферментом из группы животных, растительных и микробиологических ферментов .

Ю.Способ по пп.1 и 9, отличающийс тем, что в качестве растительного фермента используют растительную протеазу, преимущественно бромлаин.

11.Способ по пп.1 и 8, от л ич а ю щи- й с тем, что нар ду с хелатообразующим агентом в водную суспензию перед ферментативным гидролизом дополнительно вно- с т L-цистеин.

12.Способ по пп.1 и 10, о т л и ч а ю щ и- й с тем, что фермент добавл ют в количестве 0,01-0,15 % в пересчете на сухую массу протеина в водном шламе. 13.Способ по п.1,отличающийс тем, что водный шлам после проведени ферментативного гидролиза подвергают нагреванию .

14.Способ по п.1,отличающийс тем, что сушку водного шлама ведут распылением до получени продукта с плотностью 0,256-0,320 г/см3.

15.Способ по п.1, отличающийс тем, что в качестве хелатообразующего агента используют фосфат.

Т а б л и ц а 1

Стандартное отклонение - пер.

Продолжение табл.1

Таблица2