RU2538171C1 - Food protein concentrate production method - Google Patents
Food protein concentrate production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538171C1 RU2538171C1 RU2013141460/10A RU2013141460A RU2538171C1 RU 2538171 C1 RU2538171 C1 RU 2538171C1 RU 2013141460/10 A RU2013141460/10 A RU 2013141460/10A RU 2013141460 A RU2013141460 A RU 2013141460A RU 2538171 C1 RU2538171 C1 RU 2538171C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- protein
- protein concentrate
- food
- whey
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dairy Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пищевой, в частности молочной, промышленности и может быть использовано при производстве сывороточных белковых концентратов, а также продуктов функционального назначения.The invention relates to food, in particular dairy, industry and can be used in the production of whey protein concentrates, as well as functional products.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сывороточного белкового концентрата [Патент РФ № 2284701, опубликован 10.10.2006 г.], предусматривающий сбор сыворотки, ее осветление, пастеризацию, охлаждение, деминерализацию, ультрафильтрацию с получением сывороточного белкового концентрата. Затем сывороточный белковый концентрат подвергают гидролизу при температуре 41±2°С и рН 9,0±0,2. В качестве регулятора рН используют щелочную фракцию электроактивированной воды с рН 11,0-12,0. Гидролиз проводят в течение 14-24 ч до достижения заданной степени гидролиза.The closest in technical essence and the achieved effect is a method for producing whey protein concentrate [RF Patent No. 2284701, published 10.10.2006], providing for the collection of whey, its clarification, pasteurization, cooling, demineralization, ultrafiltration to obtain whey protein concentrate. Then whey protein concentrate is subjected to hydrolysis at a temperature of 41 ± 2 ° C and a pH of 9.0 ± 0.2. As a pH regulator, an alkaline fraction of electroactivated water with a pH of 11.0-12.0 is used. Hydrolysis is carried out for 14-24 hours to achieve a given degree of hydrolysis.
Недостатками прототипа являются высокая себестоимость белкового концентрата за счет применения дорогостоящих и энергоемких операций электродиализа и получения щелочной фракции электроактивированной воды, длительность процесса получения белкового концентрата в качестве готового продукта, снижение биологической ценности конечного продукта в процессе технологической обработки сырья и полуфабрикатов.The disadvantages of the prototype are the high cost of protein concentrate due to the use of expensive and energy-intensive operations of electrodialysis and the production of alkaline fractions of electroactivated water, the duration of the process of obtaining protein concentrate as a finished product, the reduction of the biological value of the final product in the process of processing raw materials and semi-finished products.
Технической задачей изобретения является разработка способа получения пищевого белкового концентрата, позволяющего улучшить функциональные свойства белков - усвояемость, структуру; повысить биологическую ценность и пищевую ценность полученного продукта, а также снизить его себестоимость.An object of the invention is to develop a method for producing food protein concentrate, which improves the functional properties of proteins - digestibility, structure; increase the biological value and nutritional value of the resulting product, as well as reduce its cost.
Для решения технической задачи изобретения предложен способ получения пищевого белкового концентрата, характеризующийся тем, что пищевой белковый концентрат готовят из подсырной сыворотки, для чего подсырную сыворотку сепарируют при температуре 45°С, пастеризуют при температуре 72°С с выдержкой 15 с, затем пастеризованную и охлажденную до температуры 45°С подсырную сыворотку подвергают ультрафильтрационному концентрированию до массовой доли сухих веществ 22%, полученный пищевой белковый концентрат при температуре 55°С в течение 1,5 ч подвергают ферментации β-трансглютаминазой, взятой в количестве 0,006 ед/г белка активностью 250 ед/г белка, затем проводят инактивацию фермента при температуре 75°С в течение 10 минут, полученный пищевой белковый концентрат охлаждают до 4°С и хранят до дальнейшего использования.To solve the technical problem of the invention, a method for producing a food protein concentrate is proposed, characterized in that the food protein concentrate is prepared from cheese whey, for which cheese whey is separated at a temperature of 45 ° C, pasteurized at a temperature of 72 ° C for 15 seconds, then pasteurized and cooled to a temperature of 45 ° C, the whey whey is subjected to ultrafiltration concentration to a mass fraction of solids of 22%, the resulting food protein concentrate at a temperature of 55 ° C for 1.5 hours Fermentation is carried out with β-transglutaminase taken in an amount of 0.006 U / g protein with an activity of 250 U / g protein, then the enzyme is inactivated at a temperature of 75 ° C for 10 minutes, the resulting food protein concentrate is cooled to 4 ° C and stored until further use.
Технический результат изобретения заключается в повышении биологической и пищевой ценности готового продукта за счет концентрирования ценных компонентов подсырной сыворотки и в улучшении усвояемости белка организмом человека в связи с поперечным связыванием аминокислот; исключении применения стабилизаторов в производстве белковых кисломолочных продуктов за счет высокой вязкости полученного концентрата; придании функциональных свойств продуктам на основе полученного пищевого белкового концентрата; защите лизина в пищевых белках от различных химических реакций за счет формирования изопептидной связи, что препятствует протеканию реакции меланоидинообразования; рациональной переработке вторичного молочного сырья; повышении экологичности молочного производства.The technical result of the invention is to increase the biological and nutritional value of the finished product due to the concentration of valuable components of cheese whey and to improve the digestibility of protein by the human body in connection with the cross-linking of amino acids; the exclusion of the use of stabilizers in the production of fermented milk protein products due to the high viscosity of the obtained concentrate; imparting functional properties to products based on the obtained food protein concentrate; protecting lysine in food proteins from various chemical reactions due to the formation of an isopeptide bond, which prevents the melanoidin formation reaction; rational processing of secondary milk raw materials; environmental friendliness of dairy production.
На фиг. 1 представлен аминокислотный состав подсырной сыворотки и пищевого белкового концентрата.In FIG. 1 shows the amino acid composition of cheese whey and food protein concentrate.
На фиг. 2 представлено содержание минеральных веществ в пищевом белковом концентрате.In FIG. 2 shows the content of minerals in food protein concentrate.
На фиг. 3 - сравнительный анализ пищевой ценности пищевого белкового концентрата и подсырной сыворотки.In FIG. 3 - a comparative analysis of the nutritional value of nutritional protein concentrate and cheese whey.
Способ получения пищевого белкового концентрата осуществляют следующим образом.The method of obtaining food protein concentrate is as follows.
Подсырную сыворотку предварительно осветляют для отделения остатков жира и казеина. Для этого ее сепарируют при температуре 45°С. Просепарированную сыворотку пастеризуют при температуре 72°С с выдержкой 15 с с целью подавления заквасочных культур. Далее ее охлаждают до температуры 45°С и направляют на ультрафильтрацию для достижения массовой доли сухих веществ 22%. Полученный пищевой белковый концентрат ферментируют β-трансглютаминазой, активностью 250 ед/г, в количестве 0,006 ед/г белка. Продолжительность ферментации составляет 1,5 ч при температуре 55°С. Инактивацию фермента проводят при 75°С в течение 10 минут. Полученный пищевой белковый концентрат охлаждают до 4°С и хранят до переработки. Сравнительный анализ пищевой ценности пищевого белкового концентрата и подсырной сыворотки представлена на фиг. 3.Cheese whey is pre-clarified to separate fat and casein residues. To do this, it is separated at a temperature of 45 ° C. The separated serum is pasteurized at a temperature of 72 ° C with an exposure of 15 s in order to suppress starter cultures. Then it is cooled to a temperature of 45 ° C and sent to ultrafiltration to achieve a mass fraction of solids of 22%. The resulting food protein concentrate is fermented with β-transglutaminase, an activity of 250 units / g, in an amount of 0.006 units / g of protein. The duration of fermentation is 1.5 hours at a temperature of 55 ° C. Inactivation of the enzyme is carried out at 75 ° C for 10 minutes. The resulting food protein concentrate is cooled to 4 ° C and stored until processing. A comparative analysis of the nutritional value of nutritional protein concentrate and cheese whey is presented in FIG. 3.
Биологическая ценность полученного пищевого белкового концентрата повышается в результате увеличения незаменимых аминокислот, что способствует усилению антиоксидантной активности; улучшения их усвояемости организмом человека за счет поперечного связывания различных белков, содержащих лимитирующее аминокислоты. Содержание аминокислот в пищевом белковом концентрате в сравнении с подсырной сывороткой представлено на фиг. 1.The biological value of the resulting food protein concentrate increases as a result of an increase in essential amino acids, which contributes to an increase in antioxidant activity; improving their digestibility by the human body through the cross-linking of various proteins containing limiting amino acids. The amino acid content of the edible protein concentrate in comparison with cheese whey is shown in FIG. one.
Ферментация пищевого белкового концентрата таким способом обеспечивает улучшение консистенции готового продукта, защиту лизина в пищевых белках от различных химических реакций, некоторое капсулирование липидов, изменение функциональных свойств белков, что позволяет вырабатывать кисломолочные напитки на основе пищевого белкового концентрата без применения стабилизационных систем. Фракционный состав сывороточных белков пищевого белкового концентрата представлено в табл. 2.Fermentation of food protein concentrate in this way provides an improvement in the consistency of the finished product, protection of lysine in food proteins from various chemical reactions, some encapsulation of lipids, change in the functional properties of proteins, which makes it possible to produce fermented milk drinks based on food protein concentrate without the use of stabilization systems. The fractional composition of whey proteins of food protein concentrate is presented in table. 2.
Способ поясняется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.
Пример 1 (прототип)Example 1 (prototype)
Молочную сыворотку очищают от жира и казеиновой пыли при температуре 39°С. Массовая доля жира в сыворотке после сепарирования не превышает 0,05%. Сыворотку пастеризуют при температуре 63°С с выдержкой 30 мин или 72°С с выдержкой 15 с и охлаждают до 20°С. Пастеризованную сыворотку направляют на электродиализ до достижения массовой доли золы 0,7% и электропроводности не более 20,0 Ом-1·м-1. Деминерализованную сыворотку подвергают ультрафильтрации при температуре 55°С с получением сывороточного белкового концентрата с массовой долей сухих веществ 24%. Затем полученный концентрат охлаждают до оптимальной для гидролиза температуры 42°С и подвергают гидролизу. Доведение рН белкового концентрата до оптимального значения 9,0 проводят щелочной фракцией электроактивированной воды с рН 12,0. Панкреатин с активностью 45 ед/г вносят в количестве 0,2%. Гидролиз сывороточных белков в концентрате проводят в течение 24 ч при постоянном перемешивании. Инактивацию фермента проводят при 75°С в течение 10 минут. Затем концентрат сгущают вакуум-выпариванием до 40% сухих веществ и высушивают на распылительных сушилках при мягких режимах. Химический состав, энергетическая и биологическая ценность подсырной сыворотки и пищевого белкового концентрата представлены в табл.1.Whey is purified from fat and casein dust at a temperature of 39 ° C. The mass fraction of fat in serum after separation does not exceed 0.05%. The serum is pasteurized at a temperature of 63 ° C with a holding time of 30 min or 72 ° C with a holding time of 15 s and cooled to 20 ° C. Pasteurized serum is sent to electrodialysis until the mass fraction of ash reaches 0.7% and the conductivity is not more than 20.0 Ohm -1 · m -1 . Demineralized serum is subjected to ultrafiltration at a temperature of 55 ° C to obtain whey protein concentrate with a mass fraction of solids of 24%. Then, the resulting concentrate is cooled to an optimum temperature for hydrolysis of 42 ° C and subjected to hydrolysis. Bringing the pH of the protein concentrate to the optimum value of 9.0 is carried out with an alkaline fraction of electroactivated water with a pH of 12.0. Pancreatin with an activity of 45 units / g contribute 0.2%. Hydrolysis of whey proteins in concentrate is carried out for 24 hours with constant stirring. Inactivation of the enzyme is carried out at 75 ° C for 10 minutes. Then the concentrate is concentrated by vacuum evaporation to 40% solids and dried on spray dryers under mild conditions. The chemical composition, energy and biological value of cheese whey and food protein concentrate are presented in table 1.
Пример 2Example 2
Подсырную сыворотку предварительно осветляют для отделения остатков жира и казеина. Для этого ее сепарируют при температуре 45°С. Просепарированную сыворотку пастеризуют при температуре 72°С с выдержкой 15 с с целью подавления заквасочных культур. Далее ее охлаждают до температуры 45°С и направляют на ультрафильтрацию для достижения массовой доли сухих веществ 22%. Полученный пищевой белковый концентрат ферментируют β-трансглютаминазой, активностью 250 ед/г, в количестве 0,006 ед/г белка. Продолжительность ферментации составляет 1,5 ч при температуре 55°С. Инактивацию фермента проводят при 75°С в течение 10 минут. Полученный готовый продукт анализируют.Cheese whey is pre-clarified to separate fat and casein residues. To do this, it is separated at a temperature of 45 ° C. The separated serum is pasteurized at a temperature of 72 ° C with an exposure of 15 s in order to suppress starter cultures. Then it is cooled to a temperature of 45 ° C and sent to ultrafiltration to achieve a mass fraction of solids of 22%. The resulting food protein concentrate is fermented with β-transglutaminase, an activity of 250 units / g, in an amount of 0.006 units / g of protein. The duration of fermentation is 1.5 hours at a temperature of 55 ° C. Inactivation of the enzyme is carried out at 75 ° C for 10 minutes. The resulting finished product is analyzed.
Полученный пищевой белковый концентрат охлаждают до 4°С и хранят до дальнейшего использования.The resulting food protein concentrate is cooled to 4 ° C and stored until further use.
Как видно из табл. 1-2 и фиг. 1-3, предложенный способ получения пищевого белкового концентрата позволяет получить готовый продукт - пищевой белковый концентрат высокого качества за счет концентрирования ценных компонентов подсырной сыворотки, таких как лактоза, сывороточные белки, макро-, микроэлементы, жиро- и водорастворимые витамины, при этом улучшаются технологические и функциональные свойства.As can be seen from the table. 1-2 and FIG. 1-3, the proposed method for producing food protein concentrate allows you to get the finished product - high-quality food protein concentrate by concentrating valuable components of cheese whey, such as lactose, whey proteins, macro-, micronutrients, fat-and water-soluble vitamins, while improving technological and functional properties.
Увеличение количества вносимого фермента β-трансглютаминазы более 0,006 ед/г белка экономически не выгодно, так как повышается вязкость белкового концентрата, что приводит к значительному изменению его консистенции; снижение количества вносимого фермента менее 0,006 ед/г белка приводит к ухудшению качества готового продукта. Увеличение температуры ферментации свыше 55°С при продолжительности процесса более 1,5 ч приводит к быстрой инактивации фермента и снижению пищевой ценности вследствие разрушения витаминов подсырной сыворотки, уменьшение температуры ферментации ниже 55°С приводит к увеличению продолжительности процесса из-за медленного и недостаточного развития фермента в субстрате.An increase in the amount of β-transglutaminase enzyme introduced by more than 0.006 units / g of protein is not economically profitable, as the viscosity of the protein concentrate increases, which leads to a significant change in its consistency; a decrease in the amount of enzyme introduced is less than 0.006 u / g of protein leads to a deterioration in the quality of the finished product. An increase in the fermentation temperature above 55 ° C with a process duration of more than 1.5 hours leads to a quick inactivation of the enzyme and a decrease in nutritional value due to the destruction of the whey vitamins, a decrease in the fermentation temperature below 55 ° C leads to an increase in the process time due to the slow and insufficient development of the enzyme in the substrate.
Предложенный способ производства пищевого белкового концентрата позволяет:The proposed method for the production of food protein concentrate allows you to:
- повысить его биологическую ценность и пищевую ценность за счет концентрирования ценных компонентов подсырной сыворотки;- increase its biological value and nutritional value by concentrating valuable components of cheese whey;
- повысить усвояемость белка организмом человека за счет поперечного связывания белков;- increase the digestibility of protein by the human body due to the cross-linking of proteins;
- исключить необходимость применения стабилизаторов в производстве кисломолочных продуктов на основе пищевого белкового концентрата за счет его высокой вязкости;- eliminate the need for stabilizers in the production of dairy products based on food protein concentrate due to its high viscosity;
- придать функциональные свойства продуктам на основе полученного белкового концентрата;- to impart functional properties to products based on the obtained protein concentrate;
- рационально утилизировать подсырную сыворотку;- rationally utilize cheese whey;
- повысить экологичность молочного производства.- increase the environmental friendliness of dairy production.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013141460/10A RU2538171C1 (en) | 2013-09-10 | 2013-09-10 | Food protein concentrate production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013141460/10A RU2538171C1 (en) | 2013-09-10 | 2013-09-10 | Food protein concentrate production method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2538171C1 true RU2538171C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53287997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013141460/10A RU2538171C1 (en) | 2013-09-10 | 2013-09-10 | Food protein concentrate production method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2538171C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2284701C1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Method for producing of whey protein concentrate |
| RU2409965C2 (en) * | 2009-04-23 | 2011-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" | Method for production of tagatose containing sweetener additive of milk whey |
| RU2432769C2 (en) * | 2009-10-29 | 2011-11-10 | Александр Герасимович Шлейкин | Method for production of milk whey with low concentration of residual protein |
-
2013
- 2013-09-10 RU RU2013141460/10A patent/RU2538171C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2284701C1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Method for producing of whey protein concentrate |
| RU2409965C2 (en) * | 2009-04-23 | 2011-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" | Method for production of tagatose containing sweetener additive of milk whey |
| RU2432769C2 (en) * | 2009-10-29 | 2011-11-10 | Александр Герасимович Шлейкин | Method for production of milk whey with low concentration of residual protein |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МАДЖИТОВ Д.Ф. и др., БиоБонд - технологический "спецагент" от компании Флора Ингредиентс, Все о мясе N1 (февраль) 2013, с.16-17. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gassi et al. | Preparation and characterisation of a milk polar lipids enriched ingredient from fresh industrial liquid butter serum: Combination of physico-chemical modifications and technological treatments | |
| RU2012143622A (en) | COMPOSITIONS FOR MASKING THE TASTE OF NUTRIENTS AND METHODS FOR THEIR MANUFACTURE | |
| Halavach et al. | Biologically active properties of hydrolysed and fermented milk proteins | |
| AU2017311557B2 (en) | Process for producing infant formula products and dairy products | |
| Mahdi et al. | Identification and characterization of bioactive peptides of fermented goat milk as a sources of antioxidant as a therapeutic natural product | |
| Murtaza et al. | Conventional and novel technologies in the production of dairy bioactive peptides | |
| Singh et al. | Yak milk and milk products: Functional, bioactive constituents and therapeutic potential | |
| Ali et al. | Effect of fermentation process on the improvement of nutrition value of camel milk | |
| Shi et al. | Producing high Fischer ratio peptides from milk protein and its application in infant formula milk powder | |
| Barba et al. | Green extraction and valorization of by-products from food processing | |
| CN107809909B (en) | Process for the production of demineralized milk protein compositions, in particular for the organic food industry, and demineralized milk protein compositions | |
| Hrnjez et al. | Nutritive aspects of fermented dairy products obtained by kombucha application | |
| RU2538171C1 (en) | Food protein concentrate production method | |
| Kalwar et al. | Yak milk and its health benefits: a comprehensive review | |
| US20220346399A1 (en) | Buttermilk | |
| RU2489027C1 (en) | Method for production of milk-and-vegetal extract from scorzonera tubers | |
| Azhar et al. | Isolation and molecular characterization of local goat milk casein for nutraceutical value | |
| Dimou et al. | Valorization of cheese whey to “bio”-value added food products with industrial interest and their potential beneficial health effects | |
| Lemiasheuski et al. | Milk and milk by products and alternative assessment methods | |
| RU2353657C1 (en) | Method of glucose-galactose syrup production | |
| Jabeen et al. | Quantitative estimation of casein in different milk samples | |
| RU2376780C1 (en) | Milk-protein product production method | |
| Bayarsaikhan et al. | Inhibition of angiotensin-converting enzyme by components of traditional Mongolian fermented milk products | |
| RU2299570C1 (en) | Method for producing of dry lactoserum | |
| Castellani et al. | Effect of diet supplement in dairy cow with grape pomace on quality of milk and cheese |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160911 |