Способ обработки соевого белкового продукта, содержащего нерастворимую белковую фракцию

(5)5 АТЕНТУ 4 та фективно усиливаетохранениул е е ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Патент США )ч. 2232052, кл, А 23 ) 3/02,1941,(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СОЕВОГО БЕЛКОВОГО ПРОДУКТА, СОДЕРЖАЩЕГО НЕРАСТВОРИМУЮ БЕЛКОВУЮ ФРАКЦИЮ (57) Использование: в пищевой промышленности при получении соевой белковой пищи с высокой растворимостью. Сущность изобретения: устанавливают рН водной взвеси Изобретение относится к способу обработки соевого белкового продукта, содержащего нерастворимую белковую фракцию, предусматривающую гидролиз и дезаминирование водной взвеси соевого белка путем ее обработки протеолитическим ферментом,Цель изобретения состоит в предоставлении ферментативного способа переработки соевых белковых материалов, с образованием желательных съедобных белковых продуктов, которые обладают высокой растворимостью - необходимым функциональным свойством. Способ по изобретению эфшает растворимость белка ифункциональные свойства, с сачества конечного продукта. соевого белка 9 - 11, преимущественно 10, и обрабатывают ее протеолитическим ферментом в количестве 0,01 - 5 О при температуре 10 - 75 С в течение 10 - 240 мин. В качестве протеолитического фермента используют один из ферментов; папаин, панкреатин, алькалазу, трипсин, химотрипсин и бромелин. Дезаминирование белка идет на 5 - 48 О, при этом готовый продукт имеет растворимость 60 - 100 О в воде с рН 7 (преимущественно 80 или 90 О/). Соевый белок после выдержки имеет мол, м, 800 - 4000. Смесь после выдержки подвергают нагреванию и сушат преимущественно расп ылен и ем. В качестве водной смеси соевого белка можно использовать соевый творог, стерилизованный нагреванием преимущественно в течение 9 с при 152 С, 9 з.п, ф-лы. Способ по изобретению отличается от известного тем, что перед гидролизом, рН водной взвеси соевого белка доводя; до 9 - 11, а протеолитический фермент используют в количестве 0,01 - 5и полученную смесь выдерживают при температуре 10 - 75 С в течение 10 - 240 мин, белок дезаминируют на 5 - 48 О/ и конечный продукт имеет 60 - 100 О-ную растворимость в воде при рН 7.Восприятие растворительных белковых материалов, таких как соевые бобы, земляные орехи, сафлор, семена хлопчатника, семена кунжута, сафлоровые семена и другие, зависит от модифицирования этих материалов с целью придания им функциональных свойств, Были проведены обширные исследования этих материалов с целью создания полезных пищевых продуктов, В результа 18299055 10 15 20 25 30 40 50 55 до дезактивации. те, некоторые из этих материалов в настоящее время могут перерабатываться с получением пищевых продуктов, обычно называемых съедобными растительными белками, Однако функциональные свойства, такие как вкус и растворимость, и пенообразующие и эмульсионные свойства этих материалов не были удовлетворительными для промышленного пищевого использования, Заявитель произвел новый белковый материал, который имеет сильно улучшенную растворимость, без введения горьких вкусовых добавок, Растворимость может быть весьма высокой - до 100, Этот результат был достигнут заявителем посредством ферме нтативного гидролиза и частичного деаминирования практически всего белкового субстрата, Уровни деаминирования могут изменяться примерно между 5 и 48, Гидролиз осуществляется при комнатной температуре или повышенной температуре и при регулируемом повышенном значении рН, которое эффективно для придания растворимости белковому субстрату, и в особенности без избыточного гидролиза или разложения невнутренней части субстрата. Более того, растворимость продукта заявителя расширяется, чтобы заключить больший интервал значений рН, Когда гидролиз по изобретению пройдет до желаемой степени, реакция может быть прекращена посредством инактивации фермента, например нагреванием. Условия процесса регулируются таким образом, чтобы минимизировать или предотвратить образование нежелательных Ы -соединений, в частности, посредством поддержания рН реакции примерно ниже 12,Вообще значение рН процесса регулируется между 9 и 11 в ходе процесса, Особенно эффективным, как было установлено, является значение рН 10, Регулирование значения рН может быть осуществлено с использованием традиционных оснований и буферов пищевого сорта, таких как гидроксид натрия, бикарбонат натрия, карбонат аммония, триполифосфаты натрия, соляная кислота и другие традиционные реагентьь Оптимальное значени 3 рН может изменяться в некоторой степени для каждого конкоетного фермента, использованного в процессе, но способ эффективен внутри этого интервала рН. Температура реакции может изменят, - ся примерно от 10 С (комнатная температура) до 75 С, но процесс также эффективен внутри этого температурного интервала, Аналогично, время реакции также может изменяться внутри эффективного интервала примерно между 10 мин и 4 ч, причем могут иметься различные оптимальные значения, для конкретной системы, времени, рН и конкретного фермента, внутри эффективного интервала,Ферменты, которые являются эффективными в способе заявителя, обычно представляют собой протеолитические ферменты, которые могут быть получены из животных, растительных и микробных источников, Удовлетворительными оказались множество ферментов, Они включают папаин, трипсин, фицин и множество бактериальных и грибковых протеаз, Единственным ограничением для протеазы является то, что она должна быть стабильной и не дезактивироваться при значениях рН, используемых для этого процесса.Ферментный материал может быть добавлен в предпочтительной концентрации примерно от 0,01 до 5,0 вес.7 от веса белкового материала (сухого), в зависимости от температуры и времени, которые используются, активности ферментов и желаемой степени гидролиза,Активность фермента может быть определена как количество фермента, требуемое для производства стандартного количества тирозина из казеина и мальтозы из крахмала в стандартных условиях. Могут применяться концентрации фермента свыше 1,0%, однако затраты могут стать чрезмерно высокими для некоторых ферментных материалов. При концентрациях ниже 0,05 ферментативная реакция может протекать слишком медленно для некоторых ферментных систем.Обработанная белковая суспензия и масса ферментного реагента обычно взаимодействуют в емкости, которая обеспечивает достаточное время пребывания реагентов для практического завершения реакции. Когда ферментативная реакция протекает в течение достаточного периода времени, реакция прекращается, например посредством нагревания суспензии до температуры, достаточной для дезактивации ферментов. Температуры выше, чем,например,180 Г (82,2 С) достаточны для подавления активности фермента. Стадия нагревания может быть осуществлена посредством пропускания прореагировавшего материала через теплообменник, посредством струевого прожаривания, или с помощью наиболее традиционной операции нагревания, После дезактивации рН продукта может устанавливаться на желаемом уровне, или рН может регулироваться Образовавшийся суспендированныйпродукт может использоваться непосредст 1829905венно вместо пищсвых продуктов, Он представляет собой привлекательный светлоокрашенный продукт, Альтернативно, он может быть высушен, причем высушенный продукт имеет превосходную растворимость в водной среде.Если суспензия высушивается, то предпочтительно высушивают мгновенно (флзшметод), чтобы получить однородно мелкий, порошкообразный продукт, тем самым осуществляется экономичная непрерывная обработка и превосходные характеристики растворимости порошка, Из методик мгновенного высушивания обычно применяется распылительная сушка. Продукт может быть высушен вымораживанием, однако зто более дорого. В ысушен н ый порошок способен быстро и просто гидратироваться повторно с образованием суспензии, посредством добавления воды при перемешивании, благодаря своей высокой растворимости. Этот продукт может использоваться в качестве заменителя для производных молочных продуктов, даже высушенного снятого молока, для множества назначений. Этот продукт имеет превосходную гладкую текстуру и вкус, Продукт остается в растворе и не осаждается на дно емкости, когда смешивается в водной суспензии.Хотя изобретательские замыслы можно легко понять из предшествующего описания для любого обычного специалиста в этой области техники, следующие иллюстративные примеры даны для полного обеспечения понимания замысла,П р и м е р 1, 860 фунтов(390 кг) водного творога из выделенного соевого белка, который имеет содержание твердого вещества 14 вес,о , обрабатывают при установленном значении рН 8,0 с использованием 50 о -ного раствора гидроксида натрия, и нагревают до 152 С, используя струевую печь. Длительность нагревания составляет около 9 с. После термической обработки творог охлаждают до 40 С. Доводят значение рН охлажденного творога до 10 посредством добавления 500 -ного раствора гидроксида натрия при быстром перемешивании. Добавляют 1,5% папаина (фирма Амано), в расчете на сухой вес белка, в виде водной суспензии и перемешивают быстрой мешалкой. Смесь подвергают взаимодействию в течение 60 мин, при поддержании значения рН 10 с помощью 500 -ного раствора гидроксида натрия. Затем рН прореагировавшей реакционной смеси устанавливают равным 7,5 - 7,9 с помощью концентрированной соляной кислоты, и нагревают, чтобы дезактивировать фермент,Дезактивация осуществляется путем нагре 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вания смеси до 152 С, Длительность нагревания составляет около 9 с, и общее время дезактивации реакционной смеси равно примерно 43 минутам, Затем дезактивированную смесь подвергаю распылительной сушке. Свойства материала, высушенного распылением, сооб ены в табл. 1,П р и м е р 2. Творог из примера 1 после струевого прожаривания охлаждают до 46 С, доводят рН до 10 и обрабатывают 2 панкреатина (фирма Роом Королазе ) втм расчете на сухой вес творога, как описано в примере 1. Значение рН поддерживают равным 10 в течение времени реакции (37 мин) смеси. Затем рН реакционной смеси доводят до 7,5, Продукт подвергают термической дезактивации и распылительной сушке, как описано в примере 1. Свойства продукта указаны в табл. 1.П р и м е р 3. Творог из примера 1 после струевого прожаривания охлаждают до 46 С, доводят до рН 10 и обрабатывают 5% алкалазы 2,4 (фирма Ново Лабораториз) в расчете на сухой вес творога, Значение рН поддерживают равным 10 в течение времени реакции (82 мин) смеси, Затем рН реакционной смеси доводят до 7,6. Продукт подвергают термической дезактивации и распылительной сушке, как описано в примере 1, Свойства продукта указаны в табл, 1. П р и м е р 4, Творог примера 1 при комнатной температуре подщелачивают до рН 10 и обрабатывают 1,5% папаина (фирма Амано) в расчете на сухой вес творога, как описано в примере 1, Значение рН поддерживают равным 10 в течение времени реакции смеси (52 мин), Затем оН реакционной смеси доводят до 7,5. Продукт подвергают термической дезактивации и распылительной сушке, как описано в примере 1. Свойства продукта указаны в табл. 1.П р и м е р 5. Творог пример:" 1 при комнатной температуре охлаждают до 10 С, доводят значение рН до 10 и обрабатывают 1,5 панкреэтина (Роом Королазе ), а расчете на вес сухого творога, как описано в примере 1, Значение рН поддерживают равным 10 в течение реакции смеси(60 мин). Затем рН смеси доводят до 7,5, Продукт подвергают термической дезактивации и сушке вымораживанием. Свойства продукта указаны в табл. 1.П р и м е р 6, Творог примера 1 при комнатной температуре доводят до рН 10 и обрабатывают 0,6 оалкалазы 2,4 Д (Ново Лабораториз), в оасчете на сухой вес творога, как описано в примере 1. Значение рН поддерживают равным 10 в течение времени реакции смеси (20 мин). Затем рН реак 1829905ционной смеси доводятдо 7,5. Продукт подвергают термической дезактивации и сушке вымораживанием. Свойства продукта указаны в табл. 1.П р и м е р 7, Творог примера 1 при комнатной температуре доводят до рН 10 и обрабатьвают 0,25;, пгпаина, в расчета на сухой вес творога, как оплсано в примере 1, Значение рН 10 поддерживают в течение времени реакции смеси(90 мин), Затем рН реа кцион ной смеси доводят до 7,5. П родукт подвергают термлческой дезактивации и сушке вымораживанием. Свойства продукта указаны в табл. 1,П р и м е р 8, Творог примера 1 при комнатной температуре доводят до рН 9 и ОбрабатыВдют 1,0 /о папаина В расчете на сухой вес творога, как описано В поимере 1, значение ОН 9 гтоддерживают в течение времени реакцил смеси (90 мин), За Гсм - : рдакционной смеси доводят до 7,5. Продукт подвергают термической дезактивации и сушке вымораживанием, Свойства продукта указаны в табл, 1,П р и м е р 9. Творог примера 1 при комнатной температуре доводят до рН 11 и обрабатывают 1,0 папаина, в расчете на сухой вес творога, как описано в примере 1, Значение рН 11 поддерживают в течение временл реакции смеси (90 мин). Затем рН реакционной смеси доводят до 7,5. Продукт подвергают термической дезактивации и сушке вымораживанием. Свойства продукта указаны в табл, 1.П р и м е р 10, Творог примера 1 при комнатной температуре нагревают до 65 С, оводят его рН до 10 и обрабатывают 1,0;:. папаина, в расчете на сухой вес творога, как описано в примере 1, Значение рН поддерживают равным 10 в течение времени воздействия смеси (45 мин), Затем рН реакционной смеси доводят до 7.5, Продукт подвергают термической дезактивации и сушке вымораживанием, Свойства продукта указаны в табл. 1.П р и м е р 11, Творог прлмера 1 при комнатной температуре нагревают до 90 С в течение 5 мин, охлаждают до комнагной температуры, доводят его рН до 10 и обрабатывают 0,25 О, трипсина фирма Сигма Т 8253), в расчете на сухол вес творога, как описано в примере 1, Значение рН поддерживают равным 10 в течение времени Взаимодействия смеси (30 мин), Затем рН реакционной смеси доводят до 7,5. Продукт подвергают термической дезактивации и сушке вымораживанием, Свойства продукта указаны в табл. 1.П р и м е р 12, Творог примера 1 после струевого прожаривания охлаждаютдо ком 5 10 15 20 25 30 35 40 натной температуры, разбавляют до содер жаниЯ тв 8 рДОГО вещества 10 / буфером с рР 10 и обрабатывают 1.,0 Д химотрипсин; Сигма С 4129), в расчете на сухой вес тзоро га, как описано в примере 1, Значение рН 1 поддерживают в течение времени ззаимо действия смеси (120 мин), Затем рН реакци онной смеси дозодят до 7,5. Продук 1 подвергают термической дезактивациисушке вымораживанием, .войства продукта указаны в габлП р и м е р 13. Творог примера 1 после струевого поожариваниЯ ДОВОДЯТ ДО рН 10 и обрабатывают 1,5 Я, папэина, в расчете на сухой вес творога, как описано в примере 1, Значение рН 10 поддерживают в течение времени взаимодействия смеси 30 мин), Продукт термически дезактивируют при рН 10 л подвергают распылительной сушке, как описано в примере 1, Свойства продукта указаны в табл, 1.П р и м е р 14. Творог примера 1 при комнатной температуре доводят до рН 10 и обрабатьвают 0,75 О папаина, в расчете на сухой вес творога, фермент и гидроксид натрля добавляют последовательно в непрерывную систему, Значение рК поддерживают равным 10 в ходе добавления, Реакция протекает в двух емкостях, причем время пребывания в первой емкости равно 15 мин и во второй емкости - 45 мин, Затем рН реакционной смеси последовательно доводят до 7,5, Продукт подвергают термич 8 ской д 8 зактиВации и распьыытельной сушке, как описано в примере :. Свойства продукта указаны в табл, 1,П р и м е р 15, Б целях сравнения творог примера 1, прожаренный струе, дооо,. - ,ятдо рН и обрабатывают 1.0/ бромелина, -: ходе гидролиза позволяют снижаться рН зады. Спустя 30 мин взаимодействля фермент подвергают термической дезактивации и распылительной сушке, как описано в примере 1. Свойства продукта описаны В табл.1,П р и м е р 16, В целях сравнения творог примера 1 при комнатной температуре обрабатывают традиционным способом, который описан в патенте США 3694 221, Творог, содержащий 12% твердого вещества, доводят до рН 7,0 и прожаривают струей при 152 С в течение 9 с и охлаждают до 49 С, Затем рН творога повышают до 8,5 и творог обрабатывают 1,0 алкалазы в расчете на сухсй вес творога, Смесь реагирует в течение 120 мин и затем подвергается струевому прожариванию при 152 С в течение 9 с, чтобы дезактивировать фермент.1829905 волца 1 Обобщение свойств Степен ь ГРасе ( ореч рН 7,0 1,3)74 3349 19 10333 8 227:,Как показано в табл. 1, способ заявителя дает возможность квалифицированному специалисту выбрать желаемое сочетание и степень характеристик полученного продукта. Например, потребитель может выбрать, 5 внутри пределов, степень растворимости и желаемую степень деамидирования для конкретного конечного продукта. как требует его окончательное использовачие,Функциональные свойства представи тельных продуктов, полученных по способу заявителя, обобщены в табл, 2 - 4. Специалисты в этой области техники смогут признать, что могут быть произведе ны различные модификации в пределах замысла изобретения. Это изобретение не следует ограничивать конкретными вариантами воплощения, которые описаны здесь с целью иллюстрации, но его следует ограни чивать только объемом прилагаемых притязаний и их эквивалентами,Формула изобретения1, Способ обработки соевого белкового 25 продукта, содержащего нерастворимую белковую фракцию, предусматривающий гидролиз и дезаминирование водной взвеси соевого белка путем обработки ее протеолитическим ферментом, о т л и ч а ю щ и й с я 30 тем, что, с целью повышения растворимости белка и усиления его функциональных свойств с сохранением качества готового продукта, перед проведением гидролиза устанавливают рН водной взвеси соевого бел ка 9 - 11, протеолитический фермент вносят в количестве 0,01 - 5 с выдержкой полученной смеси пои 10 75"С в ечение 10 - 240 мин с пос; дующим дезаминированием белка на 5 - 48"4, г ои этом готовый продукт ее растворимость ЬО - 100в воде с рН 2 Способ по и о тл иа ю щи йся тем, что рН водкс 1: взвеси соевого белка устанавливают преимущественно 10,З,Способ поп.1,с лича ющийся тем, тс, с це:,дзактивации фермента, р 1 ь :е вь: ж к. э г;,.вак4, Способ по п. 1 а т.", . ч а го щ и и с я тем, что в качестве поп.биологического фермента используют;.дин из фег мен 1 ов: папаин, пан креати н, ал ькал азу. тр";псин, химотрипсин и Ьоомелин5, Способ гго и, 1, с . ,; ч а ю щи й с я тем, что смесь выдерживают до получения растворимости белка в воде с рН 7, превышающей преимущественно 80;4,б, Способ по п,1, о тл и чаю щи йся тем, что смесь выдерживают до получения растворимости белка ь воде с рН 8, превышающей преим, щественно 90 ъ.7. Способ по пп, 1 - 3, о тл и ч а ющ и й с я те;,. тс после выдержки полученной смеси ее подвергам 1 т сушке,8, Способ по и, "., о л и ч а ю щ и й с я тем, что соевыи белок после выдержки имеет мол. м, преимуществен,о 800 - 4000.9 Способ по п,1,отличаю щийся тем, что в качестве водной смеси соевого белка используют соевый -ворог, стерилизованный нагреванием преимущественно в течение 9 с при 152 С.1 о. Сносов по пп,11 . о тл и ч а юмость, /:Распределе1829905Продолжение табл.1Для измерения аммиака, выделившегося после нагревания суспензии продукта ,1,25;), в 3 н, соляной кислоте в запаянной ампуле, 3 ч при 110 С, использовался диффузионный метод Конвэя и ОМаллей. Стандарт для нуль-процентного деамидирования составляет 18,3 мг аммиака на 1 г недеамидированного белка. Моли концевых групп на 10 г белка, которые измерены по методу Р, Филдза. Негидро 5 лизированные соевые белки имеют среднее значение ТРАВЯ 30,Метод Дж, Л, Шена, Сегеа Сает., 1976, т. 53, с, 902.Молекулярно-весовое распределение определяли с помощью жидкостной хроматографии высокого давления в 6 М растворе Со НС и дитиотреитола с использованием колонки исключения размера ТИК 2000. Мг - среднечисленный молекулярный вес в единицах Дальтона, М - средневесовой молекулярный вес в единицах Дальтона,Степень горечи оценивали с помощью дегустаторов, пробовавших 3-ные суспензии в воде при рН 7,0 и 50 С, Оценка 0 - наименьшая горечь, 10 - наибольшая горечь.Таблица 2Профиль растворимости в зависимости от рНМетод раствапимости Дж. Л. Шена, Сегеа СЬегп.,1976, т, 53, с. 902182 О 905 13 Таблица 3 Плотность пеныд Способ получения пены - следующии. 15 г продукта суспендируют в 135 г воды и взбивают проволочными билами в течение б мин при наивысшей скорости (10), используя кухонный вспомогательный миксер, модель К 5 А. После взбивания измеряют плотность, используя чашу Соло, емкостью 5 унций (141,5 г). Таблица 4 Эмульсионная емкость при рН 7 мкость, мл дкта лления следующии, 100 мл суспензии переносят в 1 л смеситель.,ый стакан, мешивают соевое масло при постоян мл/ мин) и перемешивании смеси) при скорости 15 300 об/мин до зойдет инверсия фаз от "масло в ьоде" масле, Конечный момент определяется сти. Эмульсионну 10 емкость рассчиты. ия значения для хОлОстОГО Опыта для 0,5 О продукта в воде В эту суспензию под ной скорости течени телем Уаринг (модел тех пор, пока не прои до эмульсии воды в по потере проводим вают после вычитан воды. ставитель А. Ульяноьхред М, Моргентал Стенина Корректор П. Гереши Редак аз с 481 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб, 4/5 Т СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", Г, Ужгород, ул Гагзоина