Способ приготовления белкового концентрата

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4923719/13 (22) 01,04.91 (46) 15,01,93, Бюл. ¹ 2 (71) Научно-производственное объединение

"Мир" (72) l0.А,Антонов, Я, И, Браги нский, Ю.cD, Ярошенко, П.П.Мельник и Ю.И.Тисов (56) Авторское свидетельство СССР

N 667053, кл. А 23 J 1/14, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1422420, кл. А 23 J 1/20, 1986 (прототип).

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к способу выделения пищевых белков, предназначенных для получения продуктов питания, Известен способ получения белковых концентратов, предусматривающий введение 11 — 20% полисахарида в исходное белковое сырье, с последующим отделением введенного полисахарида от белкового концентрата, К недостаткам этого способа относится большой расход полисахарида, наличие отходов концентрирования белка в виде полисахаридной фазы, низкий выход концентрата белка.

Ближайшим техническим решением по сущности и достигаемому эффекту является способ получения белкового концентрата, предусматривающий введение в обезжиренное молоко при 35 — 45 С раствора КМЦ, имеющей степень замещения 0,5 — 0,9, выдержку смеси и разделение ее на белковый

„„Я „„1787417 А1 (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕЛКОВОГО КОНЦЕНТРАТА (57) Использование: в молочной промышленности при получении белковых концент-. ратов, используемых в пищевой промышленности. Сущность: целлюлозы, со степенью полимеризации 450-500 и степенью замещения 0,9 — 1,4, приготовленный на обезжиренном молоке, полученную смесь охлаждают до 5 — 10 С, выдерживают, разделяют на белковый концентрат и фазу натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, последнюю подкисляют с последующим отделением образовавшегося полимернобелкового комплекса. 2 табл. концентрат и фазу полимера, разбавление фазы полимера в 1,5 — 2 раза, подкисление ее с последующим отделением полисахаридно-белкового комплекса.

К недостаткам этого способа относятся: высокий расход КМЦ (не менее 0,05 — 0,1 r на

1 г выделяемого белка), обусловленный возможностью только двухкратной регенерации КМЦ в процессе (в процессе трехкратной регенерации резко возрастают потери белка и КМЦ), низкая растворимость и невысокие пОказатели других функциональных свойств получаемого белкового концентрата, относительно высокие потери белка в фазу КМЦ и невысокая степень концентрирования белка.

Целью изобретения является уменьшение расхода натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, а также потерь белка, улучшение функциональных свойств и увеличение пищевой ценности получаемого белкового концентрата.

1787417

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получение белкового концентрата, заключающемся во введении в обезжиренное молоко раствора натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, выдер- 5 жке смеси и разделении ее на белковый концентрат и фазу натриевой соли карбоксилметилцеллюлозы, используют натриевую сол ь карбоксиметил целлюлозы, имеющую степень полимеризации 450 — 500, 10 стеггень замещения 0,9 — 1,4, которую растворяют в обезжиренном молоке, а перед отделением фазы белкового концентрата от фазы карбоксиметил целлюлозы, а также фазы полимерно-белкового комплекса от су- 15 пернатанта, смеси охлаждают до 5 — 10 С, Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ соответствует критерию

"Новизна". При изучении других известных технических решений в данной области признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "Существенные отличия", Способ осуществляется следующим образом.

В обезжиренном молоке растворяют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, имеющую степень полимеризации 450 — 500 и степень замещения 0,8 — 1,4, смесь охлаждают до 5-10 С, выдерживают в течение

20 — 30 минут и разделяют на белковый концентрат и фазу полимера; последнюю подкисля ют и отдел я ют п ри 5 — 10 С образовавшийся полисэхаридно-белковый ком п лекс.

Использование натриевой соли карбокси метил целлюлозы (КМ Ц) высокой степени полимеризации (450 — 500) позволяет снизить потери белка на стадий получения белкового концентрата, а также белка и КМЦ на стадии получения полисахаридно-белкового комплекса. Данный эффект может быть обусловлен тем, что перекрывание сегментов макромолекул в растворе для полимеров больших молекулярных масс имеет место при более низких суммарных концентрациях, чем в случае полимеров с меньшими молекулярными массами, Использование КМЦ со степенью замещения 0,9-1,4 обеспечивает увеличение концентрации белка в белковом концентрате, а также в полисахаридно-белковом комплексе, что повышает пищевую ценность получаемого концентрата, снижает потери блока на стадии получения белкового концентрата и полисахаридно-белкового комплекса, и увеличивает количество возможных

50 циклов регенерации КМЦ с 2 — 3 до 6 — 7. Этот эффект может быть обусловлен высокой плотностью заряда КМЦ с большой степенью замещения в результате чего может уменьшаться совместимость КМЦс белками молока, вследствии уменьшения разности интенсивностей взаимодействия КМЦ и белков молока с растворителем. Кроме того, высокая плотность заряда KM|„I может приводить к получению комплексов с высоким содержанием белка, а также увеличивать выход полисахаридно-белкового комплекса поскольку выход комплекса должен возрастать с ростом плотности заряда полисахарида, а количество полисахарида в комплексе при этом должно уменьшаться.

Возможно также, что КМЦ высокой степени замещения частично связывает кальций молока, способствуя тем самым осаждению белка в составе комплекса с КМЦ.

Понижение температуры смеси перед отделением фазы полисахаридно-белкового комплекса, а также белкового концентрата повышает растворимость полисахэриднобелкового комплекса в обезжиренном молоке, увеличивая количество циклов регенерации КМЦ с 2 — 3 до 6 — 8 и сокращая расход КМЦ. Кроме того, охлаждение смеси обезжиренное молоко — КМЦ способствует понижению потерь белка в фазу KMU, в процессе сепарирования, что обусловлено, повидимому, образованием крупных частиц белковой фазы, которые в условиях сепарирования легко отделяются от фазы KMU,.

Пример осуществления способа.

B 100 кг обезжиренного молока растворяют при перемешивании 0,4 кг КМЦ (степень полимеризации 500, степень замещения 1,0). Концентрация КМЦ в смеси составляет 0,4%, Смесь охлаждают до 5 С и выдерживают в течение 20 минут и расслаивэют сепарированием, Получают 11 кг белкового концентрата, содержащего 3,2 кг белка и 89,4 кг фазы полимера (КМЦ), содержащую 0,31 кг белка молока. Фазу полимера подкисляют до рН 4,0 и отделяют при 5 С образовавшийся белково-полимерный комплекс в количестве 2,2 кг, содержащий

0,998 кг полимера (КМЦ) и 0,31 кг белка молока, который растворяют в новой порции 95 кг обезжиренного молока.

Результаты всех приведенных испытаний приведены в таблице 1.

Из данных, представленных в таблице 1 видно, что в рекомендуемых интервалах степени полимеризации и замещения КМЦ, температуры смесей ее растворов с обезжиренным молоком, а также температуры смесей полисахаридно-белкового комплекса с обезжиренным молоком и рН фазы КМЦ до1787417

Таблица

Лиапазон изменения существенных признаicos процесса (е скооках указаны условия проведения зксперимента) Показатели I ioåêòèso ости способа

ПотеРи багха в супернатант на стадии попучв!4ия по лисахаридно-белкового комплекса (а от общего количества белка а фазе) 1

Потери IOII! в супернатант га стадии получен я полисахаоидно-белкового комплекса (s от обще""о

Потери белка на стадии получения Сел" кового концентрата, Степень концентРировая белке s Ossковпи кон центрвте

Степень кочцентрирования бел"

Удельный

Расход

КИЦ в г на г выдалясмо о белка ка в полисахариднобелковом комплексе ког-ва КПЦ в полисахаридной фазе) 1

Степень попиме изч и

5 р лци

КИЦ (степень замещения

1,О, температура отделения белкового концентрата и полисахаридно-белкового комплекса - 5 С, 100

600

1,20

0,70

0,55

0,45

0,40

О 55 I 8

12

s о,7

"5

0,6

0,05

С,С5

0,002

0,0007

0,0007

0,001

1О

3

0,4

0,3

0,6

2,5

4,8

7,9

17,2

18,0 !

I,3

3 о6

5,1 г о л, 8,5

8,9

7,Е

Степень замещения КИЦ (степень полимеризации

КИЦ-500, температура отделения белкового концентрата и полисахаридно-белкового ком" плекса - 5 С о

0,5 о,7

0,9

1,0

1,2

1,4

1,8

16,0

6, )

Oi5

0,3

0,3

0,3

0,6

1,40

1,20

0,50

0,40

0,40

0,35

0,60

2,4

3,8

Е,9

> 1

7,Å

4,5

6,7

18,0

18,0

18,2

18,4 !

Е,о

15,0

0,7

О,G

0,6

0,05

С,С5

0,00

0,003

0,0007

С,0007

0,001

Температура отделения белкового концентрата от Фазы КИЦ. (Степень попимеризации КИЦ-500, степень за:лещения

КИЦ-1,0, температура отделения поппсахаридно-белкового soìoëåccca - 5С:

2sС

5 С

i 0""С

15 С .20 С

25*C

0,40

0,40

0,45

0,60

0,75

0,80

0,60

0,50

0,70

1,20

2,9

Е,об

0,30

Îi3О

0,35

0,95

2, 17

6,65

8,9

Е,9

7,8

7,7

7,6!

8,2

18,0

18,0

17,6

17,4 !

7,1

0,0007

0,0005

0,0009

0,002

0,05

0,07 стигается положительный эффект. Так, при степени полимеризации KMLI, 450 — 500, степени ее замещения 0.9 — 1,4, охлаждении смеси 5 — 10 С, потери белка на стадии получения белкового концентрата и полисахаридно-белкового комплекса составляют соответственно 0,4% и 0,3%, степень концентрирования белка в белковом концентрате и полисахаридно-белковом комплексе составляет 9,1 и 18,4 соответственно, а удельный расход КМЧ с учетом предельно возможного количества циклов регенерации КМЦ (7) составляет 0,0007 r на 1 г выделяемого белка, В таблице 2 приведены показатели эффективности процесса по способу прототипу и по предлагаемому способу.

Из данных табл.2 видно, что по всем показателям эффективность процесса по предлагаемомуспособу выше, чем поспособу-прототипу, Формула изобретения

Способ приготовления белкового концентрата, включающий внесение в обезжиренное молоко раствора натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, выдержку пол5 ученной смеси, разделение ее на белковый концентрат и фазу натриевой со7)и карбоксиметилцеллюлозы, подкисление последней с последующим отделением образовавшегося полимерно-белкового

10 комплекса, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью уменьшения расхода натриевой соли карбоксиметилцеллюлазы, потерь белка, повышения качества и пищевой ценности белкового концентрата, используют натрие15 вую соль карбоксиметилцеллюлозы со степенью полимеризации 450 — 500 степенью замещения 0,9 — 1,4, при этом раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы готовят на обезжиренном молоке, а перед

20 выдержкой полученной смеси последнюю охлаждают до 5 — 10 С, 1787417

Продолжение табл,1

4 (э (0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,6

0 5

0,9.

0,8

1,5

e, 8

0,30

0,30

0,30

0,60

1,2

4, 8

8,9

8,9

8,9

6,9

6,9

6,5

17,0

18,0

18,0

16,0

16,0

14,0

0,0007

0,0005

0,0007

0,003

0,06

0,08

Таблица 2

Способ-прототип

Предлагаемый способ

Показатель эффективности процесса

Потери белка при концентрировании, % в отсутствии регенерации КМЦ после регенерации КМЦ (% от общего. содержания белка в смеси); однократная регенерация двухкратная регенерация трехкратная регенерация семикратная регенерация

0,7

0,4

0,5

5,0

12,1

100

0,4

0,4

0,45

3,5

Потери КМЦ при концентрировании: однократная регенерация двухкратная регенерация трехкратная регенерация

1,0

100

0,5

0.6

4,5

Растворимость концентрата белка, % в отсутствии регенерации КМЦ однократная регенерация КМЦ двухкратная регенерация трехкратная регенерация семикратная регенерация

52 .

Пенообразующая способность плотность пены, г/см

Расход КМЦ в r на 1 г выделяемого белка

0,550

0,700

0,05-0,1

Менее 0,0007

Степень кон ент и ования белка

Составитель Ю.Антонов

Техред М,Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Заказ 19 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Температура отделения полимерно-белкового комплекса от супернатанта (степень полимериэации КИЦ-500, степень эамещения 1(ИЦ-1,0, температура отделения белкового концентрата5С

2 C

5 С

10 С

15 С

20"С

25 С

92

86