Способ получения белково-липидного комплекса из твердого растительного сырья

 

Использование: в пищевой промышленности при получении белково-липидного комплекса из твердого растительного сырья. Сущность изобретения: проводят непрерывное смешивание растительного сырья с побочным молочным продуктом в соотношении 1:4-1:10 кг/л с образованием суспензии и последующее разделение последней на твердофазный осадок и жидкую фазу, содержащую белково-липидный комплекс . В качестве растительного сырья используют преимущественно соевые бобы. 3 з п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю А 23 J 1/12, 1/14

ГОСУДАРСТВЕОНОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4614711/13

" (22) 07.08.89 (31) 229965: 366457 (32) 09,08.88: 15.06,89 (33) US (46) 30.06.93. Бюл. М 24 (76) Пол Мелничин (СА) (56) Патент США N 292821, кл. 530-359.

1972, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВО-ЛИПИДНОГО КОМПЛЕКСА И3 ТВЕРДОГО

РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при экстракции стабильных, съедобных белково-липидных пищевых продуктов из растительного сырья с помощью жидких побочных продуктов молочного производства, используемых в качестве жидкой экстрагирующей среды, Данное изобретение касается также съедобных продуктов, в частности эмульгаторов, образующихся в результате экстракционной обработки целевых соевых бобов сырной сывороткой.

Цель изобретения — повышение устойчивости белково-липидного комплекса.

Изобретение направлено на получение стабильного белково-липидного экстракта из твердого растительного сырья путем следующих операций: (а) непрерывной подачи указанного растительного материала и жидких побочных продуктов молочного производства в относительном соотношении сухое вещество:жидкость примерно от 1:4 до 1:10 в

5U„, 1825305 А3 (57) Использование: в пищевой промышленности при получении белково-липидного комплекса из твердого растительного сырья. Сущность изобретения: проводят непрерывное смешивание растительного сырья с побочным молочным продуктом в соотношении 1:4-1:10 кг/л с образованием суспензии и последующее разделение последней на твердофазный осадок и жидкую фазу, содержащую белково-липидный комплекс. В качестве растительного сырья используют преимущественно соевые бобы. 3 з.п.ф-лы, высокоимпульсное смесительное устройство для получения суспензии; (б) разделении указанной суспензии на жидкую фазу, содержащую раствор стабильного белково-липидного экстракта, и твердофазный остаток.

° авь

Жидкие побочные продукты молочного QO производства, которые могут быть использованы для экстракции питательных ве- (Я ществ, согласно данному изобретению, (1 включают обезжиренное молоко и сырную сыворотку. Сырная сыворотка представляет собой ту часть молока, из которой удалены белковые составляющие и/или жир в процессе производства конкретных сыров, таких как сыр в упаковке, чеддер, мозарелла и (Д т.r,. Целый ряд побочных продуктов молочного производства, которые могут быть использованы для экстракции белков и жиров из растительного сырья, такие как обезжиренное молоко. сами по себе поддаются сушке и могут быть легко переведены в жидкое состояние путем добавления воды, Та1825305

55 кие обратимофазные жидкие побочные продукты молочного производства также могут быть использованы в способе данного изобретения.

Растительное сырье, используемое в данном изобретении, включает зерно хлебных злаков различной степени очистки, такое как цельное зерно или "мука", из которой полностью или частично удалены псрикарпий, высевки или шелуха и введен эндосперм в виде тонкодисперсного порошка с помощью мельницы или аналогичных операций. Зерна хлебных злаков, которые могут быть использованы, включают пшеницу, овес, рожь, ячмень, рис, кукурузу и т.п., а также муку из этих продуктов.

Помимо зерна хлебных злаков, могут быть использованы бобовые, такие как чечевица, бобы, горох огородный и масляничное семя, отдельно или в сочетании с хлебными злаками B качестве растительного сырья. подлежащего экстрагированию. Термин

"масляничное семя" относится к тем культурам, которые содержат значительное количество липидов и используются как промышленный источник растительных масел, при: еняемых в качестве пищевых продуктов, кормов и технических масел.

Наиболее распространенные масляничные культуры; соя, земляной орех, семена подсолнечника, канола (капустное семя), кунжут, сафлор, семя хлопчатника и кукурузное семя, Уасляничные культуры, особенно соя, являются предпочтительным растительным сырьем из-за значительного содержания в них как липидов, так и белков.

Эффективность способа данного изобретения обусловлена неожиданным преи луществом жидких побочных продуктов молочного производства, в частности, сырной сыворотки, с точки зрения такого комплексообразования липидов по сравнению с водными или щелочными водными системами растворителей.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа данного изобретения, сыворотку сладкого сыра или смесь сывороток сладкого ь кислого сыров сначала нагревают до температуры, лежащей в пределах от 85 С до температуры кипения, а рН доводят до величины, лежащей между 7 и 8, путем добавления сильно-о водного раствора гидроксида натрия. Обе операции нагревания сыворотки и доведение рН могут осуществляться в режиме "ин лайн", когда сырную сь:воротку нагpGBaloT в теплообменнике, а затем рН нагретой сыворотки доводят до нужного значения путем инжекции щелочного раствора в поток сывороточного

45 растворителя, выходящий из теплообменника и поступающий в высокоимпульсное смесительное устройство, Нагревание сырной сыворотки можно также осуществлять периодическим способом, при котором сыворотку сначала нагревают в объеме массы и рН доводят после или s течение операции нагрева.

Соевые бобы и нагретую сыворотку в соответствующем, заранее заданном соотношении, но не более 1 кг соевых бобов на

1 л сыворотки, одновременно подают в высокоимпульсное смесительное устройство. такое как молотковая мельница Fitzpatrick или дисинтегратор Reitz. При соотношениях твердого вещества к экстрагирующему раствору больше чем 1:4 обычно образуются смеси, которые недостаточно жидкие для эффективного осуществления процесса экстракции, В ысокоимпульсное смесительное устройстго снабжено ситом с отверстиями размером приблизительно 0,04 дюйма (0,018 см). Размер отверстий в этом сите обеспечивает практическое равновесие между эффективностью экстракции белков в пределах очень короткого промежутка времени и легкостью последующего отделения белково-липидного экстракта от нераствори лого остатка.

Соевые бобы и сывороточный растворитель находятся в дисинтеграторе не свыше того времени, которое необходимо для прохождения полученной суспензии через сито в емкость для хранения, Затем суспензию из емкости для хранения накачивают в трубопровод, в котором она находится примерно от 0 до 2,5 мин, а затем собирают в приемнике, из которого перекачивают в центробежный сепаратор. Для обработки суспензии предпочтителен центробежный сепаратор с откидной корзиной непрерывного действия, но могут быть использованы отстойник или другое разделительное устройство, Продуктами этой операции являются осветленный эмульгированный экстракт (легкая фаза) и нерастворимый остаток (тяжелая фаза). Тяжелую фазу можно непосредственно высушить или ее можно сначала промыть один или несколько раэ свежей сырной сывороткой и повторно центрифугировать и получить некоторое дополнительное количество продукта легкой фазы.

Легкую фазу и промывочные экстракты, если такие есть. концентрируют под вакуумом, а затем перека ивают, предпочтительно с помощью гомогенизирующего насоса, в обычную распыли-ельную сушилку, где продукт высушивается в условиях, не вызы1825305

55 вающих пригорания во время операции сушки.

Высушенный экстракт может быть использован в пищевой и кормовой промышленностях из-за содержания в нем жиров, белков и лактозы. Он характеризуется значительно улучшенным запахом по сравнению с зеленым бобовым запахом обычной соевой муки и, кроме того, содержит высококачественные молочные белки, введенные из сывороточной экстрагирующей среды. Однако экстракт особенно рекомендован для использования в качестве агента для стабилизации комбинаций масло/вода в супах, приправах для салатов, фармацевтических препаратах, косметике и т.п, Этот экстракт можно также использовать в каче.стве носителя для растворимых в жирах органических соединений, таких как инсектициды и гербициды.

Тяжелая фаза (остаток) содержит значительное количество белка — 25;/ или выше— и может быть использована в качестве питательной добавки в муке для выпечки и кормах.

Отличительные особенности данного изобретения иллюстрируются в следующих примерах, Пример 1. Целевые соевые бобы и раствор для экстракции непрерывно подавали в молотковую мельницу Fitzpatrick c относительным расходом 0,74 кг/мин и 7,4 л/мин. Раствор для экстракции представлял собой предварительно нагретую, нейтрализованную сырную сыворотку, полученную из 70 сладкой сыворотки после производства чеддера и 30 кислотной сыворотки после производства сыра в упаковке. Жидкую сыворотку, хранящуюся при пониженной температуре порядка 3 С, нагрели до

80 С в теплообменнике непосредственно перед использованием. Поток нагретой сыворотки нейтрализовали путем добавления водного раствора гидроксида натрия (20 г/л) со скоростью 6 л/ч.

Мельница работала с экраном (ситом) с размером отверстий 0,018 см, и рН суспензии часто проверяли. чтобы убедиться, что величина его остается в пределах 7. В течение 2,5 мин суспензию держали в трубопроводе при температуре 75 С, откуда ее перекачивали в центробежный сепаратор с откидной корзиной непрерывного действия со скоростью 24 кг/мин. В сепараторе, работающем со скоростью 5000 об/мин. осуществили разделение растворимой и нерастворимой фаз.

Легкую фазу (содержащую растворимые компоненты) сконцентрировали под вакуумом в испарителе АРУ со скоростью, 5

50 несколько большей 76 л/ч (20 гал/ч), чтобы снизить объем жидкости с 45 галлонов (170 л) до 17 галлонов (64,4 л).

Затем сконцентрированную легкую фазу высушили в распылительной сушилке

Proctor Schwartz со скоростью 16 галлонов в час (60,5 л/ч) при температуре воздуха на входе 260 С и температуре воздуха на выходе 85 С.

Установлено, что высушенный экстракт (легкая фаза) состоит иэ 34 белка и 13,3 ( липида. Большую часть остатка составляет лактоза из сырной сыворотки, использованной s качестве растворителя. Существенным фактором является то, что 937ь содержания липида в экстракте не вымывается петролейным,эфиром, т,е. 93;ь липида, содержащегося в продукте, образует комплекс с белком.

Установлено, что высушенный остаток (тяжелая фаза) имеет содер>кй!ие белка

28,2 .

Пример 2, Технологические условия были те же, что в примере 1, за исключением того, что использовали более высокие значения расходов (соевые бобы 1,7 кг/мин и сырная сыворотка 18,7 л/мин) и более высокую температуру экстрагирующего раствора — 85 С. Соотношение соевых бобов к сырной сыворотке оставалась порядка 1:10, как и в примере 1.

В расчете на общее количество растворимых веществ в осветленногл экстракте выход белка по исходному содержанию бобов составил 71 . Содержание белка в высушенном экстракте и сухой тяжелой фазы составило 30 и 27 соответственно.

Белок, вводимый в продукты сывороточной экстрагирующей средой, входит преимущественно в ту или иную легкую фазу и тяжелую фазу, в зависимости от выбранной температуры переработки, Было замечено, что при температурах

90 С и больше сырная сыворо1ка образовывала осадок, и как установ lello, доля белка в тяжелой фазе возрастала за счет легкой фазы. Соответственно, хотя сыворотка может быть использована в качестве экстрагирующей среды при более высокой температуре, молочный белок может быть введен в остаток или тяжелую фазу скорее, чем в высушенный экстракт в этих условиях.

Пример 3. Были использованы следующие параметры процесса: расход соевых бобов 1,76 кг/мин и сырной сыворотки

10,8 л/мин, т.е. их соотношение составило

1:6, температура нагретой сырной сыворотки 95ОС, остальные технологические параметры были аналогичны тем, что в примере

1, Установлено, что доля белка в раствори1825305

Составитель Л.Калмыкова

Техред М,Моргентал Корректор М.Куль

Редактор

Заказ 2229 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 мых составляющих высушенного экстракта составляла 30 и содержание липидов—

14,27. Экстракта петролейным эфиром показала, что в этих условиях в комплексообразование вступает всего 61 липидов.

Формула изобретения

1.Способ получения белково-липидного комплекса из твердого растительного сырья, включающий непрерывное смешивание растительного сырья с экстрагирующим агентом с образованием суспензии и последующее разделение последней на твердофазный остаток и жидкую фазу, содержащую белково-липидный комплекс, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости белково-липидного комплекса, в качестве экстрагирующего агента используют побочный молочный продукт, при этом побочный молочный продукт перед смешиванием нагревают от 80 С до кипения, доводят рН до нейтрального добавлением щелочи, а растительное сырье и побочный молочный продукт смешивают в

5 соотношении 1:4-1:10 кг/л.

2.Способ по п.1, отличающийся тем, что образованную суспензию перед разделением выдерживают при температуре не менее 75 С не менее 2 мин.

10 3.Способ пЬ п.1, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют соевые бобы.

4,Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве побочного молочного

15 продукта используют подсырную сыворотку.

Приоритет по пунктам:

9.08.88 — по пп.1,3 и 4;

15.06,89 — по 0.2.