Соевый белковый концентрат, имеющий высокое содержание изофлавона, и способ его получения
Соевый белковый концентрат и способ его получения относятся к белковым концентратам, имеющим низкое содержание неусваиваемых олигосахаридов и высокое содержание изофлавона и сапонинов. В способе получения белкового концентрата предусмотрена ультрафильтрация с использованием мембран, имеющих полосу пропускания молекулярной массы до 30000. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 табл.
1. Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к соевому белковому концентрату, имеющему необходимые вкусовые, функциональные и питательные свойства.
2. Описание известного уровня техники
Преимущества соевого белка имеют хорошее документальное подтверждение. Холестерин вызывает серьезную озабоченность потребителей всего промышленного мира. Хорошо известно, что продукты растительного происхождения не содержат холестерина. Проводимые в течение десятков лет исследования по гигиене питания показывают, что включение соевого белка в рацион фактически снижает уровни содержания холестерина в сыворотке людей, относящихся к группе риска. Чем выше уровень содержания холестерина, тем эффективнее этот уровень снижается соевыми белками.
Соя имеет наивысшее содержание белка из всех зерновых и растений из семейства бобовых. В частности, соя содержит около 40% белка, в то время как его содержание у растений из семейства бобовых составляет 20-30%, а у зерновых содержание белка достигает приблизительно 8-15%. Соя содержит также около 20% масла, в то время как остальное сухое вещество представляет собой, главным образом, углеводы (35%). Соя, в пересчете на сырую массу (как есть), содержит около 35% белка, 17% масла, 31% углеводов и 4,4% зольного вещества.
Как запасной белок, так и липидные тела у сои находятся в используемой мякоти (называемой семядолями). Клеточные стенки семядолей содержат также сложные углеводы (или диетическую клетчатку). Наружный слой клеток (называемый семенной оболочкой) составляет около 8% общей массы сои. Сырая лущеная соя состоит, в зависимости от сорта, на приблизительно 18% из масла, на 15% из растворимых углеводов, на 15% из нерастворимых углеводов, на 14% из влаги и зольного вещества и на 38% из белка.
В процессе технологической обработки сою тщательно отбирают по цвету и величине. Затем сою чистят, кондиционируют (для облегчения удаления шелухи), дробят, лущат и плющат на вальцах с получением хлопьев. Хлопья подвергают обработке в ванне с растворителем для удаления масла. Растворитель удаляют, хлопья сушат с получением обезжиренных соевых хлопьев, которые являются основой всех соевых белковых продуктов. Несмотря на большое количество продуктов на рынке, существует всего лишь три типа соевых белковых продуктов: соевая мука, соевый белковый концентрат и дериват, содержащий соевый белок.
Соевая мука имеет высокое содержание олигосахаридов и "бобовый" привкус, против которого могут возражать некоторые потребители. Отсутствие оптимизированного процесса переработки является причиной того, что соевая мука крайне различается по качеству.
Соевая мука и крупа все еще производятся в больших количествах и чаще всего используются в хлебобулочных изделиях, закусочных пищевых продуктах и кормах для домашних животных, где высокие вкусовые характеристики не являются проблемой. Гранулированная соевая мука представляет собой начальную попытку имитации либо улучшения консистенции мясных продуктов. Структурирование не изменяет состава соевой муки и лишь слегка снижает вкусовые характеристики. Основное применение гранулированная соевая мука находит в производстве недорогих мясных продуктов либо кормов для домашних животных.
Олигосахариды, рафиноза и стахиоза в соевой муке являются потенциальной причиной метеоризма, поскольку их бактериальное брожение в прямой кишке вызывает образование кишечных газов. По сообщению Суарес (Suarez), прием внутрь 34 г обычной соевой муки (1,3 г рафинозы и стахиозы) не вызвал существенного повышения частоты метеоризма, в то время как прием внутрь 80 г обычной соевой муки (3,1 г рафинозы и стахиозы) вызвал значительное повышение частоты метеоризма. Суарес Фабрицис Л. (Suarez Fabrizis L.) и другие, Am. J. Clin. Nutr., 69:135-9 (1999).
Соевые концентраты содержат как минимум 65% белка. Разработано огромное количество вариантов применения соевых белковых и гранулированных концентратов в технологических процессах обработки пищевых продуктов, мяса, птицы, рыбы, зерновых и молочных продуктов. Соевые белковые концентраты получают посредством удаления растворимых углеводов из обезжиренной мякоти сои. Наиболее распространенными способами удаления углеводов является экстрагирование водным спиртом (60-80% этиловый спирт) либо кислотное выщелачивание (изоэлектрический раствор, рН 4,5). Однако как при экстрагировании водным спиртом, так и при кислотном выщелачивании, весь белок по сути становится нерастворимым. Растворимость белка в случае продуктов кислотного выщелачивания может быть восстановлена путем нейтрализации.
Дериваты, содержащие соевый белок, получают посредством стандартного химического выделения, извлечения белка из обезжиренных хлопьев посредством растворения (щелочная экстракция при рН 7-10) и отделения с последующим изоэлектрическим осаждением. В результате этого дериваты, в пересчете на сухое вещество, на 90% состоят из белка. Они не содержат диетической клетчатки и иногда имеют высокое содержание натрия, т.е. обладают свойствами, которые ограничивают их применение. Основное применение дериваты находят в суррогатах молочных продуктов, например, в рецептурах молочных продуктов для детей и заменителях молока.
Известно, что соевый белковый продукт, имеющий довольно слабо выраженный вкус и бесцветный внешний вид, можно получить посредством фильтрации с использованием мембраны, имеющей полосу пропускания молекулярной массы (MWCO) 70000. Предшествующий уровень техники не поясняет, каким образом можно получить соевый белок с низким содержанием олигосахаридов, имеющий как минимум около 80% (мас.) белка. Предшествующий уровень техники не поясняет, каким образом можно получить соевый белок с высоким содержанием изофлавона и с низким содержанием олигосахаридов. Предшествующий уровень техники не поясняет, каким образом можно получить соевый белок с высоким содержанием сапонинов.
В последние годы проводились исследования с целью лучшего понимания роли изофлавонов в профилактике хронических заболеваний. Согласно данным Американского института раковых исследований, изофлавоны могут угнетать ферменты, необходимые для роста и распространения раковых опухолей многих типов, например рака молочной железы, рака предстательной железы и рака прямой кишки. Изофлавоны также оказались весьма перспективными в отношении предотвращения остеопороза и лечения климактерических симптомов.
Соя содержит около 0,5% (мас.) сапонинов. Сапонины сои являются объектом исследований с начала 20 столетия. Эти соединения включают тритерпеноидный каркас и различные сахарные и ацетильные составляющие. По современным взглядам соевые апогенолы А, В и Е представляют собой истинные агликоны, в то время как другие соевые апогенолы являются артефактами условий осуществления гидролиза. Соответствующими гликозидами являются так называемые "сапонины группы А", "сапонины группы В" и "сапонины группы Е" соответственно.
Соевые сапонины продемонстрировали антимутагенные свойства, что делает их перспективными средствами для профилактики рака. Более того, соевые сапонины группы В продемонстрировали явно выраженное супрессорное воздействие на размножение in vitro вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Химическая структура соевых сапонинов весьма подобна химической структуре соединения глициризина, известного антивирусного агента, благодаря чему соевые сапонины могут оказаться перспективными строительными блоками для синтеза противовирусных фармацевтических соединений.
Краткое изложение сущности изобретения
Настоящее изобретение включает соевый белковый концентрат, имеющий низкое содержание олигосахаридов и высокое содержание изофлавона и сапонинов. Конкретнее, настоящее изобретение включает способ получения, с использованием в качестве исходного сырья соевой муки либо соевых хлопьев, соевого белкового концентрата, имеющего низкое содержание неусваиваемых олигосахаридов и высокое содержание изофлавона и сапонинов.
Цель настоящего изобретения заключается в получении соевых белковых концентратов, содержащих более 70% (мас.) и менее 90% (мас.) белка в пересчете на общую массу сухого вещества и как минимум 2 мг/г изофлавона в пересчете на общую массу сухого вещества.
Еще одной целью настоящего изобретения является получение соевых белковых концентратов с общим содержанием рафинозы и стахиозы менее приблизительно 50 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества.
Дополнительной целью настоящего изобретения является получение соевых белковых концентратов с содержанием соевых апогенолов, превышающим 2,0 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества.
Еще одной дополнительной целью настоящего изобретения является получение соевых белковых концентратов, имеющих высокий коэффициент растворимости азота (NSI).
Согласно одному из вариантов осуществления, настоящее изобретение предоставляет способ получения соевого белкового концентрата, включающий стадии: а) получения обезжиренного соевого сырья, (b) добавления воды к упомянутому сырью с образованием взвеси; (с) удаления клетчатки из упомянутой взвеси с получением суспензии и (d) ультрафильтрации упомянутой суспензии с помощью мембраны, имеющей полосу пропускания молекулярной массы (MWCO) до 30000. Согласно варианту, которому отдается предпочтение, используется мембрана, имеющая MWCO от 10000 до 30000. Согласно альтернативному варианту для удаления олигосахаридов и получения продукта, содержание белка в котором составляет как минимум 70% (мас.) в пересчете на общую массу сухого вещества и содержание изофлавона в котором составляет как минимум 2 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества, может использоваться мембрана, имеющая MWCO 1000000.
Обезжиренным соевым сырьем может быть соевая мука либо соевые хлопья. Обезжиренное сырье может содержать менее приблизительно 1,0% (мас.) жира, как минимум 45% (мас.) белка и иметь показатель диспергируемости белка (PDI) около 90. В состав обезжиренного сырья может дополнительно входить около 30-40 (мас.) углеводов и около 5-10% (мас.) влаги.
В соответствии с одной конкретной формой осуществления настоящего изобретения к обезжиренному сырью добавляется некоторое количество воды с получением взвеси, включающей около 5-15% (мас.) твердых веществ.
В соответствии с другой конкретной формой осуществления настоящего изобретения на стадии ультрафильтрации суспензии используется мембрана, имеющая полосу пропускания молекулярной массы 10000.
В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения способ получения соевого белкового концентрата дополнительно включает стадию выделения продукта, содержание белка в котором составляет как минимум 70% в пересчете на общую массу сухого вещества и содержание изофлавона в котором составляет как минимум 2 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества. Общее содержание рафинозы и стахиозы в упомянутом продукте составляет дополнительно менее чем 50 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, способ получения соевого белкового концентрата включает стадию регулирования рН взвеси до уровня как минимум приблизительно 7,0 перед стадией удаления клетчатки. Конкретно, рН взвеси может устанавливаться на уровне приблизительно 7-7,5. Еще конкретнее, рН взвеси регулируется посредством добавления к упомянутой взвеси гидроксида натрия.
В соответствии с другим конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения, способ получения соевого белкового концентрата дополнительно включает стадию распылительной сушки упомянутого сырья.
В соответствии с еще одним конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения способ получения соевого белкового концентрата дополнительно включает стадию пастеризации сырья перед его распылительной сушкой. Стадия пастеризации сырья может осуществляться посредством варки паром при температуре в пределах от приблизительно 76°С до приблизительно 130°С; согласно варианту, которому отдается предпочтение, используется температура, превышающая приблизительно 93°С.
В соответствии с другим конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения способ получения соевого белкового концентрата дополнительно включает стадию пастеризации суспензии перед стадией ультрафильтрации.
В соответствии с более конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения способ получения соевого белкового концентрата включает стадии: а) получения обезжиренного соевого сырья, (b) добавления воды к упомянутому сырью с образованием взвеси, где упомянутая взвесь включает приблизительно 5-15% (мас.) твердых веществ; (с) регулирования рН упомянутой взвеси до уровня приблизительно 7-7,5 с помощью гидроксида натрия, (d) удаления клетчатки из упомянутой взвеси посредством центрифугирования с получением суспензии, (е) пастеризации упомянутой суспензии посредством варки паром при температуре выше 115°С, (f) ультрафильтрации упомянутой суспензии с помощью мембраны, имеющий полосу пропускания молекулярной массы (MWCO) до 30000 с получением осадка, (g) пастеризации упомянутого осадка посредством варки паром при температуре выше 93°С, (h) распылительной сушки пастеризованного осадка с получением продукта, и (i) выделения продукта, содержание белка в котором составляет как минимум 70% (мас.) в пересчете на общую массу сухого вещества и содержание изофлавона в котором составляет как минимум 2 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества.
В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения содержание белка в соевом белковом концентрате составляет как минимум 70% (мас.) в пересчете на общую массу сухого вещества и содержание изофлавонов составляет как минимум 2 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества. Общее содержание рафинозы и стахиозы в соевом белковом концентрате может дополнительно составлять менее чем 50 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества. Соевый белковый концентрат может дополнительно включать менее чем 3% (мас.) сырой клетчатки в пересчете на сухое вещество. Кроме того, содержание соевого апогенола в соевом белковом концентрате может составлять более чем приблизительно 2,0 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества.
Подробное описание
Настоящий способ, в целом, включает: 1) лущение цельной сои; 2) плющение лущеной сои на вальцах с получением хлопьев; 3) экстрагирование соевого масла из превращенной в хлопья сои растворителем, например гексаном; 4) удаление растворителя из обезжиренных соевых хлопьев без высокотемпературного нагревания или зажаривания с получением "светлых" хлопьев {хлопьев высшего или первого сорта); 5) размол хлопьев с получением соевой муки; 6) удаление клетчатки из соевой муки с сохранением белков; и 7) ультрафильтрацию с целью удаления углеводов и минеральных веществ.
Вышеописанные стадии 1-4 обычно называют процессом экстрагирования сои. Общая процедура осуществления вышеописанных стадий 1-5 хорошо понятна. Смотри патент США 5097017 на имя Конвински (Konwinski) и патент США 3897574 на имя Пасс (Pass), каждый из которых переуступлен патентовладельцу настоящего изобретения, которые специально включены в настоящее описание в виде ссылки. Смотри также "Extraction of Oil from Soybeans", J. Am. Oil Chem. Soc., 58, 157 (1981) и "Solvent Extraction of Soybeans", J. Am. Oil. Chem. Soc., 55, 754 (1978).
Первой вышеописанной стадией является лущение. Лущение представляет собой процесс, в ходе которого с цельной сои удаляется соевая шелуха. Перед лущением соя тщательно очищается с целью удаления постороннего вещества для того, чтобы продукт не оказался загрязненным красящими телами. Соя перед лущением, обычно, дробится на приблизительно 6-8 кусочков. Шелуха, как правило, составляет около 8% массы цельной сои. Лущеная соя включает около 10% воды, 40% белка, 20% жира, а остальную часть составляют, главным образом, углеводы, клетчатка и минеральные вещества.
Второй вышеописанной стадией является процесс плющения на вальцах с получением хлопьев. Соя перед плющением кондиционируется путем регулирования влажности и температуры для того, чтобы придать кусочкам сои достаточную пластичность. Кондиционированные кусочки сои пропускают через плющильные вальцы с получением хлопьев толщиной около 0,25-0,30 мм.
Третья вышеописанная стадия включает удаление соевого масла из хлопьев или обезжиривание. Этот процесс осуществляют посредством контактирования соевых хлопьев с гексаном. Масло, удаленное в ходе этого процесса, может использоваться в маргарине, шортенинге и других пищевых продуктах. Соевое масло является также хорошим источником лецитина, который находит много вариантов полезного применения в качестве эмульгатора.
На четвертой вышеописанной стадии из обезжиренных гексаном соевых хлопьев удаляется растворитель (гексан) без зажаривания с получением "светлых" хлопьев. Этот процесс отличается от традиционных способов извлечения соевого масла гексаном, где хлопья зажариваются и используются на корм животным.
На пятой вышеописанной стадии, светлые хлопья размалываются с получением соевой муки. Соевая мука, которая может использоваться в качестве исходного материала для настоящего изобретения, является легко коммерчески доступным продуктом. Коммерческая соевая мука, как правило, включает в своем составе как минимум 50% (52,5%) белка (индекс питательной ценности 6,25); около 30-40% (34,6%) углеводов; около 5-10% (6%) влаги; около 5-10% (6%) зольного вещества; около 2-3% (2,5%) сырой клетчатки и менее чем 1% (0,9%) жира (экстрагирование эфиром).
Показатель диспергируемости белка (PDI) соевой муки может достигать 90. Показатель диспергируемости белка определяется Американским Обществом Нефтехимиков (AOCS) по методу Ва 10-65. Показатель диспергируемости белка 90 будет иметь ферментативно активная соевая мука, не подвергавшаяся тепловой обработке. Такой соевой мукой может быть мука 80, где номер 80 означает, что более 95% (мас.) такой соевой муки проходит через стандартное сито США 80 меш (0,178 мм).
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, исходный материал, которым может быть соевая мука либо соевые хлопья, получают посредством процесса, описание которого приведено выше на стадиях 1-5.
Следующая стадия настоящего изобретения включает удаление клетчатки из исходного материала. На этой стадии к исходному материалу добавляют определенное количество воды с получением взвеси. Вода может предварительно нагреваться до температуры в пределах от приблизительно 50°С до приблизительно 65°С. Согласно конкретному варианту осуществления, взвесь включает около 5-15% (мас.) твердых веществ. Для того, чтобы получить взвесь исходного материала, его, как правило, необходимо несколько взбалтывать или перемешивать. Одним из приспособлений для осуществления перемешивания является пропеллерная мешалка.
На стадии удаления клетчатки рН взвеси доводят до уровня приблизительно 7-7,5, а в соответствии с вариантом, которому отдается большее предпочтение, до уровня приблизительно 7,4. рН может регулироваться посредством добавления к взвеси гидроксида натрия.
Отделение клетчатки от взвеси может осуществляться посредством любого из целого ряда способов физического разделения, например, посредством центрифугирования с помощью декантирующей центрифуги. После центрифугирования фильтрационный осадок, содержащий клетчатку, отделяют от суспензии, которую собирают.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, суспензию пастеризуют. Одним из способов пастеризации является паровая варка при высокой температуре, согласно варианту, которому отдается предпочтение, при температуре около 93°С. Температура может достигать уровня приблизительно 127°С. Согласно еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения суспензия может пастеризоваться в двустенном котле с паровой рубашкой.
На следующей стадии суспензия подвергается ультрафильтрации для удаления олигосахаридов и других сахаров с сохранением изофлавонов и сапонинов в осадке. Изофлавоны и сапонины представляют собой низкомолекулярные составляющие, молекулярная масса которых не превышает 1500. Вызывает удивление, однако, тот факт, что изофлавоны и сапонины задерживаются ультрафильтрационными мембранами в осадке. В настоящее время полагают, что изофлавоны и сапонины могут образовывать комплексные соединения с белками, благодаря чему большая часть изофлавонов и сапонинов задерживается в осадке. В процессе ультрафильтрации, как правило, около 75% (мас.) объема подачи удаляется в виде растворенного вещества, благодаря чему получают осадочный продукт, содержание белка в котором составляет как минимум около 70% (мас.) в пересчете на общую массу сухого вещества. Согласно варианту, которому отдается предпочтение, содержание белка в упомянутом продукте составляет около 75-85% (мас.) в пересчете на общую массу сухого вещества.
Для стадии ультрафильтрации подходящей является любая мембрана, в том числе спиральные мембраны, имеющие MWCO до 30000. Согласно варианту, которому отдается предпочтение, используется мембрана с MWCO в пределах 10000-30000. Согласно альтернативному варианту может использоваться мембрана с MWCO 1000000. Спиральные мембраны с различными MWCO являются коммерческими и легко доступными. Подходящие мембраны могут быть получены, например, от следующих фирм: Koch Membrane Systems, Wilmington, Массачусетс; Osmonics, Minnetonka, Миннесота; PTI Advanced Filtration, Oxnard, Калифорния; и Synder Filtration, Vacaville, Калифорния.
На стадии ультрафильтрации температура суспензии может понижаться. Одним из способов снижения температуры является включение в систему ультрафильтрации теплообменника, и пропускание через упомянутый теплообменник холодной воды. Теплообменник может устанавливаться перед или после предварительного фильтра мембранной системы либо же в самой мембранной системе.
Продукт, подвергшийся ультрафильтрации, может пастеризоваться перед сушкой. Одним из способов пастеризации является варка паром. Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения упомянутый продукт может пастеризоваться в двустенном котле с паровой рубашкой. Пастеризация производится для того, чтобы продукт имел приемлемый микробный профиль и в случае проверки давал отрицательный результат на сальмонеллу. Предпочтительным устройством для осуществления сушки является вертикальная распылительная сушилка с распылительной форсункой высокого давления.
Продукт высушивают с получением соевого белкового концентрата, содержание изофлавонов в котором составляет как минимум 2 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества. Продукт имеет низкое содержание неусваиваемых олигосахаридов; общее содержание рафинозы и стахиозы не превышает 50 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества. Кроме того, продукт может иметь высокое содержание соевых апогенолов, которое может составлять как минимум около 2,0 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества.
Упомянутый продукт имеет множество вариантов использования. Например, он может использоваться в качестве заменителя молока, а также в безалкогольных напитках и в сухих смесях для приготовления напитков, например шоколадного напитка, ванильного и ананасового напитков; в молочных продуктах, например в йогурте с фруктовыми добавками; в пищевых и лечебных продуктах, например в белковых батончиках; для шприцевания мяса оптовой разделки; в продуктах из рыбного фарша; в фаршевой эмульсии; в зерновых продуктах, например блюдах из зернового продукта для завтрака; в хлебобулочных продуктах, например в круглых черничных пышках, а также других жидких или сухих смесях для приготовления безалкогольных напитков, пищевых или кормовых продуктах. Высушенный продукт может покрываться коммерческим лецитином или другими поверхностно-активными веществами пищевого сорта, например монодиглицеридами, для повышения водорастворимости и снижения комкования упомянутого продукта.
Методы и Стандарты
1. Коэффициент растворимости азота (NSI) определяли по методу Американского Общества Нефтехимиков Ва 11-65.
2. Показатель диспергируемости белка (PDI) определяли по методу Американского Общества Нефтехимиков Ва 10-65.
3. Характеристики изофлавонов определяли по методике, описанной в работе Тиагараян Д.Г. (Thiagarajan D.G.), Беннинк М.Р. (Bennink M.R.), Буркин Л.Д. (Bourquin L.D.) и Кавас Ф.А. (Kavas F.A.), Prevention of precancerous colonic lesions in rats by soy flakes, soy flour, genistein, and calcium, Am. J. Clin. Nutr., 1998; 68 (приложение); 1394S-9S.
4. Сапонины анализировались посредством высокоэффективного жидкостного хроматографирования. Аналитический метод на основе высокоэффективного жидкостного хроматографирования разработали и оценивали на пригодность для определения предшественников сапонинов, присутствующих в сое. Упомянутый метод основан на выделении общего объема сапонинов из мелкодробленой сои либо соевых продуктов посредством экстракции этиловым спиртом с последующим кислотным гидролизом для расщепления сопряженной сахарной цепи (цепей) с получением их агликонов (соевых апогенолов). Полученные соевые апогенолы выделяли и концентрировали методами твердофазной экстракции. Соевые апогенолы разделяли с помощью колонки с обратной фазой с элюированием изократическим раствором и выявляли с помощью испарительного светового детектора рассеяния (ELSD). Количественное определение соевых апогенолов осуществляли с помощью калибровочных кривых, полученных при сопоставлении с аутентичными соединениями. Общее содержание соевых сапонинов приблизительно в два раза превосходит общее содержание соевых апогенолов (Дуган (Duhan) и другие, (2001) Int. J. Food Sci. Nutr. 52:53-59).
Приведенные далее неограничивающие примеры представлены для иллюстрации изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие его объем. В примерах и во всем описании процентное содержание, если не указано иное, дано в массовых процентах.
Пример 1
Около 23 кг (50 фунтов) соевой муки, имеющей показатель диспергируемости белка (PDI) 86, диспергировали в 236 кг (519 фунтах) воды с получением взвеси. рН доводили до уровня около 7,5 с помощью гидроксида натрия. Взвесь перемешивали в течение 30 мин при температуре около 60°С, после чего центрифугировали в декантирующей центрифуге. Нерастворимый осадок после центрифугирования отбрасывали, супернатант (суспензию) подвергали тепловой обработке в пароварочном аппарате при температуре около 121°С с временем выдерживания продукта в аппарате в течение 15 с. После этого полученную суспензию охлаждали до температуры около 48,8°С в сосуде с рубашкой. Затем суспензию подвергали ультрафильтрации с использованием спиральной мембраны, имеющей полосу пропускания молекулярной массы (MWCO) 10000 с удалением около 75% (мас.) от объема подачи в виде растворенного вещества. Осадок на мембране подвергали тепловой обработке в пароварочном аппарате при температуре около 93°С с временем выдерживания продукта в аппарате в течение 15 с. После этого полученный осадок охлаждали до температуры около 60°С в сосуде с рубашкой и подвергали распылительной сушке. Полученный продукт анализировали с целью определения содержания.
Результаты двух перегонок (Таблица 1) показывают, что содержание белка в продукте составляет 79,79-82,97% (мас.) в пересчете на общую массу сухого вещества. Полное содержание изофлавона превышает 2 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества, а общее содержание рафинозы и стахиозы составляет менее чем 3% (мас.). Кроме того, NSI продукта в обеих перегонках превышал 95%.
| Таблица 1. Состав продукта, полученного по способу Примера 1 | ||
| Состав | % (мас.) | |
| Перегонка 1 | Перегонка 2 | |
| Белок | 79,79* | 82,97* |
| Влага | 1,23 | 3,73 |
| Зольные вещества (как есть) | 6,87 | 6,50 |
| Сырая клетчатка (как есть) | 0,80 | 0,80 |
| Моносахариды (как есть) | 0,13 | 0,06 |
| Сахароза (как есть) | 2,88 | 3,49 |
| Мелибиоза (как есть) | 0,00 | 0,44 |
| Рафиноза (как есть) | 0.18 | 0,32 |
| Стахиоза (как есть) | 1,80 | 2,40 |
| Общее содержание изофлавонов | 2,18** | 3,51** |
| Коэффициент растворимости азота (NSI) | 96,99 | 65,45 |
| *в пересчете на сухое вещество (% (мас.)); ** в пересчете на сухое вещество (мг/г общей массы сухого вещества) |
Пример 2
В чан-смеситель добавляли около 227 л воды и нагревали до температуры около 60°С. Затем в чан-смеситель добавляли около 45 кг соевых хлопьев с получением взвеси. рН взвеси доводили до уровня около 7,1 с помощью приблизительно 1400 мл 4,5%-ного раствора NaOH. Взвесь перемешивали в течение 10 мин при температуре в пределах от приблизительно 55°С до приблизительно 58°С, после чего переносили в питающий резервуар центрифуги, в котором находилось около 303 л воды, предварительно нагретой до температуры около 60°С. Разбавленную взвесь перемешивали в течение около 20 мин при температуре в пределах от приблизительно 55°С до приблизительно 58°С, после чего с расходом около 7,6 л/мин подавали на спиральную центрифугу Sharples. Супернатант (суспензию) подвергали тепловой обработке в пароварочном аппарате при температуре около 127°С. После этого суспензию, подвергнутую тепловой обработке в пароварочном аппарате, переносили в питающий резервуар мембраны, пропуская через фильтр грубой очистки с размером ячейки 100 меш (0,149 мм). В упомянутый питающий резервуар мембраны добавляли около 10 г метабисульфита натрия. Суспензию подавали на систему ультрафильтрационной мембраны, которая включала спиральную мембрану с MWCO 10000. Температуру суспензии в течение ультрафильтрации на мембране поддерживали на уровне приблизительно 26,5°С-26,8°С. Около 75% от исходного объема сырья, добавленного в питающий резервуар мембраны, было удалено в виде растворенного вещества. Осадок на мембранной системе подвергали пастеризации при температуре около 76,7°С и распылительной сушке в вертикальной распылительной сушилке посредством подачи на распылительную форсунку с помощью насоса высокого давления. Высушенный продукт анализировали с целью определения его состава. Результаты анализа представлены в Таблице 2.
| Таблица 2. Состав продукта, полученного по способу Примера 2 | |||
| Состав | % (мас.) | мг/г общей массы сухого вещества | |
| Белок | 82,73 | ||
| Сырая клетчатка | 0,94 | ||
| Жир-сырец | 0,01 | ||
| Зольные вещества | 5,91 | ||
| Фруктоза | 2,90 | ||
| Галактоза | 1,33 | ||
| Сахароза | 40,29 | ||
| Рафиноза | 6,88 | ||
| Стахиоза | 30,13 | ||
| Изофлавоны | 4,54 | ||
| даидзин | 0,77 | ||
| глицитин | 0,22 | ||
| генистин | 1,00 | ||
| 6''-O-малонилдаидзин | 0,91 | ||
| 6''-O-малонилглицитин | 0.16 | ||
| 6''-O-ацетилгенистин | 0,12 | ||
| 6''-O-малонилгенистин | 1,24 | ||
| даидзеин | 0,05 | ||
| генистеин | 0,07 | ||
| Соевые апогенолы | 4,06 | ||
| соевый апогенол А | 1,25 | ||
| соевый апогенол В | 2,81 | ||
| Коэффициент растворимости азота (NSI) | 92 |
Пример 3
В чан-смеситель добавляли около 227 л воды и нагревали до температуры около 60°С. Затем в чан-смеситель добавляли около 45 кг соевых хлопьев с получением взвеси. рН взвеси доводили до уровня около 7,08 с помощью приблизительно 1400 мл 4,5%-ного раствора NaOH. Взвесь перемешивали в течение 10 мин при температуре в пределах от приблизительно 55°С до приблизительно 58°С, после чего переносили в питающий резервуар центрифуги, в котором находилось около 303 л воды, предварительно нагретой до температуры около 60°С. Разбавленную взвесь перемешивали в течение около 20 мин при температуре в пределах от приблизительно 55°С до приблизительно 58°С, после чего с расходом около 7,6 л/мин подавали на спиральную центрифугу Sharples. Супернатант (суспензию) подвергали тепловой обработке в пароварочном аппарате при температуре около 127°С. После этого суспензию, подвергнутую тепловой обработке в пароварочном аппарате, переносили в питающий резервуар мембраны, пропуская через фильтр грубой очистки с размером ячейки 100 меш (0,149 мм). Суспензию подавали на систему ультрафильтрационной мембраны, которая включала спиральную мембрану с MWCO 10000. Температуру суспензии в течение ультрафильтрации на мембране поддерживали на уровне приблизительно 48,8-49°С. Около 75% от исходного объема сырья, добавленного в питающий резервуар мембраны, было удалено в виде растворенного вещества. Осадок на мембранной системе подвергали пастеризации при температуре около 76,7°С и распылительной сушке в вертикальной распылительной сушилке посредством подачи на распылительную форсунку с помощью насоса высокого давления. Высушенный продукт анализировали с целью определения его состава. Результаты анализа представлены в Таблице 3.
| Таблица 3. Состав продукта, полученного по способу Примера 3 | |||
| Состав | % (мас.) | мг/г общей массы сухого вещества | |
| Белок | 82,81 | ||
| Сырая клетчатка | 0,84 | ||
| Жир-сырец | 0,13 | ||
| Зольные вещества | 6,00 | ||
| Фруктоза | 2,72 | ||
| Галактоза | 1,21 | ||
| Сахароза | 30,11 | ||
| Рафиноза | 4,99 | ||
| Стахиоза | 21,80 | ||
| Изофлавоны | 3,54 | ||
| даидзин | 0,67 | ||
| глицитин | 0,09 | ||
| генистин | 0,90 | ||
| 6''-O-малонилдаидзин | 0,61 | ||
| 6''-O-малонилглицитин | 0,08 | ||
| 6''-O-ацетилгенистин | 0,16 | ||
| 6''-O-малонилгенистин | 0,96 | ||
| даидзеин | 0,03 | ||
| генистеин | 0,04 | ||
| Соевые апогенолы | 3,98 | ||
| соевый апогенол А | 1.05 | ||
| соевый апогенол В | 2,93 | ||
| Коэффициент растворимости азота (NSI) | 93,8 |
Пример 4
В чан-смеситель добавляли около 227 л воды и нагревали до температуры около 60°С. Затем в чан-смеситель добавляли около 45 кг соевых хлопьев с получением взвеси. рН взвеси доводили до уровня около 7,08 с помощью приблизительно 1400 мл 4,5%-ного раствора NaOH. Взвесь перемешивали в течение 10 мин при температуре в пределах от приблизительно 55°С до приблизительно 58°С, после чего переносили в питающий резервуар центрифуги, в котором находилось около 303 л воды, предварительно нагретой до температуры около 60°С. Разбавленную взвесь перемешивали в течение около 20 мин при температуре в пределах от приблизительно 55°С до приблизительно 58°С, после чего с расходом около 7,6 л/мин подавали на спиральную центрифугу Sharples. Супернатант (суспензию) подвергали тепловой обработке в пароварочном аппарате при температуре около 127°С. После этого суспензию, подвергнутую тепловой обработке в пароварочном аппарате, переносили в питающий резервуар мембраны, пропуская через фильтр грубой очистки с размером ячейки 100 меш (0,149 мм). Суспензию подавали на систему ультрафильтрационной мембраны, которая включала спиральную мембрану с MWCO 30000. Температуру суспензии в течение ультрафильтрации на мембране поддерживали на уровне приблизительно 48,8-49°С. Около 75% от исходного объема сырья, добавленного в питающий резервуар мембраны, было удалено в виде растворенного вещества. Осадок на мембранной системе подвергали пастеризации при температуре около 76,7°С и распылительной сушке в вертикальной распылительной сушилке посредством подачи на распылительную форсунку с помощью насоса высокого давления. Высушенный продукт анализировали с целью определения его состава. Результаты анализа представлены в Таблице 4.
| Таблица 4. Состав продукта, полученного по способу Примера 4 | ||
| Состав | % (мас.) | мг/г общей массы сухого вещества |
| Белок | 82,31 | |
| Сырая клетчатка | 1,14 | |
| Жир-сырец | 0,01 | |
| Зольные вещества | 5,44 | |
| Фруктоза | 2,79 | |
| Галактоза | 1,60 | |
| Сахароза | 33,14 | |
| Рафиноза | 5,88 | |
| Стахиоза | 24,24 |
| Состав | % (мас.) | мг/г общей массы сухого вещества |
| Изофлавоны | 3,53 | |
| даидзин | 0,60 | |
| глицитин | 0,17 | |
| генистин | 0,70 | |
| 6''-O-малонилдаидзин | 0,76 | |
| 6''-O-малонилглицитин | 0,11 | |
| 6''-O-ацетилгенистин | 0,09 | |
| 6''-O-малонилгенистин | 0,99 | |
| даидзеин | 0,04 | |
| генистеин | 0,07 | |
| Соевые апогенолы | 3,74 | |
| соевый апогенол А | 1,04 | |
| соевый апогенол В | 2,70 | |
| Коэффициент растворимости азота (NSI) | 89,2 |
Пример 5
В чан-смеситель добавляли около 227 л воды и нагревали до температуры около 60°С. Затем в чан-смеситель добавляли около 45 кг соевых хлопьев с получением взвеси. рН взвеси доводили до уровня около 7,0 с помощью приблизительно 1400 мл 4,5%-ного раствора NaOH. Взвесь перемешивали в течение 10 мин при температуре в пределах от приблизительно 55°С до приблизительно 58°С, после чего переносили в питающий резервуар центрифуги, в котором находилось около 303 л воды, предварительно нагретой до температуры около 60°С. Разбавленную взвесь перемешивали в течение около 20 мин при температуре в пределах от приблизительно 55°С до приблизительно 58°С, после чего с расходом около 7,6 л/мин подавали на спиральную центрифугу Sharples. Супернатант (суспензию) подвергали тепловой обработке в пароварочном аппарате при температуре около 127°С. После этого суспензию, подвергнутую тепловой обработке в пароварочном аппарате, переносили в питающий резервуар мембраны, пропуская через фильтр грубой очистки с размером ячейки 100 меш (0,149 мм). Суспензию подавали на систему ультрафильтрационной мембраны, которая включала спиральную мембрану с MWCO 1000000. Температуру суспензии в течение ультрафильтрации на мембране поддерживали на уровне приблизительно 48,8-49°С. Около 75% от исходного объема подачи, добавленного в питающий резервуар мембраны, было удалено в виде растворенного вещества. Осадок на мембранной системе подвергали пастеризации при температуре около 76,7°С и распылительной сушке в вертикальной распылительной сушилке посредством подачи на распылительную форсунку с помощью насоса высокого давления. Высушенный продукт анализировали с целью определения его состава. Результаты анализа представлены в Таблице 5.
| Таблица 5. Состав продукта, полученного по способу Примера 5 | |||
| Состав | % (мас.) | мг/г общей массы сухого вещества | |
| Белок | 82,32 | ||
| Сырая клетчатка | 1,25 | ||
| Жир-сырец | 0,07 | ||
| Зольные вещества | 5,72 | ||
| Фруктоза | 2,78 | ||
| Галактоза | 1,38 | ||
| Сахароза | 36,44 | ||
| Рафиноза | 6,82 | ||
| Стахиоза | 26,07 | ||
| Изофлавоны | 3,37 | ||
| даидзин | 0,54 | ||
| глицитин | 0,16 | ||
| генистин | 0,69 | ||
| 6''-O-малонилдаидзин | 0,74 | ||
| 6''-O-малонилглицитин | 0,11 | ||
| 6''-O-ацетилгенистин | 0,10 | ||
| 6''-O-малонилгенистин | 0,98 | ||
| даидзеин | 0,02 | ||
| генистеин | 0,03 | ||
| Соевые апогенолы | 3,55 | ||
| соевый апогенол А | 1,04 | ||
| соевый апогенол В | 2,51 | ||
| Коэффициент растворимости азота (NSI) | 90,7 |
1. Соевый белковый концентрат, отличающийся тем, что
содержание белка составляет от приблизительно 70 до приблизительно 85,0 мас.% в пересчете на общую массу сухого вещества;
содержание изофлавонов составляет как минимум приблизительно 2,0 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества;
содержание соевых апогенолов составляет как минимум приблизительно 2 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества;
содержание сырой клетчатки составляет менее чем приблизительно 3,0 мас.% в пересчете на общую массу сухого вещества;
общее содержание рафинозы и стахиозы составляет менее чем приблизительно 50,0 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества и
коэффициент растворимости азота («NSI») превышает приблизительно 80.
2. Соевый белковый концентрат по п.1, отличающийся тем, что содержание упомянутой сырой клетчатки составляет менее чем приблизительно 2,0 мас.% в пересчете на общую массу сухого вещества.
3. Соевый белковый концентрат по п.1, отличающийся тем, что содержание упомянутого белка составляет от приблизительно 75 до приблизительно 85,0 мас.% в пересчете на общую массу сухого вещества.
4. Способ получения соевого белкового концентрата по п.1, отличающийся тем, что включает такие стадии:
(a) подготовка по сути обезжиренного соевого сырья;
(b) смешивание упомянутого сырья с водой при рН взвеси 7,0-7,5 и температуре взвеси 50-60°С и экстракция из упомянутого сырья белков;
(c) извлечение нерастворимых материалов с получением раствора;
(d) тепловая обработка упомянутого раствора при температуре 121-127°С и
(e) ультрафильтрация упомянутого раствора при температуре 25-50°С с получением осадка;
(f) пастеризация осадка при температуре 76,7-93°С; и
(g) сушка осадка с получением соевого белкового концентрата.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что ультрафильтрацию на упомянутой стадии (е) осуществляют при температуре в пределах от приблизительно 25°С до приблизительно 50°С.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что содержание белка в соевом белковом концентрате составляет от приблизительно 70,0 до приблизительно 85,0 мас.% в пересчете на общую массу сухого вещества; содержание изофлавонов составляет как минимум приблизительно 2,0 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества и содержание сырой клетчатки составляет менее чем приблизительно 3,0 мас.% в пересчете на общую массу сухого вещества.
7. Способ по п.4, отличающийся тем, что содержание белка в соевом белковом концентрате составляет от приблизительно 70,0 до приблизительно 85,0 мас.% в пересчете на общую массу сухого вещества; содержание соевых апогенолов составляет как минимум приблизительно 2,0 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества и содержание сырой клетчатки составляет менее чем приблизительно 3,0 мас.% в пересчете на общую массу сухого вещества.
8. Способ по п.4, отличающийся тем, что ультрафильтрацию на упомянутой стадии (е) осуществляют с использованием ультрафильтрационной мембраны, имеющий полосу пропускания молекулярной массы до 30000.
9. Способ по п.4, отличающийся тем, что упомянутая стадия (b) дополнительно включает доведение рН смеси до уровня как минимум приблизительно 7,0.
10. Способ по п.4, отличающийся тем, что как минимум одна из упомянутых стадий (d) и (f) осуществляется варкой паром при температуре выше приблизительно 93°С.
11. Способ по п.4, отличающийся тем, что соевый белковый концентрат характеризуется как минимум одним из следующих:
общее содержание рафинозы и стахиозы составляет менее чем приблизительно 50,0 мг/г в пересчете на общую массу сухого вещества;
содержание углеводов составляет от приблизительно 30,0 до приблизительно 40,0 мас.% и
содержание влаги составляет от приблизительно 5,0 до приблизительно 10,0 мас.%.
