Способ получения сывороточного белкового концентрата
Владельцы патента RU 2284701:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве сывороточных белковых концентратов и их гидролизатов, а также молочных и других продуктов функционального назначения. Способ получения сывороточного белкового концентрата включает 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. Предлагаемый сывороточный белковый концентрат обладает высокими биологическими качествами и имеет обогащенный аминокислотный состав. 1 табл.
Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве сывороточных белковых концентратов и их гидролизатов, а также молочных и других продуктов функционального назначения.
Одним из направлений восполнения недостатка полноценного белка в рационе питания человека является повышение его переваримости. В решении этой проблемы важная роль может принадлежать модификации животных белков в гидролизаты, получаемые путем ограниченного ферментативного гидролиза.
Известен способ получения панкреатического гидролизата казеина, включающий гидролиз казеина, термоинактивацию фермента при 75°С в течение 10 мин, осветление, очистку и хранение при 4°С (Телишевская Л.Я. Белковые гидролизаты. Получение, состав, применение. М.: Россельхозакадемия, 2000). Недостатком данного способа является использование в качестве сырья дорогостоящих препаратов казеина, что ограничивает применение продукта.
Известен способ получения белка сывороточного растворимого сухого (Переработка и использование молочной сыворотки. Технологическая тетрадь. М.: Росагропромиздат, 1989, с.191-193), предусматривающий осветление сыворотки, пастеризацию при 74-75°С с выдержкой 15 с, охлаждение до 8-10°С или 50-55°С, ультрафильтрацию до содержания сухих веществ в концентрате 23-26%, диафильтрацию и сушку.
К недостаткам способа относятся возможность повторного обсеменения сыворотки при разбавлении водой перед диафильтрацией, неполное освобождение от солей, зависящее от селективной способности мембран.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сывороточного белкового концентрата (Патент РФ №2032350), предусматривающий сбор сыворотки, осветление (отделение частиц жира и казеина при температуре 36-40°С), пастеризацию при 70-74°С с выдержкой 16-20 с, охлаждение до 18-22°С, микрофильтрацию, диафильтрацию до содержания золы 0,6-0,75% и электропроводности не более 19,0-23,0 Ом-1 м-1, ультрафильтрацию при 50°С до содержания сухих веществ 15-17%. Концентрат пастеризуют при 63-65°С с выдержкой 30 мин или 70-74°С с выдержкой 16-20 с и охлаждают до 6-10°С.
К недостаткам способа относятся использование микрофильтрационной обработки для пастеризации, что ведет к повышению энергозатрат, невозможность хранения концентрата в течение длительного срока.
Общим недостатком рассмотренных способов получения белковых концентратов является низкое содержание свободных аминокислот, что понижает их биологическую ценность. В таблице приведено сравнительное содержание свободных незаменимых аминокислот в сывороточных белковых концентратах, получаемых по традиционной технологии (без использования ферментативного гидролиза белков) и по заявляемому способу.
| Таблица | ||
| Сравнительный аминокислотный состав сывороточных белковых концентратов | ||
| Наименование аминокислоты | Содержание свободной аминокислоты в 100 г продукта, мг | |
| традиционная технология | заявляемый способ | |
| Валин | 16,2 | 96,9 |
| Изолейцин | 12,7 | 76,4 |
| Лейцин | 26,6 | 159,4 |
| Лизин | 21,7 | 130,4 |
| Метионин | 4,8 | 28,6 |
| Треонин | 14,2 | 85,32 |
| Триптофан | 5,8 | 34,8 |
| Фенилаланин | 8,2 | 48,9 |
Поставленная цель достигается применением щелочной фракцией электроактивированной воды для регуляции рН среды и повышения активности ферментного препарата.
Способ осуществляют следующим образом.
Молочную сыворотку очищают от жира и казеиновой пыли при температуре 38-40°С. Массовая доля жира в сыворотке после сепарирования не превышает 0,05%. Сыворотку пастеризуют при температуре 63-65°С с выдержкой 30 мин или 72-75°С с выдержкой 10-15 с и охлаждают до 18-22°С. Пастеризованную сыворотку направляют на электродиализ до достижения массовой доли золы 0,6-0,75% и электропроводности не более 19,0-23,0 Ом-1 м-1. Деминерализованную сыворотку подвергают ультрафильтрации при температуре 50-55°С с получением сывороточного белкового концентрата с массовой долей сухих веществ 20-24%. Затем полученный концентрат охлаждают до оптимальной для гидролиза температуры 41-43°С и подвергают гидролизу. Доведение рН белкового концентрата до оптимального значения 9-9,2 проводят щелочной фракцией электроактивированной воды с рН 11,0-12,0. Панкреатин с активностью 45 ед/г вносят в количестве 0,15-0,2%. Гидролиз сывороточных белков в концентрате проводят в течение 14-24 ч при постоянном перемешивании. Инактивацию фермента проводят при 70-75°С в течение 10 минут. Затем концентрат сгущают вакуум-выпариванием до 38-40% сухих веществ и высушивают на распылительных сушилках при мягких режимах.
Использование щелочной фракции электроактивированной воды позволяет довести рН концентрата до оптимальных значений действия ферментного препарата, а также позволяет увеличить степень гидролиза из-за высокого активирующего действия электроактивированной воды на фермент. Кроме того, использование электроактивированной воды способствует решению проблемы небезопасного для организма человека применения химических реагентов в целях изменения активной кислотности среды.
Пример 1. 62000 кг сыворотки подогревают до 38-40°С и сепарируют. Массовая доля жира в сыворотке после сепарирования не превышает 0,05%. Сыворотку пастеризуют при 63-65°С с выдержкой 30 мин или 72-75°С с выдержкой 10-15 с, охлаждают до 18-22°С, проводят электродиализ. По окончании процесса содержание золы в сыворотке составляло 0,6-0,75%. Деминерализованную сыворотку подогревают до 50-55°С и направляют на ультрафильтрацию. Концентрирование ведут до массовой доли сухих веществ 20-24%. Полученный концентрат охлаждают до 41-43°С и проводят его гидролиз. Доведение рН концентрата до оптимальных для действия фермента значений 9,0-9,2 проводят щелочной фракцией электроактивированной воды с рН 11,0-12,0. Препарат панкреатина с активностью 45 ед/г вносят в количестве 0,15-0,2%. Гидролиз проводят в течение 24 ч при постоянном перемешивании. Степень гидролиза составляет 60%. Фермент инактивируют при 70-75°С в течение 10 мин. Затем концентрат сгущают вакуум-выпариванием до 38-40% сухих веществ и высушивают на распылительных сушилках при мягких условиях.
Пример 2. То же, что в примере 1. Продолжительность гидролиза 20 ч. Степень гидролиза составляет 50±2%.
Пример 3. То же, что в примере 1. Продолжительность гидролиза 18 ч. Степень гидролиза составляет 45±2%.
Пример 4. То же, что в примере 1. Продолжительность гидролиза 14 ч. Степень гидролиза составляет 35±2%.
Способ получения сывороточного белкового концентрата, включающий сбор сыворотки, ее осветление, пастеризацию, охлаждение, деминерализацию методом электродиализа, ультрафильтрацию с получением сывороточного белкового концентрата, охлаждение сывороточного белкового концентрата, отличающийся тем, что проводят гидролиз сывороточного белкового концентрата при температуре 41±2°С и рН 9,0±0,2 и в качестве регулятора рН используют щелочную фракцию электроактивированной воды с рН 11,0-12,0 и гидролиз ведут от 14 до 24 ч для достижения заданной по технологии степени гидролиза.
