Пищевая добавка для гидролиза растительного сырья
Владельцы патента RU 2294368:
Государственное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых ароматизаторов, кислот и красителей Российской академии сельскохозяйственных наук (ГУ ВНИИПАКК) (RU)
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к производству пищевой добавки, для гидролиза растительного сырья при производстве хлебобулочных изделий, пива, глюкозных сиропов, гидролизатов крахмалов, спирта. Пищевая добавка содержит ферменты: α-амилазу с активностью, ед./г, 700-900, глюкоамилазу с активностью, ед./г, 10000-15000, ксиланазу с активностью, ед./г, 300-400, протеиназу с активностью, ед./г, 100-200, и мальтазу с активностью, ед./г, 50-70, а также лимонную кислоту, мас.%, 0,008-0,060, цитрат кальция, мас.%, 0,02-0,60, и консервант, мас.%, 0,05-0,40. В качестве консерванта пищевая добавка содержит или сорбат калия, или бензоат натрия, или молочную кислоту. Изобретение позволяет получить эффективную пищевую добавку, гидролизующую как крахмалистые, так и некрахмалистые углеводы, белки, содержащиеся в растительном сырье, и повышающую эффективность процесса гидролиза сырья. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к производству пищевой добавки, и может быть использовано в пищевых технологиях для гидролиза углеводов и белков растительного сырья, в том числе для производства хлебобулочных изделий, пива, глюкозных сиропов, гидролизатов крахмалов, спирта.
Известен комплексный ферментный препарат для гидролиза растительного сырья, содержащий глюкоамилазу и α-амилазу (RU 2127760 C1, C 12 P 7/06).
Данный препарат позволяет гидролизовать крахмалистые углеводы и не позволяет осуществлять гидролиз некрахмалистых углеводов и белков, содержащихся в растительном сырье.
Известен ферментный препарат для гидролиза растительного сырья, содержащий целлюлазу, ксиланазу и пентозаназу (RU 2127760 C1, C 12 P 7/06).
Данный препарат позволяет гидролизовать некрахмалистые углеводы, содержащиеся в растительном сырье, но не гидролизует крахмалистые углеводы и белки, содержащиеся в сырье.
Известен комплексный ферментный препарат для гидролиза отходов растительного происхождения, в том числе пищевых отходов, содержащий α-амилазу с амилолитической активностью не менее 250 ед./г, глюкоамилазу с глюкоамилазной активностью не менее 500 ед./г, ксиланазу с ксиланазной активностью не менее 600 ед./г и целлюлазу с целлюлазной активностью не менее 300 ед./г (RU 2238319 C1, C 12 N 9/00).
Однако препарат не гидролизует белки, содержащиеся в сырье, и его состав не позволяет стабилизировать активность ферментов, что приводит к их инактивации при хранении и при отклонении параметров процесса гидролиза от требуемых значений (снижение или повышение температуры, рН, ионной силы, концентрации компонентов в сырье и т.д.) в промышленных условиях производства пищевых продуктов.
Задачей изобретения является создание эффективной пищевой добавки, содержащей комплекс ферментов, позволяющих гидролизовать как крахмалистые, так и некрахмалистые углеводы, белки, содержащиеся в растительном сырье, при длительной обработке сырья и при отклонении параметров процесса гидролиза от требуемых значений.
Поставленная задача решается за счет создания пищевой добавки для гидролиза растительного сырья, содержащей комплекс ферментов: α-амилазу, глюкоамилазу, ксиланазу, протеиназу и мальтазу, а также цитрат кальция, лимонную кислоту и консервант. В качестве консерванта содержит или сорбат калия, или бензоат натрия, или молочную кислоту.
Пищевая добавка с указанными ферментами, в зависимости от условий гидролиза, имеет активности, ед./г:
| α-амилаза | 700-900 |
| глюкоамилаза | 10000-15000 |
| ксиланаза | 300-400 |
| протеиназа | 100-200 |
| мальтаза | 50-70, |
а другие компоненты содержит в количествах, мас.%:
| лимонная кислота | 0,008-0,060 |
| цитрат кальция | 0,02-0,60 |
| консервант | 0,05-0,40 |
Техническим результатом предлагаемого изобретения является стабилизация оптимальных условий для проявления ферментативной активности при гидролизе углеводов и белков, а также повышение эффективности процесса гидролиза за счет уменьшения его длительности.
Выбор пределов значений ферментативных активностей связан с эффективностью процесса гидролиза растительного сырья. Пределы количественных значений лимонной кислоты и цитрата кальция также связаны с оптимальным уровнем проявления ферментативной активности, а консервантов с их пролонгирующим действием для увеличения срока хранения предложенной пищевой добавки до 2 лет.
Для создания 100 г пищевой добавки использовали 30 дм3 культуральной жидкости, полученной ферментацией среды на основе гидролизата крахмала грибом Aspergillus niger и имеющей концентрацию лимонной кислоты 100-150 г/дм3, значения декстриногенной активности (Dак)-(0,5-3,7)ед./см3, сахарогенной активности (Сак)-(20-200)ед./см3, оптической плотности D при λmax 400нм 1,5-5,0 г/дм3, при λmax 750нм 2,0-3,5 белка 1,5-7,0 г/дм3. Далее культуральную жидкость фильтровали и полученный ферментированный раствор в количестве 29 дм3 очищали микрофильтрацией и разделяли ультрафильтрацией через мембрану, удерживающую молекулярную массу в пределах 1000-50000. В результате получили раствор лимонной кислоты в количестве 28,5 дм3 и раствор, содержащий комплекс ферментов в количестве 0,5 дм3. В растворе ферментов, в силу условий процесса разделения, содержится также лимонная кислота. Далее в раствор для образования цитрата кальция добавили 0,015-0,4 г оксида кальция. Раствор ферментов с указанными компонентами высушивали путем вымораживания при температуре минус 60°С в течение 10 часов. Сухой комплекс смешивали с бензоатом натрия и определяли в комплексе активность α-амилазы, глюкоамилазы, мальтазы, ксиланазы, протеиназы, а также количество лимонной кислоты и цитрата кальция. Полученные значения ферментативных активностей и количество лимонной кислоты, цитрата кальция и бензоатома натрия соответствуют предложенной пищевой добавки.
В табл.1 приведены технические характеристики пищевой добавки с заявляемым составом.
Из данных табл.1 видно, что пищевая добавка с заявляемым составом имеет влажность не более 15%, в ней отсутствуют патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы и бактерии группы кишечной палочки, и продуцент фермента, что соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1293 (индекс 2.25.13). Токсичные вещества в пищевой добавке отсутствуют, что соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1293 (2.25.13).
Пищевая добавка, содержащая комплекс ферментов амилолитического действия, протеиназу, лимонную кислоту, цитрат кальция и консервант - или сорбат калия, или бензоат натрия, или молочную кислоту, может быть использована при производстве хлебобулочных изделий, пива, гидролизатов крахмала.
Данные по применению пищевой добавки с заявляемым составом представлены в табл.2.
Из данных табл.2 видно, что процесс гидролиза углеводов и белков растительного сырья, используемого, в частности, в хлебопечении, при производстве пива, гидролизатов крахмала, глюкозных сиропов с использованием предложенной пищевой добавки более эффективный, чем процесс гидролиза без использования добавки.
| Таблица 1 | ||||
| Техническая характеристика пищевой добавки | ||||
| Наименование характеристики | № примера | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Внешний вид | однородный сыпучий порошок | |||
| Цвет | от светло-коричневого до темно-коричневого с зеленоватым оттенком | |||
| Влажность, % | 12 | 14 | 14 | 15 |
| Массовая доля % остатка на сите №067 | 5 | 4 | 5 | 5 |
| Активность α-амилазы (ЕС3.2.1.1), ед./г | 700 | 800 | 900 | 700 |
| Активность глюкоамилазы (ЕС3.2.1.3), ед./г | 10000 | 12000 | 15000 | 10000 |
| Активность мальтазы, ед./г | 50 | 60 | 70 | 50 |
| Активность ксиланазы (ЕС 3.2.1.8), ед./г | 300 | 350 | 400 | 300 |
| Активность протеиназы, ед./г | 100 | 150 | 200 | 100 |
| Количество лимонной кислоты, мас.% | 0,008 | 0,035 | 0,060 | 0,008 |
| Количество цитрата кальция, мас.% | 0,02 | 0,35 | 0,60 | 0,60 |
| Количество консерванта, мас.%: | ||||
| - или молочной кислоты | 0,1 | - | - | 0,4 |
| - или сорбата калия (Е 202) | - | 0,05 | - | - |
| - или бензоата натрия (Е 211) | - | - | 0,10 | - |
| Согласно СанПиН 2.3.2.1293 (индекс 2.25.13): 1. количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, КОЕ/г, должно быть не более 5·104: | ||||
| - исходное значение | 2·102 | 3·103 | 4·103 | 5·102 |
| - после хранения 6 месяцев | 3·102 | 3·103 | 5·103 | 6·102 |
| после хранения в течение 12 месяцев | 4·102 | 3·103 | 5·103 | 6·102 |
| 2. наличие патогенных и условно патогенных микроорганизмов в 25 г продукта не допускается | отсутствуют | |||
| 3. наличие живых клеток продуцента не допускается | отсутствуют | |||
| 4. наличие микротоксинов не допускается | отсутствует | |||
| 5. наличие антибиотической активности не допускается | отсутствует | |||
| 6. содержание токсичных элементов, мг/кг, не более: - свинец 1,0 - мышьяк 3,0 | отсутствует |
| Таблица 2 | ||||||
| Результаты исследований эффективности действия пищевой добавки с заявляемым составом при гидролизе растительного сырья | ||||||
| Наименование сырья | Контроль (без добавки) | № примера | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Крахмал кукурузный | ||||||
| - степень гидролиза, %, при длительности 1 ч | 1,5 | 40 | 60 | 95 | 12 | 40 |
| Крахмал пшеничный | ||||||
| - степень гидролиза, %, при длительности 1 ч | 1,0 | 50 | 70 | 95 | 21 | 50 |
| Крахмал картофельный | ||||||
| - степень гидролиза, %, при длительности 1 ч | 0,5 | 65 | 87 | 98 | 32 | 65 |
| Декстрин кукурузный | ||||||
| - степень гидролиза, %, при длительности 1 ч | 0 | 80 | 100 | 100 | 48 | 80 |
| Декстрин картофельный | ||||||
| - степень гидролиза, %, при длительности 1 ч | 0 | 85 | 100 | 100 | 52 | 85 |
| Мальтаза | ||||||
| - степень гидролиза, %, при длительности 1 ч | 0 | 100 | 100 | 100 | 55 | 100 |
| Мука пшеничная, высший сорт - степень гидролиза, %: | ||||||
| - углеводов при длительности 1 ч | 2,0 | 37 | 58 | 90 | 20 | 37 |
| - белков при длительности 1 ч | 5,7 | 56 | 60 | 65 | 38 | 56 |
| Мука пшеничная, 1 сорт - степень гидролиза, %: | ||||||
| - углеводов при длительности 1 ч | 1,9 | 38 | 57 | 90 | 21 | 38 |
| - белков при длительности 1 ч | 1,7 | 53 | 58 | 65 | 37 | 53 |
| Солод пивоваренный ячменный стандартный - степень гидролиза, %: - углеводов при длительности 1 ч - белков при длительности 1 ч | ||||||
| 7,1 | 79 | 82 | 88 | 72 | 79 | |
| 24 | 40 | 48 | 53 | 12 | 40 | |
| Солод пивоваренный ячменный второго класса (низкого качества) - степень гидролиза, %: | ||||||
| - углеводов при длительности 1 ч | 72 | 80 | 83 | 87 | 73 | 80 |
| - белков при длительности 1 ч | 22 | 39 | 48 | 54 | 12 | 39 |
1. Пищевая добавка для гидролиза растительного сырья, содержащая α-амилазу, глюкоамилазу и ксиланазу, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ферменты протеиназу, мальтазу и характеризующаяся следующими активностями ферментов, ед./г:
| α-Амилаза | 700-900 |
| Глюкоамилаза | 10000-15000 |
| Ксиланаза | 300-400 |
| Протеиназа | 100-200 |
| Мальтаза | 50-70 |
а также лимонную кислоту, цитрат кальция и консервант в количестве, мас.%:
| Лимонная кислота | 0,008-0,060 |
| Цитрат кальция | 0,02-0,60 |
| Консервант | 0,05-0,4 |
2. Пищевая добавка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве консерванта она содержит или сорбат калия, или бензоат натрия, или молочную кислоту.
