Способ производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью
Владельцы патента RU 2529707:
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия Российской академии сельскохозяйственных наук (RU)
Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой способ получения гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью. Способ включает приготовление водной смеси сывороточных белков из сухого концентрата нативных сывороточных белков или из белковой массы из денатурированных сывороточных белков и воды, содержащей от 8,0% до 10,0% сухих веществ, в том числе от 6,6 до 8,5% белка, установление активной кислотности на уровне 6,5-7,0 ед. pH, нагревание до 45-48°C, внесение композиции ферментов из 1,5-2,0% ферментного препарата панкреатина с активностью 45 ед./г или 15-20% фарша поджелудочной железы крупного рогатого скота с активностью 4,5 ед./г, 0,5-1,0% ферментного препарата Protamex и 2,0-2,5% ферментного препарата Flavourzyme 1000 L, проведение ферментативного гидролиза при температуре 45-48°C в присутствии 0,30-0,33 об.% хлороформа, в течение 18-24 ч до содержания аминного азота в смеси 500-600 мг%. Полученный гидролизат нагревают до 87-90°C для инактивации ферментов, охлаждают, фильтруют, концентрируют под вакуумом и высушивают способом распыления. Настоящее изобретение позволяет получить белковые гидролизаты с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью и повысить их биологическую, пищевую ценность, улучшить органолептические свойства и стойкость в хранении. 3 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 6 пр.
Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к получению очищенных гидролизатов сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью, используемых при производстве широкого ассортимента диетических (лечебных и профилактических) продуктов питания, в том числе для детей и взрослых, страдающих пищевой аллергией.
Способ включает приготовление водной смеси сывороточных белков из сухого концентрата нативных сывороточных белков или из белковой массы из денатурированных сывороточных белков и воды, содержащей от 8,0% до 10,0% сухих веществ, в том числе от 6,6 до 8,5% белка, установление активной кислотности на уровне 6,5-7,0 ед. pH, нагревание до 45-48°C, внесение композиции ферментов из 1,5-2,0% ферментного препарата панкреатина с активностью 45 ед./г или 15-20% фарша поджелудочной железы крупного рогатого скота с активностью 4,5 ед./г, 0,5-1,0% ферментного препарата Protamex и 2,0-2,5% ферментного препарата Flavourzyme 1000 L, проведение ферментативного гидролиза при температуре 45-48°C в присутствии 0,30-0,33 об.% хлороформа, в течение 18-24 ч до содержания аминного азота в смеси 500-600 мг%. Полученный гидролизат нагревают до 87-90°C для инактивации ферментов, охлаждают, фильтруют, концентрируют под вакуумом и высушивают способом распыления.
Изобретение позволяет получить белковый гидролизат с высокой степенью гидролиза, обладающий сбалансированным аминокислотным составом, близким к идеальному белку, хорошими вкусовыми качествами и низкой остаточной антигенностью.
Полученный гидролизат характеризуется тем, что при получении из концентрата сывороточных белков содержит лактозы менее 7%, а при получении из белковой массы из денатурированных сывороточных белков является низколактозным с содержанием лактозы не более 0,5%, и более 80% белкового материала сосредоточено во фракции низкомолекулярных пептидов и свободных аминокислот в диапазоне молекулярных масс менее 2,0 кДа. Изобретение позволяет повысить биологическую, пищевую ценность, органолептические свойства и качество полученного гидролизата с возможностью его использования в гипоаллергенных смесях и других продуктах функционального назначения.
Известны способы получения гидролизатов молочного белка с пониженной антигеностью (в том числе сывороточного) с помощью протеаз микробиального и животного происхождения.
Наиболее близким по техническому решению к заявляемому гидролизату является способ (патент на изобретение №2407399, МПК A23J 3/30, A23J 3/34. Способ получения частичных белковых гидролизатов и молочные смеси, содержащие их. - Заявл. 16.03.2006 г., опубл. 27.12.2010 г.), предусматривающий получение гидролизата из смеси сывороточного белка и казеина, при этом соотношение белок молочной сыворотки: казеин составляет приблизительно 60:40. Гидролиз белковой смеси осуществляют при помощи протеазы Amano N (поставляется компанией Amano Enzyme U.S.A. Co., Ltd., Elgin, IL) выделенной из штамма Bacillus subtilis, вносимой в количестве 0,5-1,0% от массовой доли белка в смеси. В течение гидролиза температуру смеси поддерживают на уровне 50-60°C, а ее активную кислотность - на уровне от 6,5 до 8 ед. pH, путем автоматического титрования смеси раствором гидроокиси натрия или калия. Процесс гидролиза заканчивают по достижении белковой смесью степени гидролиза 4-10%. Изобретение позволяет получить белковый гидролизат с приятными вкусовыми качествами и эмульгирующими свойствами, не вызывающий иммунного ответа в форме IgG антител к сывороточным белкам коровьего молока. При этом не менее 70% веса гидролизата составляют пептиды с массой менее 2,0 кДа.
Недостатком данного метода, аналога заявляемого процесса, является ограниченная степень гидролиза (4-10%). В гидролизате с таким уровнем гидролиза могут оставаться высокомолекулярные белковые структуры, сохраняющие антигенные свойства исходного белка.
Задачей данного изобретения является разработка способа производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью, обладающего высокой биологической ценностью при низкой стоимости, для изготовления которого не требуется сложных и дорогостоящих оборудования и материалов.
Технический результат заявляемого изобретения на способ производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью заключается в повышении биологической, пищевой ценности, улучшении органолептических свойств и стойкости в хранении получаемого гидролизата с высокой степенью гидролиза с возможностью его использования в гипоаллергенных смесях и других продуктах функционального назначения.
Технический результат достигается тем, что в способе производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью, предусматривающем приготовление водной смеси сывороточных белков, установление оптимальной активной кислотности, нагревание смеси, внесение композиции ферментов, проведение ферментативного гидролиза, нагревание для инактивации ферментов, охлаждение, фильтрацию, концентрирование и высушивание, согласно изобретению:
1. Для приготовления водной смеси сывороточных белков используют
- сухой концентрат нативных сывороточных белков, полученный ультрафильтрацией и диафильтрацией с сушкой распылением, с содержанием белков не менее 80%, либо
- белковую массу из денатурированных сывороточных белков, полученную термокислотной коагуляцией и осаждением из раствора концентрата нативных сывороточных белков, дополнительно подвергнутую, с целью удаления лактозы, солей и кислоты, замораживанию, выдержке, размораживанию и промыванию водой.
2. Перед гидролизом готовят водную смесь сывороточных белков, содержащую 8,0-10,0% сухих веществ, в том числе 6,4-8,5% белков.
3. Устанавливают активную кислотность водной смеси сывороточных белков на уровне 6,5-7,0 ед. pH, нагревают до 45-48°С и вносят композицию ферментов в процентах от массы белка в смеси:
- 1,5-2,0% ферментного препарата панкреатина с активностью 45 ед./г, 0,5-1,0% ферментного препарата Protamex и 2,0-2,5% ферментного препарата Flavourzyme 1000 L, либо
- 15-20% фарша поджелудочной железы крупного рогатого скота с активностью 4,5 ед./г, 0,5-1,0% ферментного препарата Protamex и 2,0-2,5% ферментного препарата Flavourzyme 1000L.
4. Гидролиз ведут при температуре 45-48°C и активной кислотности смеси 6,5-7,0 ед. pH, которую поддерживают добавлением раствора гидроокиси натрия, в присутствии 0,30-0,33 об.% хлороформа в течение 18-24 ч до содержания аминного азота в смеси 500-600 мг%.
5. Полученный гидролизат нагревают до 87-90°C, выдерживают 8-10 мин, охлаждают до 65-70°C и фильтруют с целью получения прозрачного фильтрата свободного от нерастворимого остатка.
6. Полученный фильтрат концентрируют на вакуум-выпарной установке до массовой доли сухих веществ 35-37% и высушивают на распылительной сушилке при температуре на входе - 130-140°C и на выходе - 80-85°C.
Заявляемый технический результат достигается в результате сочетания следующих факторов:
1. Для получения гидролизата используется сывороточный белок. Известно, что белки сыворотки молока более полноценны по своему аминокислотному составу, чем казеин, в частности, из-за более высокого содержания, чем в казеине, аминокислот с разветвленной цепью и серусодержащих аминокислот (Пищевая химия / Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Под ред. А.П. Нечаева. Издание 2-е, перераб. и испр. - СПб.: ГИОРД, 2003). Также недавними исследованиями зарубежных ученых установлено, что гидролизаты сывороточных белков содержат обладающие биологической активностью пептиды (Ile-Val, Leu-Val, Val-Leu, Ile-Ile, Leu-Ile, Ile-Leu), образующиеся при гидролизе сывороточных белков и содержащие в своем составе аминокислоты с разветвленной цепью. Данные пептиды значительно усиливают усвоение глюкозы в мышцах, способствуя процессам построения ткани скелетных мышц (Morifuji М, Koga J, Kawanaka К, Higuchi M: Branched-chain ammo acid-containing dipeptides, identified from whey protein hydrolysates, stimulate glucose uptake rate in L6 myotubes and isolated skeletal muscles). Результаты других исследований показали, что только употребление гидролизата сывороточных белков стимулировало ускоренное накопление уровня гликогена в скелетных мышцах, чего не наблюдалось при приеме казеиновых гидролизатов и препаратов свободных аминокислот с разветвленной цепью (Morifuji М, Kanda A, Koga J, Kawanaka К, Higuchi М: Post-exercise carbohydrate plus whey protein hydrolysates supplementation increases skeletal muscle glycogen level in rats).
Для осуществления технологии белкового гидролизата с низкой остаточной антигенностью, описываемого в данном изобретении, в качестве источника сывороточного белка используют:
- концентрат нативных сывороточных белков с содержанием белка 80%, характеризующийся наличием лактозы, солей и кислот;
- белковую массу из денатурированных сывороточных белков, полученную термокислотным осаждением из раствора нативных сывороточных белков и промыванием водой.
Использование белковой массы из денатурированных сывороточных белков связано с тем, что при получении указанного гидролизата из концентрата нативных сывороточных белков, в ферментационной смеси остается некоторое количество незатронутых гидролизом нативных сывороточных белков, которые могут стать причиной аллергической реакции. Перевод нативного сывороточного белка в нерастворимую форму путем его термической коагуляции позволяет решить проблему наличия в гидролизате нерасщепленных белков. Кроме того, в концентрате сывороточных белков содержится лактоза, соли и остаточное количество кислот, которые полностью переходят в гидролизат и ограничивают его применение в случае противопоказаний на усвоение лактозы и повышенное содержание солей.
Белковую массу из денатурированных сывороточных белков получают термокислотным осаждением из водного раствора концентрата нативных сывороточных белков с массовой долей сухих веществ 6,0-7,0%, обезвоживанием белкового осадка самопрессованием, замораживанием, выдержкой, размораживанием, промыванием водой и прессованием. В белковой массе содержится 30-32% сухих веществ, 82-85% белка в сухом остатке и присутствуют лишь следовые количества нативных сывороточных белков. Промывание белковой массы также способствует удалению из нее лактозы и понижению содержания солей и кислоты.
В результате замораживания меняется структура белковой массы. Белковая масса, полученная термокислотным осаждением, после самопрессования имеет тонкодисперсную структуру и обладает значительной влагоудерживающей способностью (фиг.1). Отделение влаги затруднено, так как мелкие частицы белка быстро забивают поры фильтровального материала. После замораживания, выдержки и размораживания структура белковой массы становится крупнодисперсной, она приобретает вид сыпучей крупки, легко отдающей влагу, промывающейся в воде без образования белковой пыли и быстро отделяющейся от промывной воды на фильтровальном материале (фиг.2).
Промывание осуществляют двукратным объемом частично деминерализованной воды. Эффективность процесса промывания контролируют по активной кислотности белковой массы. Промывание, с полной заменой промывной воды, повторяют 3 раза.
Показатели, демонстрирующие эффект от промывания белковой массы, приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Сравнительное содержание балластных веществ в белковой массе до и после промывания водой | ||
| Показатель | До промывания | После промывания |
| Содержание лактозы, % | 3,5-4,0 | 0,1-0,2 |
| Содержание солей, % (в пересчете на лактат Na) | 2,0-2,5 | 1,5-1,75 |
| Содержание кислот, % (в пересчете на молочную кислоту) | 0,7-0,9 | 0,4-0,5 |
| Активная кислотность, ед. pH | 5,4-5,5 | 6,4-6,6 |
Промывание белковой массы водой приводит к удалению из нее остаточных количеств водорастворимых белков, лактозы, солей и кислот. При этом, после удаления из белковой массы кислот, не требуется внесения значительных количеств щелочи для поддержания pH на оптимальном для ферментов уровне, то есть конечный продукт содержит заметно меньше солей, чем в прототипе, что улучшает органолептические свойства и качество получаемого гидролизата. В результате в гидролизате сокращается количество технически вредных солей - лактатов, которые из-за высокой гигроскопичности затрудняют процесс сушки гидролизата, вызывая налипание его на стенки сушилки и комкование высушенного продукта. Также сокращается образование побочных нежелательных примесей, обусловленных реакциями свободных аминокислот в продукте с остаточными количествами лактозы, солей и кислот, включая соединения Майяра, меланоидины, продукты карамелизации. Эти примеси придают продукту нежелательную окраску, ухудшают его вкус и снижают биологическую ценность.
2. Ферментативный гидролиз осуществляют композицией ферментов при оптимальных режимах.
Гидролиз белкового субстрата осуществляется специально подобранной композицией ферментов, включающей в себя: комплекс протеолитических ферментов поджелудочной железы КРС, комплекс протеаз, выделенных из бактерий рода Bacillus, вносимых в составе ферментного препарата Protamex, и протеиназно-пептидазный комплекс, выделенный из микроскопических грибов Aspergillus Oryzae, вносимый в составе ферментного препарата Flavourzyme. Использование комплекса из протеиназ и пептидаз различной специфичности позволяет достигнуть необходимой специфичности и глубины гидролиза субстрата и получить продукт с высоким выходом и хорошими органолептическими показателями.
Применяемая композиция ферментных препаратов формирует комплекс протеиназ и пептидаз с различной специфичностью и высокой активностью, что позволяет провести глубокий гидролиз белка в одну стадию и получить при этом в продукте сравнительно небольшое количество горьких гидрофобных пептидов и образующих их свободных ароматических аминокислот. Вследствие чего достигаются хорошие вкусовые качества готового продукта.
3. Концентрирование и сушка гидролизата ведутся при соблюдении стандартных оптимальных режимов для аналогичных продуктов.
Достоинством заявляемого способа в сравнении с прототипом является:
- полное исключение из состава азотистой фракции гидролизата нативных высокомолекулярных белков путем коагуляции белкового субстрата и переведения его белкового комплекса в полностью нерастворимую форму. В дальнейшем, в процессе ферментативного гидролиза происходит ферментативное расщепление осажденного белкового комплекса с высвобождением в водную фазу пептидов и свободных аминокислот. В результате азотистая фракция гидролизата представлена только продуктами гидролиза белка и не содержит нативных белков, способных вызывать аллергенные реакции;
- за счет промывания денатурированного белка достигается вымывание из него части солей и кислот. В результате снижения кислотности белкового субстрата не требуется существенного добавления щелочи в реакционную смесь для поддержания ее активной кислотности на оптимальном уровне, и конечный продукт содержит значительно меньше солей, чем в прототипе, что улучшает органолептические свойства и качество получаемого гидролизата и благоприятствует его использованию в детских смесях;
- заявляемый гидролизат, получаемый из промытого денатурированного белка, содержит низкое количество лактозы (не более 0,5% от массовой доли сухих веществ) и может быть использован в детских смесях и иных функциональных продуктах для больных с лактозной непереносимостью;
- применяемая для гидролиза водной смеси сывороточных белков композиция ферментов из поджелудочной железы КРС, ферментного препарата Protamex и ферментного препарата Flavourzyme, обладает высокой комплексной эндопротеиназной и экзопептидазной активностью, что позволяет провести глубокий гидролиз белка в одну стадию. Специфичность применяемого в заявляемом способе комплекса ферментных препаратов такова, что при его действии на субстрат образуется относительно меньшее количество свободных ароматических аминокислот и коротких пептидов, обладающих горьким вкусом. Вследствие чего вкусовые качества получаемого продукта улучшаются;
- в заявляемом ферментативном гидролизате более 80% белкового материала сосредоточено во фракции низкомолекулярных пептидов в диапазоне молекулярных масс менее 2,0 кДа (фиг.3), что позволяет достичь низкой остаточной антигенности, не превышающей 1·10-5 антигенности исходного сывороточного белка. Благодаря этому заявляемый гидролизат может быть использован в качестве белкового компонента для приготовления продуктов лечебного и профилактического питания детей и взрослых с пищевой аллергией;
- заявляемый способ реализуется с использованием широко распространенного в пищевой промышленности емкостного оборудования (емкости и ванны с мешалками) и не требует значительных капитальных затрат для внедрения в производство, чем достигается снижение стоимости гидролизата.
Заявляемая совокупность признаков позволяет получить гидролизат сывороточных белков высокого качества: с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью, с низким содержанием нерасщепленных белков, что сравнимо или превосходит показатели прототипа.
Отклонение от заявляемых признаков в большую или меньшую сторону приводит к снижению пищевой и биологической ценности получаемого гидролизата, ухудшению его качества и органолептических свойств.
Технический результат заявляемого изобретения на гидролизат сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью, получаемый заявляемым способом, заключается также в возможности его использования в качестве профилактического и лечебного питания для лиц с непереносимостью лактозы.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом гидролизате с высокой степенью гидролиза более 80% белкового материала сосредоточено во фракции низкомолекулярных пептидов в диапазоне молекулярных масс менее 2,0 кДа, содержание пептидов с диапазоном молекулярных масс 2,0-6,0 кДа не превосходит 20%, содержание пептидов с молекулярной массой более 6,0 кДа не превышает 1%. Заявляемый гидролизат получен заявляемым способом.
Все вышесказанное доказывает в сравнении с прототипом повышенные биологическую и пищевую ценность, органолептические свойства, качество заявляемого гидролизата.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 представлен микропрепарат осадка денатурированных сывороточных белков после осаждения белка (тонкодисперсная структура из белковых частиц, прочно удерживающая влагу).
Па фигуре 2 представлен микропрепарат осадка денатурированных сывороточных белков после замораживания-размораживания (агрегаты белка в водной фазе).
На фигуре 3 представлено молекулярно-массовое распределение азотистых фракций в белковом гидролизате, получаемом заявляемым методом.
На фигуре 4 представлено молекулярно-массовое распределение азотистых фракций белкового гидролизата, полученного ферментативным гидролизом нативных сывороточных белков.
На фигуре 5 представлено молекулярно-массовое распределение азотистых фракций белкового гидролизата, полученного ферментативным гидролизом денатурированных сывороточных белков.
Способ производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью осуществляют следующим образом.
Сухой концентрат нативных сывороточных белков, содержащий 95% сухих веществ и не менее 80% белков, смешивают с водой в массовом соотношении 1:8,5-1:11,0 для получения смеси с массовой долей сухих веществ 8,0-10,0% (белков 6,7-8,4%). Устанавливают активную кислотность смеси на уровне 6,5-7,0 ед. pH путем добавления 20%-ного раствора гидроокиси натрия и нагревают до 45-48°C. В подготовленную для гидролиза смесь вносят композицию из ферментов (в % от массы белков в смеси): 1,5-2,0% ферментного препарата панкреатина с активностью 45 ед./г или 15-20% фарша поджелудочной железы крупного рогатого скота с активностью 4,5 ед./г, 0,5-1,0% ферментного препарата Protamex активностью 1,5 AU/г и 2,0-2,5% ферментного препарата Flavourzyme 1000 L активностью 1000 LAPU/г. Сухой ферментный препарат панкреатина предварительно разводят в пастеризованной питьевой воде с температурой 28-30°C. Гидролиз ведут при температуре 45-48°C и активной кислотности смеси 6,5-7,0 ед. рН, которую поддерживают добавлением раствора гидрокиси натрия, в присутствии 0,30-0,33 об.% хлороформа в течение 18-24 ч до содержания аминного азота в смеси 500-600 мг%. Гидролизат нагревают до 87-90°C, выдерживают в течение 8-10 мин для инактивации ферментов, охлаждают до 65-70°C и фильтруют на рамном фильтр-прессе с использованием фильтрующего материала с диаметром пор 0,2 мкм, прозрачный фильтрат концентрируют на вакуум-выпарной установке при температуре 46-48°C и разрежении 0,92-0,94 ати до массовой доли сухих веществ 35-37%, концентрат высушивают на распылительной сушилке при температуре на входе - (130-140)°C и на выходе - (80-85)°C.
В случае приготовления водной смеси с белковой массой из денатурированных сывороточных белков, вначале получают белковую массу из денатурированных сывороточных белков. Для этого из сухого концентрата нативных сывороточных белков, содержащего не менее 80% белков, готовят водный раствор сывороточных белков с массовой долей сухих веществ 6,0-7,0%. Полученный раствор нагревают до температуры 85-90°C и подкисляют до pH 5,4-5,5 соляной кислотой, в результате чего происходит коагуляция сывороточных белков, сопровождающаяся образованием осадка. Верхний осветленный слой удаляют, оставшийся белковый осадок сливают в ванну для самопрессования с использованием фильтровальной ткани лавсан. Влагу отделяют до тех пор, пока суспензия не приобретает вид белковой массы, характеризующейся нетекучей, крупитчатой структурой. В результате получают белковую массу с массовой долей сухих веществ 16-18%. Белковую массу замораживают до температуры от минус 18 до минус 24°C и выдерживают при данной температуре в течение 5-7 суток. Замороженную белковую массу размораживают при температуре 18-22°C, отделившуюся влагу удаляют самопрессованием, обезвоженную белковую массу промывают двукратным объемом частично деминерализованной воды три раза, промывную воду удаляют самопрессованием. Обезвоженную белковую массу прессуют при давлении 4,5-5,0 ати в течение 1,5-2,0 ч и получают прессованную белковую массу с массовой долей сухих веществ 30-32%, белковых веществ в сухом остатке 82-85%. Промытая прессованная белковая масса в заявляемом изобретении получила название белковой массой из денатурированных сывороточных белков.
Белковую массу из денатурированных сывороточных белков смешивают с водой в массовом соотношении 1:2,0 - 1:3,0 для получения смеси с массовой долей сухих веществ 8,0-10,0% (белков 6,6-8,5%). Далее процесс ведут аналогично описанному выше способу.
Пример 1
22,4 кг сухого концентрата нативных сывороточных белков молока, содержащего не менее 80% белков (КСБ-80), смешивают с 246,4 кг воды. Смесь перемешивают до полного растворения сухого белкового концентрата. В белковую суспензию вносят 20%-ный раствор гидроокиси натрия в количестве 400 мл для установления рН 7,0 и подогревают до температуры 48°C. Панкреатин активностью 45 ед./г в количестве 0,27 кг растворяют в 1 л воды до получения однородной консистенции. В подогретую белковую суспензию вносят суспензию панкреатина, 0,1 кг ферментного препарата Protamex с активностью 1,5 AU/г и 0,36 кг ферментного препарата Flavourzyme 1000 L с активностью 1000 LAPU/г. Добавляют 810 мл хлороформа. Устанавливают активную кислотность реакционной смеси pH 7,0 внесением 600 мл 20%-ной NaOH. Ферментативный гидролиз ведут при температуре 48°C в течение 18 ч до накопления аминного азота 500 мг %. В процессе гидролиза контролируют активную кислотность смеси, удерживая ее на уровне рН 6,5 с помощью 20%-ной NaOH в количестве 300 мл. Гидролизат нагревают до температуры 87°C, выдерживают 10 минут, охлаждают до температуры 65°C. Нагретый гидролизат фильтруют на рамном фильтр-прессе с использованием в качестве фильтрующей перегородки фильтровальной бумаги и фильтровальной ткани типа бельтинг под давлением 0,02 МПа. Получают 230 л прозрачного фильтрата. После окончания фильтрации фильтр-пресс промывают 70 л воды для удаления остатков гидролизата. Фильтрат и промывную воду концентрируют на вакуум-выпарном аппарате при температуре 48°C и разрежении 0,92 ати до массовой доли сухих веществ 37%. Получают 51,1 кг концентрата. Концентрат высушивают на распылительной сушилке при температуре на входе 140°C и на выходе 85°C. Масса сухого порошка 18,5 кг.
Полученный продукт характеризуется следующими показателями:
| Показатель | |
| Массовая доля влаги, % | 5,5 |
| Массовая доля общего азота, % | 11,5 |
| Массовая доля аминного азота, % | 6,2 |
| Массовая доля лактозы, % | 6,8 |
| Массовая доля зольного остатка, % | 5,8 |
| Активная кислотность (м.д. сухих веществ 2%), ед. pH | 6,5 |
| Остаточная антигенность | Менее 1·10-5 |
Распределение азотистых фракций по молекулярной массе в гидролизате, полученном по данному варианту осуществления изобретения, представлено на фигуре 4.
Пример 2
Готовят белковую смесь для гидролиза аналогично примеру 1. Вместо панкреатина вносят фарш поджелудочной железы КРС в количестве 2,7 кг. Ферментативный гидролиз, нагревание, охлаждение, фильтрацию, концентрирование и сушку проводят аналогично примеру 1. Масса сухого порошка 18,9 кг.
Пример 3
28,0 кг сухого концентрата нативных сывороточных белков молока, содержащего не менее 80% белков (КСБ-80), смешивают с 238,0 кг воды. Смесь перемешивают до полного растворения сухого белкового концентрата (10%). В белковую суспензию вносят 20%-ный раствор гидроокиси натрия в количестве 500 мл для установления рН 7,0 и подогревают до температуры 45°C. Панкреатин активностью 45 ед./г в количестве 0,45 кг растворяют в 1,5 л воды до получения однородной консистенции. В подогретую белковую суспензию вносят суспензию панкреатина, 0,22 кг ферментного препарата «Protamex» активностью 1,5 AU/г и 0,56 кг ферментного препарата Flavourzyme 1000 L активностью 1000 LAPU/г. Добавляют 880 мл хлороформа. Устанавливают активную кислотность реакционной смеси рН 7,0 внесением 750 мл 20%-ной NaOH. Ферментативный гидролиз ведут при температуре 45°C в течение 24 ч до накопления аминного азота 600 мг%. Гидролизат нагревают до температуры 90°C, выдерживают 8 минут, охлаждают до 70°C. Нагретый гидролизат фильтруют на рамном фильтр-прессе аналогично примеру 1. Прозрачный фильтрат концентрируют до массовой доли сухих веществ 35% и сушат аналогично примеру 1. Масса сухого порошка 22,1 кг.
Пример 4
Готовят белковую смесь для гидролиза аналогично примеру 3. Вместо панкреатина вносят фарш поджелудочной железы КРС в количестве 4,5 кг. Ферментативный гидролиз, нагревание, охлаждение, фильтрацию, концентрирование и сушку проводят аналогично примеру 1. Масса сухого порошка 22,6 кг.
Пример 5
26 кг сухого концентрата сывороточных белков растворяют в 386 л умягченной воды, полученный раствор нагревают до температуры 90°C, подкисляют 10%-ным раствором соляной кислоты в количестве 2,3 л до рН 5,4 и оставляют без перемешивания для осаждения коагулированных белков в течение 2 ч. Верхний осветленный слой удаляют сифонированием, белковый осадок сливают в ванну для самопрессования, выстланную фильтровальной тканью лавсан. Воду отделяют до тех пор, пока суспензия не приобретает вид белковой массы, характеризующейся нетекучей структурой. В результате получают белковую массу с массовой долей сухих веществ 18%. Количество белковой массы 131,6 кг. Белковую массу замораживают до температуры минус 18°C и выдерживают при данной температуре в течение 7 суток. Замороженную белковую массу размораживают при температуре 18°C, отделившуюся влагу удаляют самопрессованием, обезвоженную белковую массу в количестве 84,8 кг заливают 170 л частично деминерализованной воды температурой 20°C, суспензию выдерживают с периодическим перемешиванием в течение 1 ч. Промывную воду удаляют самопрессованием белковой массы до получения нетекучей консистенции. Промывку белковой массы повторяют два раза. После третьей промывки обезвоженную белковую массу перекладывают в формы для прессования сыра и прессуют при давлении 4,5-5,0 ати в течение 2,0 ч. Получают прессованную белковую массу в количестве 66,3 кг с массовой долей сухих веществ 32%, белковых веществ в сухом остатке 85%. Прессованную белковую массу смешивают с 198,9 кг воды. Далее процесс проводят аналогично примеру 1. Масса сухого порошка 17,6 кг.
Полученный продукт характеризуется следующими показателями:
| Показатель | |
| Массовая доля влаги, % | 5,5 |
| Массовая доля общего азота, % | 12,3 |
| Массовая доля аминного азота, % | 6,4 |
| Массовая доля лактозы, % | 0,5 |
| Массовая доля зольного остатка, % | 3,8 |
| Активная кислотность (м.д. сухих веществ 2%), ед. рН | 6,5 |
| Остаточная антигенность | Менее 1·10-5 |
Распределение азотистых фракций по молекулярной массе в гидролизате, полученном по данному варианту осуществления изобретения, представлено на фигуре 5.
Пример 6
33 кг сухого концентрата сывороточных белков растворяют в 415 л умягченной воды, полученный раствор нагревают до температуры 85°C, подкисляют 10%-ным раствором соляной кислоты в количестве 2,1 л до рН 5,5 и оставляют без перемешивания для осаждения коагулированных белков в течение 2 ч. Верхний осветленный слой удаляют сифонированием, белковый осадок сливают в ванну для самопрессования, выстланную фильтровальной тканью лавсан. Воду отделяют до тех пор, пока суспензия не приобретает вид белковой массы, характеризующейся творожной структурой. В результате получают белковую массу с массовой долей сухих веществ 16%. Количество белковой массы 188,2 кг. Белковую массу замораживают до температуры минус 24°C и выдерживают при данной температуре в течение 5 суток. Замороженную белковую массу размораживают при температуре 22°C, отделившуюся влагу удаляют самопрессованием, обезвоженную белковую массу в количестве 108,9 кг заливают 204 л частично деминерализованной воды температурой 20°C, суспензию выдерживают с периодическим перемешиванием в течение 1 ч. Промывную воду удаляют самопрессованием белковой массы до получения творожной консистенции. Промывку белковой массы повторяют три раза. После третьей промывки обезвоженную белковую массу перекладывают в формы для прессования сыра и прессуют при давлении 4,5-5,0 ати в течение 1,5 ч. Получают прессованную белковую массу в количестве 91,2 кг с массовой долей сухих веществ 30%, белковых веществ в сухом остатке 82%. Прессованную белковую массу смешивают с 182,0 л воды. Далее процесс проводят аналогично примеру 3. Масса сухого порошка 21,5 кг.
1. Способ производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью, включающий приготовление водной смеси сывороточных белков, ферментативный гидролиз, нагревание гидролизата в целях инактивации ферментов, охлаждение, фильтрацию, концентрирование и высушивание отличающийся тем, что готовят водную смесь сывороточных белков из сухого концентрата нативных сывороточных белков или из белковой массы из денатурированных сывороточных белков и воды, содержащую от 8,0 до 10,0% сухих веществ, в том числе от 6,6 до 8,5% белка, активную кислотность смеси устанавливают на уровне 6,5-7,0 ед. pH, смесь нагревают до 45-48°C, вносят композицию ферментов из 1,5-2,0% ферментного препарата панкреатина с активностью 45 ед/г или 15-20% фарша поджелудочной железы крупного рогатого скота с активностью 4,5 ед/г, 0,5-1,0% ферментного препарата Protamex и 2,0-2,5% ферментного препарата Flavourzyme 1000 L и проводят ферментативный гидролиз при температуре 45-48°C в присутствии 0,30-0,33 об.% хлороформа, в течение 18-24 ч до содержания аминного азота в смеси 500-600 мг%, полученный гидролизат нагревают до 87-90°C для инактивации ферментов, охлаждают, фильтруют, концентрируют под вакуумом и высушивают способом распыления.
2. Способ производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью по п.1, отличающийся тем, что для приготовления водной смеси сывороточных белков используют сухой концентрат нативных сывороточных белков с массовой долей белка не менее 80%.
3. Способ производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью по п.1, отличающийся тем, что для приготовления водной смеси сывороточных белков используют белковую массу из денатурированных сывороточных белков с массовой долей сухих веществ 30-32% и содержанием белка в сухом остатке 82-85%.
4. Способ производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью по п.3, отличающийся тем, что белковую массу из денатурированных сывороточных белков получают приготовлением из сухого концентрата нативных сывороточных белков с массовой долей белка не менее 80% водного раствора сывороточных белков с массовой долей сухих веществ 6-7%, нагреванием до температуры 85-90°C, подкислением соляной кислотой до pH 5,4-5,5, осаждением коагулированных белков, самопрессованием осажденных белков до массовой доли сухих веществ (16-18) %, замораживанием до температуры от минус 18°C до минус 24°C, выдержкой в течение 5-7 суток, размораживанием при температуре 18-22°C, промыванием двукратным объемом частично деминерализованной воды три раза и прессованием при давлении 4,5-5,0 Ати в течение 1,5-2,0 ч.
