Способ получения белкового продукта из периферийных частей зерна



Способ получения белкового продукта из периферийных частей зерна
Способ получения белкового продукта из периферийных частей зерна
Способ получения белкового продукта из периферийных частей зерна

 


Владельцы патента RU 2612907:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки (ФГБНУ "ВНИИЗ") (RU)

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению белкового продукта из зернового сырья. Способ предусматривает проведение измельчения зернового сырья с выделением периферийной фракции. Смешивание периферийной фракции с католитом с получением зерновой суспензии с последующим отделением жидкой фазы суспензии. Для осаждения белка к отделенной жидкой фазе добавляют HCl. Белок осаждают в течение 40 мин. Осадок отделяют центрифугированием. Полученный осадок промывают водой с получением суспензии белковой пасты. Техническим результатом настоящего изобретения является исключение применения щелочей, сокращение продолжительности и упрощение технологического процесса, получение более сбалансированного по аминокислотному составу белкового продукта, продукта с повышенной пищевой ценностью. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению белкового продукта из зернового сырья, и может быть использовано при производстве обогащенных белком пищевых продуктов с повышенной пищевой ценностью, а также продуктов, обладающих определенными технологическими и функциональными свойствами.

Зерно злаковых культур аккумулировало в себе громадный биопотенциал, который в настоящее время используется далеко не в полной мере.

Наиболее перспективными технологиями переработки зернового сырья являются технологии, позволяющие получать основной продукт (мука, этиловый спирт, пивное сусло, крахмал и т.п.) и компоненты для обогащения пищевых продуктов или кормопродуктов для использования в животноводстве.

Так, например, известен (RU, патент 2246226, опубл. 22.02.2005) способ получения пищевого белка из зерна нута, в котором пищевой белок из нута экстрагируют католитом с pH 10,0-11,0 и окислительно-восстановительным потенциалом 300-500 мВ при гидромодуле 1: 7(8) и температуре 40-50°C в течение 25-30 мин. Осаждают белок из экстракта при pH жидкой среды 4,6-4,8 добавлением анолита с pH 1,5-2,0 и потенциалом 1100-1250 мВ или подвергают униполярной обработке в анодной камере диафрагменного электролизера до pH 4,6-4,8 и потенциала 700-800 мВ, при этом экстракт промывают католитом с pH 9,0-10,0 и потенциалом 100-300 мВ.

Недостатком данного способа является узкая область применения (только переработка зерна нута), сложная технологическая схема и низкое качество получаемого белкового продукта за счет присутствия белковых ингибиторов пищеварительных ферментов.

Известен (US, патент 2785155, опубл. 17.03.1957) способ выделения протеина из обезжиренного соевого шрота при 60°C водным раствором Са(ОН)2 с концентрацией 0,002-0,004 моль/л. Соотношение шрота к экстрагенту 1:10. Осаждение протеина проводили при 50°C и pH 5,0, создаваемое добавлением водного раствора HCl.

Недостатком данного способа является необходимость использования растворов щелочи и кислоты, увеличение технологических операций, усложнению технологического процесса.

Известен (RU, патент 2090568 опубл. 20.09.1997) способ получения протеина, включающий измельчение обезжиренного материала (подсолнечного шрота), экстракцией протеина электроактивированным водным раствором NaCl с концентрацией 1 г/л с pH 12,0 в течение 15 мин при pH 9,4 и температуре 20°C. Осаждение осадка осуществляли подкислением электроактивированным раствором NaCl с pH 2,3 в течение 30 мин при pH осаждения 4,5 и температуре 20°C. Полученный осадок высушивают до постоянного веса при температуре 60°C.

Недостатком данного способа является низкий выход белкового продукта и его низкая растворимость.

Наиболее близким аналогом разработанного способа получения белкового продукта, основанного на дифференцированном разделении зерна и использовании балластных, с точки зрения основной технологии, фракций в качестве сырья для выработки белкового продукта можно признать (RU, патент 2180921, опубл. 27.03.2002) способ, в котором процесс выделения белков из крупки и шелухи осуществляется с использованием щелочи с концентрацией соответствующей pH на уровне 10,0-11,0 при 50-60°C, в течение 40-60 мин. Затем проводят отделение нерастворимого остатка, а из жидкой фракции выделяют центрифугированием крахмально-белковый продукт. В оставшуюся жидкую фазу добавляют раствор HCl до pH 4,2-5,0, соответствующий изоэлектрической точке осаждения белков. Белковую пасту отделяют центрифугированием, промывают, сушат и получают пищевой белковый продукт.

Недостатком данного способа является снижение биологической ценности выделяемого белка при таких значениях pH, а также необходимость использования больших количеств кислоты для осаждения белка.

Техническая задача, решаемая посредством реализации разработанного способа, состоит в обеспечении возможности получения белкового продукта из отходов переработки зерна - периферийных частей зерновки.

Техническим результатом настоящего изобретения является исключение применения щелочей, сокращение продолжительности и упрощение (исключение стадии выделения крахмало-белкового продукта) технологического процесса, получение более сбалансированного по аминокислотному составу белкового продукта, продукта с повышенной пищевой ценностью.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ получения белкового продукта из периферийных частей зерна. Согласно разработанному способу проводят измельчение зернового сырья с выделением периферийной фракции (оболочки, алейроновый слой, частицы измельченного зародыша), смешивают периферийную фракцию с католитом при гидромодуле 1:8 при pH 9,5-9,7 в течение 50-60 мин, с получением зерновой суспензии с последующим отделением жидкой фазы суспензии, центрифугирование жидкой фазы, для осаждения белка к фугату добавляют HCl до pH 4,0-4,5, белок осаждают в течение 40 мин, осадок отделяют центрифугированием при 4000 об/мин в течение 15 мин, полученный осадок промывают водой с получением суспензии белковой пасты. Полученную белковую пасту могут дополнительно подсушить с получением сухого белкового продукта.

К важнейшим технологическим факторам, определяющим выход белка, относятся: pH, время экстрагирования и pH осаждения.

Периферийную фракцию переработки зерна пшеницы ("крупка") с влажностью 11,7% и следующим химическим составом (массовая доля, % на св.): белок - 13,2, жир - 3,2, крахмал - 34,6, клетчатка - 15,4, гемицеллюлозы - 20,8, зола - 4,2, использовали для экстрагирования белка 0,2% раствором NaOH (контроль) и электроактивированной водой (опыт). Электроактивированную воду получали с использованием установки «СТЭЛ-компакт». Электрохимическая активация позволяет получать водные растворы с новыми физико-химическими свойствами, среди которых большой диапазон возможных изменений pH, ОВП.

В контрольном варианте "крупку" смешивали с определенным объемом 0,2% раствора гидроксида натрия (гидромодуль 1:10, 1:12) перемешивали в течение определенного времени (40-60 мин). Смесь центрифугировали для получения твердого остатка с содержанием сухих веществ 20-25%. Белок осаждали 10%-ным раствором HCl в ИЭТ и отделяли центрифугированием. Выход белковой пасты составил 40,7% от общего содержания белка в сырье.

Использование католита позволило повысить выход белка при экстракции до 70%, при этом снизить значение pH, рекомендованного для контроля с 11,0 до 9,5. Экспериментально показано, что оптимальными параметрами выделения белков из "крупки" с использованием католита: pH экстракции белков - 9,5-9,7; время экстракции - 50-60 мин, гидромодуль 1:8; pH осаждения белка 4,0-4,5.

Способ осуществляют следующим образом.

Периферийную фракцию из зерна пшеницы ("крупка") обрабатывали католитом при гидромодуле 1:8, полученной с использованием установки «СТЭЛ-компакт» при pH 9,5-9,7 в течение 50-60 мин, смесь центрифугировали для получения твердого остатка с содержанием сухих веществ 20-25%. Для осаждения белка к осветленному экстракту добавляли 10% HCl до pH 4,0-4,5. Белок осаждали в течение 40 мин, осадок отделяли центрифугированием при 4000 об/мин в течение 15 мин. Затем осадок промывали раствором гидроксида натрия для нейтрализации. Затем нейтрализованная суспензия белка (белковая паста) через гомогенизатор поступает на сушильную установку (распылительная, сублимационная и пр.). Выход белка по данной упрощенной схеме (исключена стадия получения крахмало-белкового продукта) в экстракт составляет 55-60% от исходного содержания в сырье.

Кроме того, был проведен сравнительный анализ химического состава белковых продуктов из периферийных частей зерна пшеницы по различным схемам:

Контроль I - экстракция белка 0,2% раствором NaOH с сохранением стадии получения белково-крахмального продукта.

Контроль II - экстракция белка 0,2% раствором NaOH с исключением стадии получения белково-крахмального продукта.

Опыт - экстракция католитом с исключением стадии получения белково-крахмального продукта.

Анализ представленных данных свидетельствует, что применение католита позволяет повысить долю белка по сравнению с щелочной экстракцией (контроль II) на 15-30%.

Кроме того, был изучен аминокислотный состав белкового продукта контрольного и опытного варианта с использованием аминокислотного анализатора «Hitachi» (Япония), модель L-8800. Разделение аминокислот осуществлялось на ионообменной колонке с использованием ступенчатого градиента натрий-цитратных буферных растворов, возрастающего pH и молярности.

В опытном варианте общее суммарное количество аминокислот возрастает на 8,2%, в основном за счет увеличения доли глутаминовой кислоты, пролина, лейцина, цистеина при снижении количества гистидина.

Расчет аминокислотного скора белков белковых продуктов, белков зерна, и периферийной фракции ("крупки") свидетельствует о том, что белковые продукты характеризуются повышением аминокислотного скора лизина, треонина, валина, снижением скора метионина + цистеина и фенилаланина + тирозин. Снижение массовой доли серосодержащих и ароматических аминокислот не снижает пищевой ценности белковых продуктов.

Сравнительный анализ белковых продуктов контрольного и опытного варианта показал, что применение католита в процессе выделения белков из периферийной фракции позволяет получить более сбалансированный по аминокислотному составу белок. Так, скор лизина, одной из самых дефицитных аминокислот, увеличивается на 2,4%.

1. Способ получения белкового продукта из периферийных частей зерна, характеризуемый тем, что проводят измельчение зернового сырья с выделением периферийной фракции, смешивают периферийную фракцию с католитом при гидромодуле 1:8 при рН 9,5-9,7 в течение 50-60 мин, с получением зерновой суспензии с последующим отделением жидкой фазы суспензии, для осаждения белка к отделенной жидкой фазе добавляют HCl до рН 4,0-4,5, белок осаждают в течение 40 мин, осадок отделяют центрифугированием при 4000 об/мин в течение 15 мин, полученный осадок промывают водой с получением суспензии белковой пасты.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно проводят сушку белковой пасты с получением сухого белкового продукта.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к пищевой промышленности, а именно к производству вегетарианских колбасных изделий. Способ предусматривает приготовление наполнителя, полимерной оболочки, набивание оболочки наполнителем, варку на пару.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Нативную клейковину вводят в зону технологической обработки, находящейся непосредственно в камере двухшнекового экструдера.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Разводят пшеничный глютен в воде с гидромодулем не менее 1:1.

Изобретение относится к пищевой промышленности. .
Изобретение относится к области животноводства, в частности к способу производства композиций пластифицированного глютена для применения в кормах и лакомствах для домашних животных.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в мукомольной, спиртовой и других отраслях промышленности, в которых используется зерно пшеницы и/или мука из нее, для получения пищевого клейковинного продукта.
Изобретение относится к способу производства ферментирующего продукта, в частности к способу гранулирования высушенного сырья, содержащего клейковину, который может быть использован в качестве закваски при производстве ферментированных продуктов, таких как соевый соус, приправы и т.д.

Изобретение относится к ферментативному гидролизу веществ, в частности белковых, и более конкретно - к способу получения съедобного гидролизата. .
Группа изобретений относится к пищевой промышленности. Для получения белкового продукта из зернобобовых, имеющего содержание белка из расчета на сухую массу (N×6,25) 60-100 мас.%, способ осуществляют следующим образом.

Изобретение относится к производству пищевой обезжиренной льняной муки из льняного жмыха и может быть использовано в масложировой и мукомольной промышленности. Предварительно измельчают льняной жмых с остаточным содержанием жира не более 20% на машинах ударного действия.

Изобретение относится к пищевой промышленности и биотехнологии. Описан способ интенсификации массообменных процессов для растительного сырья.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Измельчают зерно тритикале и смешивают с водой при гидромодуле 1:4 с получением зерновой суспензии.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Измельчают зерно тритикале до размера, характеризующегося 100%-ным проходом через сито диаметром 1 мм.

Группа изобретений относится к пищевой, сельскохозяйственной, косметической и фармацевтической отраслям. Получают суспензию растительных белков, выбранных из группы, включающей гороховые белки, картофельные белки и кукурузные белки, с содержанием сухого вещества от 10 до 15%.

Группа изобретений относится к пищевой промышленности, а именно к производству вегетарианских колбасных изделий. Способ предусматривает приготовление наполнителя, полимерной оболочки, набивание оболочки наполнителем, варку на пару.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Растительная добавка для мясных изделий включает смесь зерна ячменя и гороха, полученную методом СО2-гомогенизации, в соотношении 1:1 в количестве 70,0-80,0 и предварительно измельченное зерно сафлора в количестве 20,0-30,0.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Очищают семена от примесей воздушно-ситовым сепарированием.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Коллагено-растительная композиция для пищевых продуктов содержит сухой гидролизат из кожи рыб 60-70 с молекулярной массой коллагеновых волокон 200-300 кДа, муку из семян льна 20-35 и муку из клубней топинамбура 10-15.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Измельчают зерно тритикале и смешивают с водой при гидромодуле 1:4 с получением зерновой суспензии.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Измельчают зерно тритикале до размера, характеризующегося 100%-ным проходом через сито диаметром 1 мм.
Наверх