Способы получения пищевых продуктов на основе пера
Изобретение относится к переработке кератинсодержащих белковых материалов, включающих перьевое сырье. Предложен способ получения пищевого белкового продукта из кератинсодержащего материала, включающего перьевое сырье, включающий добавление зерновых отрубей и одного или нескольких редуцирующих сахаров к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси; и воздействие на смесь гидролизом в условиях, достаточных для гидролиза кератинсодержащего материала; где зерновые отруби являются обезжиренными; и где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси. Предложен корм для домашних животных, включающий пищевой белковый продукт, полученный способом, включающим добавление зерновых отрубей и одного или нескольких редуцирующих сахаров к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси; и воздействие на смесь гидролизом в условиях, достаточных для гидролиза кератинсодержащего материала; где зерновые отруби являются обезжиренными; и где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси. Предложено применение зерновых отрубей для улучшения вкусовых качеств гидролизованного кератинсодержащего материала, включающего перьевое сырье, где зерновые отруби и один или несколько редуцирующих сахаров добавляют к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси до воздействия гидролизом; где зерновые отруби являются обезжиренными; где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси. Предложен способ удаления неприятных запахов из кератинсодержащих материалов, включающих перьевое сырье, включающий стадии: добавления зерновых отрубей и одного или нескольких редуцирующих сахаров к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси; воздействие на смесь гидролизом в условиях, достаточных для гидролиза кератинсодержащего материала и необязательного добавления некоторого количества одного или нескольких антиоксидантов к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, до, во время или после гидролиза; где зерновые отруби являются обезжиренными; где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси. Предложен способ улучшения вкусовых качеств кератинсодержащих материалов, включающих перьевое сырье, включающий стадии: добавления зерновых отрубей и одного или нескольких редуцирующих сахаров к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси; воздействия на смесь гидролизом в условиях, достаточных для гидролиза кератинсодержащего материала и необязательного добавления некоторого количества одного или нескольких антиоксидантов к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, до, во время или после гидролиза; где зерновые отруби являются обезжиренными; где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси. Также предложен корм для домашних животных, включающий пищевой белковый продукт, состоящий из гидролизованного кератинсодержащего материала, содержащего перьевое сырье, зерновых отрубей, одного или нескольких редуцирующих сахаров и, необязательно, одного или нескольких антиоксидантов, где количество гидролизованного кератинсодержащего материала выше, чем в корме для домашних животных без зерновых отрубей, где пищевой белковый продукт получают способом, включающим стадии: добавления зерновых отрубей и одного или нескольких редуцирующих сахаров к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси; и воздействие на смесь гидролизом в условиях, достаточных для гидролиза кератинсодержащего материала; где зерновые отруби являются обезжиренными; где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси, и где корм для домашних животных представляет собой: (а) влажный корм, в который пищевой белковый продукт включен в количестве от 1 мас.% до 25 мас.%; или (b) собой сухой корм, в который пищевой белковый продукт включен в количестве от 1 мас.% до 25 мас.%. Изобретение обеспечивает получение пищевого белкового продукта, обладающего улучшенным запахом и улучшенными потребительскими свойствами, поскольку образование неприятных запахов на стадии гидролиза сводится к минимуму. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 5 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Предлагаются способы переработки кератинсодержащих белковых материалов, таких как перья, для получения усваиваемых пищевых и кормовых продуктов. В частности, предлагаются способы ослабления или удаления запаха, связанного с обычными способами гидролиза, и/или запахов или отдушек, предусмотренных в ингредиентах пищевых продуктов, производимых из них.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Известно, что рост мирового населения производит давление на снабжение продовольствием. Так как население увеличивается, дорогие пищевые ингредиенты, такие как мясной белок, уже могут стать недоступными для потребления домашними животными и животными–компаньонами. Таким образом, существует потребность в альтернативных источниках белка, которые не конкурируют с пищевой цепью человека. Такие альтернативные источники белка могут включать любой белковый материал, содержащий кератин, включая, но без ограничения, перья, волос, шерсть, шкуру, щетинки, рога, копыта, клешни, когти, чешую или любой другой подходящий кератинсодержащий материал или их смеси.
[0003] Хотя кератинсодержащие белковые материалы вообще имеются в изобилии, дешевы и устойчивы, они также имеют относительно высокое процентное содержание серосодержащих аминокислот, таких как цистеин. Цистеин может образовывать дисульфидные связи, которые вносят вклад в третичную структуру белка кератина, делая его твердым и прочным. Эта структурная прочность также ухудшает перевариваемость, однако требуется по меньшей мере частичное разрушение дисульфидных связей и для того, чтобы придать усваиваемость белкам–кератинам.
[0004] Химический, ферментативный и тепловой гидролиз используют для денатурации кератинсодержащих материалов и разрушения дисульфидных связей. Любой из них может привести к образованию существенных отходящих пахучих веществ, включая, например, сероорганические соединения, такие как меркаптаны и сероводород. В результате окружающая среда на объекте, где проводят реакции гидролиза, может являться субоптимальной и даже может представлять опасность для здоровья работников, чувствительных к таким пахучим веществам. Кроме того, даже если отходящие газы с процесса гидролиза отмывают перед или во время выброса в атмосферу, производственное оборудование, на котором выполняют реакции гидролиза, может иметь трудности регулирования высвобождения или проникновения запахов в окрестные населенные пункты. Некоторое количество отходящих пахучих веществ или ароматизаторов также может присутствовать в пищевых продуктах, включающих гидролизованные кератиновые материалы. В пищевых продуктах, которые уже могут иметь некоторый уровень посторонних пахучих веществ или ароматизаторов, таких как влажные корма для домашних животных, эти дополнительные посторонние пахучие вещества или ароматизаторы могут ограничивать потребительское признание таких продуктов.
[0005] Известные способы улучшения запахов, связанных с гидролизом свободных пептидов, включают добавление редуцирующих сахаров в относительно больших количествах, например, 20% или больше, или отношениях пептидов к редуцирующим сахарам примерно 1:1. Однако такие добавки могут привести к другим нежелательным реакциям, подобным пиролизу и кармелизации сахаров, и любое воздействие на гидролиз интактных белков является неожиданным или непонятным. Кроме того, включение таких больших количеств таких сахаров может быть неприемлемым во всех конечных предполагаемых применениях гидролизованного кератинового материала. Это особенно справедливо, так как многие обычные способы гидролиза кератина ведут к образованию в конечных продуктах нежелательных искусственных аминокислот, таких как лантионин, лизиноаланин, и других вредных соединений, хорошо известных в технике. Таким образом, добавление других нежелательных ингредиентов является субоптимальным.
[0006] Соответственно существует потребность в способе, который будет превращать кератинсодержащие белковые материалы, такие как перья, в желательный ингредиент пищевого продукта, где способ в то же время ослабляет или устраняет запах, связанный со способами и пищевыми продуктами, включающими гидролизованные кератиновые материалы. Дополнительное благоприятное действие может обеспечиваться, если в способах используются полезные для питания компоненты.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
[0007] В одном аспекте предлагается способ получения пищевого белкового ингредиента из кератинового материала. Способ включает добавление некоторого количества зерновых отрубей, редуцирующего сахара или их комбинации к некоторому количеству содержащего белок кератин материала с образованием смеси. Смесь подвергают гидролизу в условиях, достаточных для гидролиза содержащего белок материала.
[0008] Зерновые отруби могут происходить из любого источника зерна, включая, но без необходимости ограничения, амарант, вареную и высушенную пшеничную крупу, фарро, семена квиноя, спельту, тефф, тритикале, дикий рис, пшеницу, кукурузу, ячмень, рожь, просо, овес, рис, сорго или гречиху. В некоторых воплощениях зерновые отруби выбирают из отрубей пшеницы, кукурузы, ячменя, ржи, проса, овса или риса, и в некоторых преимущественных воплощениях это могут быть обезжиренные рисовые отруби.
[0009] Любой редуцирующий сахар, способный участвовать в реакциях Майларда, является подходящим, включая все моносахариды (галактозу, глюкозу, глицеральдегид, фруктозу, рибозу и ксилозу), некоторые дисахариды (целлобиозу, лактозу и мальтозу), олигосахариды (сироп глюкозы, мальтодекстрин и декстрин) и полисахариды (гликоген). Из них, как показано, особенно выгодной является ксилоза, и в некоторых воплощениях ее используют одну или в комбинации с зерновыми отрубями.
[00010] Зерновые отруби можно добавлять к содержащим кератин белковым материалам в любом подходящем количестве в один или несколько приемов. Желательно, если общее количество зерновых отрубей, добавленных в ходе способа за любое число добавлений, будет составлять менее 20 мас.% или менее 10 мас.%. В некоторых воплощениях количество зерновых отрубей в смеси будет составлять от 0,1 мас.% до 20 мас.% или от 5 мас.% до 10 мас.%. Массовые проценты, упоминаемые в настоящем описании, являются процентами относительно общей сухой массы содержащего кератин белкового материала и зерновых отрубей.
[00011] Подобным образом, редуцирующий сахар можно добавлять к содержащему кератин белковому материалу или смеси содержащего кератин белкового материала и зерновых отрубей в любом подходящем количестве в один или несколько приемов. Неожиданно выяснилось, что небольшие количества редуцирующих сахаров более эффективны, и подходящими являются количества менее 20 мас.% или менее 10 мас.% или даже менее 5 мас.% или даже менее 1 мас.%. В некоторых воплощениях количество редуцирующего сахара, например, ксилозы, будет составлять от 0,1 мас.% до 1,0 мас.%.
[00012] В тех воплощениях, в которых используют комбинацию зерновых отрубей и редуцирующего(их) сахара(ов), количество комбинации также может соответственно составлять менее 20 мас.% или менее 10 мас.% или менее 5 мас.%. В некоторых воплощениях количество комбинации зерновых отрубей и редуцирующего сахара может составлять 2 мас.% или меньше.
[00013] Содержащий кератин белковый материал может представлять собой любой белковый материал, содержащий кератин, включая, но без ограничения, перья, волос, шерсть, шкуру, щетинки, рога, копыта, клешни, когти, чешую или любой другой подходящий содержащий кератин белковый материал или их смеси. Содержащий кератин белковый материал может дополнительно включать один или несколько гидролизатов или неполных гидролизатов любого содержащего кератин белкового материала. В некоторых воплощениях содержащий кератин белковый материал включает перьевое сырье.
[00014] Гидролиз по способу можно проводить согласно любому известному способу, включая паровой, ферментативный, химический гидролиз или их комбинации. Подходящие условия для парового гидролиза включают давление от примерно 0 кПа до примерно 1380 кПа (200 ф/д2) и/или повышенную температуру, например, от 100°С до 160°С, в течение периода от примерно 15 минут до примерно 240 минут. Подходящие условия для ферментативного гидролиза включают инкубацию с подходящим ферментом или раствором фермента в течение времени и при температуре, достаточных для гидролиза смеси содержащий кератин белковый материал/зерновые отруби. Подходящие ферменты включают эндопротеазы, такие как, например, кератиназа, папаин и их комбинации, экзопротеазы, эндогенные ферменты и их комбинации.
[00015] Один или несколько антиоксидантов пищевого сорта можно добавлять к содержащему кератин белковому материалу до, во время или после гидролиза. Включение таких антиоксидантов может способствовать не только дополнительному ослаблению посторонних запахов, связанных с окислением жиров, но также неожиданно может делать полученный пищевой белковый ингредиент, и таким образом включающий его пищевой продукт, более вкусным. При желании в пищевой белковый ингредиент можно включать один или несколько антиоксидантов пищевого сорта в количествах, подходящих согласно правилам производства кормовых продуктов, например, в количествах от 0,01 мас.% до 10 мас.% относительно общей массы пищевого белкового ингредиента.
[00016] Смесь содержащий кератин белковый материал/зерновые отруби и/или редуцирующий сахар можно подвергнуть одной или нескольким стадиям предварительной, промежуточной обработки или дополнительной обработки, обычно используемым во время процесса гидролиза. Например, гидролизованную смесь можно дополнительно обработать путем центрифугирования, фильтрации, декантации, сушки, просеивания, накопления перед измельчением, концентрирования, охлаждения, замораживания, пастеризации, подкисления, дополнительного гидролиза и их комбинациями.
[00017] Способы по изобретению приводят к минимизированному образованию неприятных запахов во время производства ингредиентов пищевого продукта на основе содержащих кератин белковых материалов. Ожидается, что пищевой продукт, включающий ингредиенты пищевого продукта, полученные по способу, также будут полезными, т.е., иметь слабые неприятные запахи, связанные с ними. Дополнительно пищевые продукты, включающие ингредиенты пищевого продукта, могут проявлять более слабые или в меньшей степени любые привкусы, которые могут проявлять пищевые продукты, включающие ингредиенты пищевого продукта, полученные из содержащих кератин белковых материалов, получаемых обычно.
[00018] И в другом аспекте предлагается ингредиент пищевого продукта. Ингредиент пищевого продукта может быть получен способами по настоящему изобретению или другим путем, ингредиент пищевого продукта может состоять из гидролизованной смеси содержащего кератин белкового материала и зерновых отрубей и необязательно некоторого количества одного или нескольких антиоксидантов. Ингредиент пищевого продукта может включать до 20 мас.% зерновых отрубей, и в некоторых воплощениях, желательно, включает от 5 мас.% до 10 мас.% зерновых отрубей относительно общей массы ингредиента пищевого продукта. Ингредиент пищевого продукта, в свою очередь, может быть включен во влажный или сухой корм в количествах до 25 мас.% или до 20 мас.% или до 15 мас.% или до 10 мас.% относительно общей массы корма. По меньшей мере 1 мас.% ингредиента пищевого продукта может быть включен во влажный или сухой корм, или по меньшей мере 5 мас.%. Приемлемые интервалы ингредиента пищевого продукта во влажных или сухих кормах составляют от 1 мас.% до 25 мас.% или от 5 мас.% до20 мас.% или от 10 мас.% до 15 мас.%. Массовые проценты, предоставляемые в настоящем описании, являются процентами относительно общей массы промежуточной смеси ингредиента пищевого продукта, ингредиента пищевого продукта или пищевого продукта, в зависимости от ситуации, и вычисляются на сухую массу.
ОПИСАНИЕ ФИГУР
[00019] Различные цели и преимущества способа по изобретению и композиций будут очевидны из последующего описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, которые приведены как пояснение, и примеров некоторых воплощений способа и полученных композиций.
[00020] Фиг. 1 представляет собой технологическую схему одного воплощения способа.
[00021] Фиг. 2 представляет собой технологическую схему другого воплощения способа.
[00022] Фиг. 3 представляет собой технологическую схему другого воплощения способа.
[00023] Фиг. 4 представляет собой технологическую схему другого воплощения способа.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[00024] Термины «первый», «второй» и подобные, используемые в настоящем описании не обозначают какой–либо порядок, количество или важность, но используются для того, чтобы отличить один элемент от другого. Также неопределенные артикли «а» и «an» не означают ограничение количества, а обозначают присутствие по меньшей мере одного ссылочного элемента.
[00025] Термины «примерно», «приблизительно» и «в основном» предназначены для обозначения того, что определенный элемент не ограничивается требованием конкретной величины, но включает, например, некоторые небольшие вариации или отклонения от нее, вызванные ошибкой измерения, производственными допусками, давлением на различные части, износом и разрывом или их комбинациями.
[00026] Ссылка во всем описании на «один пример» или «пример» означает, что определенная особенность, структура или характеристика, описанная в связи с воплощением или примером, включена по меньшей мере в одно воплощение. Таким образом, появление выражений «в одном примере» или «в примере» в различных местах всего описания необязательно указывает ссылку на одно и то же воплощение. Кроме того, определенные особенности, структуры или характеристики могут быть объединены подходящим образом в одном или нескольких воплощениях. И также подобным образом выражение «в одном воплощении» в различных местах в описании необязательно является ссылкой на одно и то же воплощение, хотя предполагается, что идеи изобретения, раскрытые в настоящем описании, охватывают все комбинации и преобразования, включающие одну или несколько особенностей.
[00027] Предлагаются способы получения белковых ингредиентов на основе кератина для пищевых и кормовых продуктов и полученный пищевой белковый ингредиент. В способах используется некоторое количество содержащего кератин белкового материала, который может включать любой белковый материал, содержащий кератин, включая, но без ограничения, перья, волос, шерсть, шкуру, щетинки, рога, копыта, клешни, когти, чешую или любой другой подходящий кератинсодержащий материал или их смеси. Любой из них можно получить со скотобойни или из другого источника, и в случае волоса и перьев, можно получить от живых животных, которые теряют волос или линяют.
[00028] Любой из них может предлагаться в сыром или влажном состоянии и, как таковой, может быть обезвожен путем осушения, просеивания или подобного способа удаления избытка влаги. Обезвоженные белковые ингредиенты на основе кератина типично могут иметь содержание влаги от примерно 65% до примерно 80%.
[00029] Затем обезвоженный материал передают на бункер непрерывного действия или транспортирующий бункер, где материал аэрируют, перемешивают или иначе декомпактизируют и транспортируют в блок отделения загрязняющих примесей, где органические и/или неорганические загрязняющие примеси отделяют от содержащего белок материала для снижения или устранения вреда для оборудования для последующей переработки или загрязнения переработанного пищевого продукта.
[00030] Зерновые отруби и/или один или несколько редуцирующих сахаров добавляют к содержащему белок материалу, и может быть желательно добавлять перед любыми перерабатывающими стадиями, после поступления сырья, после любой стадии обезвоживания или до или после любой стадии удаления загрязняющих примесей. Зерновые отруби и/или редуцирующий(ие) сахар(а) желательно добавлять до любой стадии гидролиза, но можно добавлять по частям до и после одной или нескольких стадий гидролиза в способе. Зерновые отруби и редуцирующий сахар можно объединять перед добавлением к содержащему белок материалу или можно добавлять к содержащему белок материалу по отдельности и/или последовательно.
[00031] Зерновые отруби при необходимости можно обезжирить. Можно использовать отруби любого зерна, такие как отруби амаранта, вареной и высушенной пшеничной крупы, фарро, семян квиноя, спельты, теффа, тритикале, дикого риса, пшеницы, кукурузы, ячменя, ржи, проса, овса, риса, сорго или гречихи. В некоторых воплощениях зерновые отруби могут представлять собой пшеничные, кукурузные, ячменные или рисовые отруби. В некоторых воплощениях зерновые отруби представляют собой рисовые отруби, которые могут быть обезжиренными или нет. Применение обезжиренных зерновых отрубей может предоставить дополнительные преимущества в том отношении, что жировая часть зерновых отрубей может быть отделена и использована в других продуктах. Таким образом, те воплощения, в которых используются обезжиренные зерновые отруби, могут предоставить дополнительную экономическую пользу.
[00032] Общее количество зерновых отрубей, добавленных во время осуществления способа, желательно будет составлять не более 20 мас.% или не более 15 мас.% или не более 16 мас.% или не более 14 мас.% или не более 12 мас.% или не более 10 мас.% от общей массы смеси содержащего кератин белкового материала и зерновых отрубей. Общее количество зерновых отрубей желательно будет составлять по меньшей мере 0,1 мас.% или по меньшей мере 0,5 мас.% или по меньшей мере 1 мас.% или по меньшей мере 2 мас.% или по меньшей мере 3 мас.% или по меньшей мере 4 мас.% или по меньшей мере 5 мас.% от общей массы в расчете на сухую массу смеси содержащего кератин белкового материала и зерновых отрубей. В некоторых случаях количество зерновых отрубей в смеси будет составлять от 0,1 мас.% до 20 мас.% или от 0,5 мас.% до 18 мас.% или от 1 мас.% до 16 мас.% или от 2 мас.% до 14 мас.% или от 3 мас.% до 12 мас.% или от 5 мас.% до 10 мас.%.
[00033] Любой редуцирующий сахар, способный участвовать в реакциях Майларда, является подходящим, включая все моносахариды (галактозу, глюкозу, глицеральдегид, фруктозу, рибозу и ксилозу), некоторые дисахариды (целлобиозу, лактозу и мальтозу), олигосахариды (сироп глюкозы, мальтодекстрин и декстрин) и полисахариды (гликоген). Из них, как показано, особенно выгодной является ксилоза, и в некоторых воплощениях ее используют одну или в комбинации с зерновыми отрубями.
[00034] Неожиданно выяснилось, что небольшие количества редуцирующих сахаров более эффективны, и подходящими являются количества менее 20 мас.% или менее 10 мас.% или даже менее 5 мас.% или даже менее 1 мас.%. В некоторых воплощениях количество редуцирующего сахара, например, ксилозы, будет составлять от 0,1 мас.% до 1,0 мас.%.
[00035] В тех воплощениях, в которых используют комбинацию зерновых отрубей и редуцирующего(их) сахара(ов), количество комбинации также может соответственно составлять менее 20 мас.% или менее 10 мас.% или менее 5 мас.%. В некоторых воплощениях количество комбинации зерновых отрубей и редуцирующего сахара может составлять 2 мас.% или меньше.
[00036] Можно использовать предварительную обработку содержащего белок материала протеолитическими ферментами и подходящими восстановителями перед гидролизом или не использовать. Например, восстановитель пищевого сорта, такой как метабисульфит натрия, можно добавить к содержащему кератин белковому материалу, смеси, включающей зерновые отруби и содержащий кератин белковый материал, для облегчения гидролиза.
[00037] Затем смесь, включающую зерновые отруби и/или редуцирующий сахар и содержащий кератин белковый материал, подвергают гидролизу в условиях, достаточных для гидролиза содержащего белок материала, т.е., для разрыва дисульфидных связей и денатурации белка кератина. Можно выполнять гидролиз любого типа, включая паровой, ферментативный и/или химический гидролиз. В таких воплощениях можно выполнить несколько стадий гидролиза; каждую стадию гидролиза можно выполнять с использованием одного и того же или другого способа гидролиза.
[00038] Можно использовать несколько стадий парового гидролиза, несколько стадий ферментативного гидролиза, несколько стадий химического гидролиза или их комбинации. Когда используют более одной стадии гидролиза, можно использовать одинаковые или различные процессы гидролиза. Также можно использовать вариации одного и того же процесса гидролиза. Вариации в процессах могут включать вариации в условиях, включая время удерживания, давление, температуру, вариации типов фермента или любые их комбинации. Может быть желательно несколько стадий гидролиза для усиления или максимизации усваиваемости конечного гидролизата.
[00039] Подходящие условия для парового гидролиза включают давление от примерно 100 кПа (1 бар или 14,7 ф/д2) до примерно 400 кПа (4 бар или 58,8 ф/д2) и соответствующую повышенную температуру, которую можно определить на основании известных свойств насыщенного пара. Тепло можно подать в косвенной форме через кожух автоклава, или его можно подать непосредственно путем нагревания паром. Смесь содержащий белок материал/зерновые отруби и/или редуцирующий сахар подвергают паровому гидролизу в течение предварительно установленного времени для достижения желательного уровня усваиваемости, как правило, от примерно 15 минут до примерно 60 минут или от примерно 15 до примерно 90 минут или от примерно 15 до примерно 120 минут или от примерно 15 минут до примерно 150 минут или от примерно 15 минут до примерно 180 минут или от примерно 15 минут до примерно 210 минут или даже от примерно 15 минут до примерно 240 минут.
[00040] Смесь содержащий белок материал/зерновые отруби и/или редуцирующий сахар может перемешиваться во время парового гидролиза, например, встряхиванием или перемешиванием. Перемешивание можно использовать для обеспечения по существу непрерывного смешивания, которое облегчает проникновение сжатого пара для достижения равномерного нагревания смеси. Гидролиз смеси можно выполнять с использованием системы парового автоклава–гидролизера непрерывного действия или системы периодического действия. Как только гидролиз выполнен согласно предварительно установленным параметрам давления, температуры и времени, смесь выгружают в расширительный бак, где сбрасывается давление и избыточная влажность. Как правило, при этом температура смеси снижается до примерно 97,8–102,2°С (208–216°F) и предпочтительно до примерно 100,0°С (212°F). Предпочтительно охлажденная смесь имеет остаточное содержание влаги от более примерно 40% до примерно 75%.
[0041] Ферментативный гидролиз можно выполнить с использованием любого протеолитического фермента, известного в технике, включая, но без ограничения, протеазы, такие как эндопротеазы и экзопротеазы; экзогенные ферменты, эндогенные ферменты или их комбинации. Эндопротеазы, такие как кератиназа и папаин, могут использоваться одни или в комбинации. Применение комбинации протеаз может синергетически гидролизовать кератин, обеспечивая эффективность процесса.
[0042] Экзопротеазы также можно использовать как целое или как часть любого ферментативного гидролиза для дополнительного уменьшения размера белка, генерации пептидов с нужными характеристиками и/или получения гипоаллергенных и/или неаллергенных белковых ингредиентов. Можно использовать любые подходящие ферментные продукты, содержащие очищенные экзопротеазы, например, Flavorzyme® (Novo Nordisk, Bagsvaerd, Дания) и Validase FP® (DSM, Heerland, Нидерланды). С другой стороны, для снижения требуемых дозировок добавляемых эндопротеаз можно использовать эндогенные ферменты, содержащиеся в сырье. Их можно получить из внутренних органов животных, например, протеазы, карбогидразы и/или липазы.
[00043] Условия ферментативного гидролиза выбирают для получения оптимальных результатов, и они зависят от используемых ферментов. Скорость перемешивания, содержание влаги, рН и температуру выбирают в соответствии с выбранным(и) ферментом(ами), и выдерживают условия инкубации для достижения оптимальных результатов. Можно использовать более высокие температуры гидролиза, где они повышают скорость конверсии без образования антинутриентов, таких как лизиноаланин и лантионин.
[00044] Длительность стадии ферментативного гидролиза зависит от исходного материала, а также нужного конечного продукта, но может доходить до примерно 6 часов и предпочтительно составляет от примерно 30 минут до примерно 6 часов. Для того, чтобы сохранить коммерческую целесообразность способа, в некоторых предпочтительных воплощениях время гидролиза ограничивается до менее примерно 4 часов. В некоторых особенно предпочтительных воплощениях время гидролиза может колебаться от примерно 2 часов до примерно 3 часов. В других воплощениях время гидролиза может составлять от примерно 30 минут до примерно 2 часов.
[00045] Один или несколько антиоксидантов пищевого сорта могут быть добавлены в содержащий кератин белковый материал до, во время или после гидролиза. В некоторых воплощениях антиоксидант(ы) можно добавлять до или во время гидролиза. В других воплощениях антиоксидант(ы) можно добавлять после гидролиза и перед сушкой. Включение таких антиоксидантов может способствовать не только дополнительному снижению посторонних запахов, связанных с окислением жира, но также, как неожиданно обнаружено, делать полученный пищевой белковый ингредиент и таким образом пищевой продукт, включающий его, более вкусным.
[00046] Примеры антиоксидантов пищевого сорта, которые можно включать в пищевой белковый ингредиент, включают любой известный антиоксидант пищевого сорта, в том числе, но без необходимости ограничения, такой как бета–каротин, лютеин, астаксантин, зеаксантин, биксин и ликопен; селен; кофермент Q10, токотриенолы; изофлавоны сои; S–аденозилметионин; глутатион; таурин; N–ацетилцистеин; витамин Е; витамин С; витамин А; липоевую кислоту; L–карнитин; пропилгаллат; аскорбилпальмитат; лецитин; токоферол и смешанные токоферолы; полифенолы, такие как масло розмарина, экстракт розмарина, розмариновая кислота, полифенолы какао или полифенолы, обнаруженные в зеленом чае, кофейный экстракт, кофейная кислота, экстракт куркумы, экстракт черники, экстракт виноградных косточек; бутилированный гидроксианизол (ВНА), третичный бутилгидрохинон (ТВНQ), бутилированный гидрокситолуол (ВНТ), соединения, содержащие одну или несколько фенольных групп, карбоксильных групп, лактоновых циклов и/или изопреновых звеньев, или их комбинации. Примеры коммерчески доступных антиоксидантов для применения в корме включают PET–OX® Premium Liquid (Kemin Industries, Des Moines, IA) и NATUROX® Liquid (Kemin Industries, Des Moines, IA).
[00047] При желании один или несколько антиоксидантов пищевого сорта можно включить в пищевой белковый ингредиент в количествах согласно правилам производства пищевых и кормовых продуктов, например, в количествах от 100 ч/млн до 10000 ч/млн на сухую массу или от 0,01 мас.% до 1,0 мас.% от общей массы пищевого белкового ингредиента.
[00048] После гидролиза гидролизованный материал можно дополнительно обработать согласно обычным способам гидролиза. Это может включать применение к материалу одного или нескольких процессов из числа сушки, просеивания, перемалывания, измельчения, концентрирования, охлаждения, замораживания, пастеризации, подкисления, центрифугирования, фильтрации и/или ультрафильтрации и/или декантации. Понятно, что этот список не является исчерпывающим, и также понятно, что нет необходимости выполнять все дополнительные стадии обработки в каждом воплощении способа. С другой стороны, гидролизованный продукт можно высушить непосредственно.
[00049] Например, гидролизованную смесь можно транспортировать в питатель сушилки для подачи в сушильную установку для удаления влаги для придания продукту устойчивости при температуре окружающей среды и в условиях хранения. Высушенный ингредиент пищевого продукта может устойчиво иметь содержание влаги ниже примерно 10%, предпочтительно примерно 7,5 мас.%. Можно использовать любой подходящий тип сушилки, такой как дисковая сушилка или распылительная сушилка. Температуру сушки и время воздействия следует минимизировать для предотвращения потемнения и снижения усваиваемости. Также можно использовать другие технологии сушки, известные в промышленности, или одни или в комбинации, включая, но без ограничения, сушку распылением или сушку в псевдоожиженном слое. Одностадийная мягкая мельничная сушка является одним примером особенно подходящего способа сушки.
[00050] Затем смесь можно просеять и передать в накопитель или бункер–накопитель. При желании материал можно подвергнуть дополнительному перемалыванию или измельчению или подвергнуть методам дополнительного удаления загрязняющих примесей, таким как отделение металлов с магнитными свойствами с помощью полосового магнита или магнитных стержней. Затем смесь передают на охлаждение и навальное хранение в сухом виде до предстоящего использования.
[00051] Как может быть желательно для некоторых конечных применений содержащего кератин белкового материала, смесь, включающую зерновые отруби и/или редуцирующий сахар и содержащий кератин белковый материал, и/или гидролизованную смесь можно подвергнуть одной или нескольким стадиям уменьшения размеров частиц до, во время или после любой стадии способа. Любое такое уменьшение размеров можно выполнить во влажных условиях, сухих условиях или любых других условиях, подходящих для осуществления уменьшения размеров. Любое такое уменьшение размеров может быть завершено за одну или несколько операций, которые могут включать одну, две, три, четыре или любое число стадий уменьшения размеров, для достижения желательного среднего размера частиц или желательного D90, например, такого, как ниже примерно 400 мкм.
[00052] Способ по настоящему изобретению может привести к получению меньшего количества посторонних пахучих веществ, чем обычные способы получения ингредиентов пищевых продуктов из содержащего кератин белкового материала. Преимущество может вести к продуктам, производимым этим способом, а также следующим продуктам, включающим такие ингредиенты пищевых продуктов. Иными словами, ингредиент пищевого продукта, произведенный этим способом, может выделять меньше посторонних пахучих веществ, чем ингредиент пищевого продукта, произведенный из содержащих кератин белковых материалов обычным способом, и последующие продукты, включающие ингредиенты пищевых продуктов, произведенные этим способом, могут иметь подобное преимущество. Ингредиент пищевого продукта может быть включен в любой пищевой продукт для конечного использования, и особое преимущество можно найти во включении ингредиента пищевого продукта в корма для животных, где высокообъемные и еще легко доступные, экономичные, питательные, легкоусваиваемые и вкусные источники белка пользуются большим спросом. При меньшем выделении посторонних пахучих веществ можно использовать большее количество кератинового материала, чем можно использовать вне настоящего изобретения.
[00053] Ингредиент пищевого продукта может быть особенно благоприятным, когда включен во влажные корма для животных, корм для рыб или корма для домашних животных, которые могут выделять посторонние пахучие вещества, когда получены обычными способами. Иными словами, использование ингредиента пищевого продукта в таких продуктах, где запахи, связанные с ними, могут быть непривлекательными для всех их потребителей, по меньшей мере могут не добавляться к любому различимому неприятному запаху, как может быть в случае, когда в такие продукты включены ингредиенты пищевого продукта, содержащие белковые материалы, содержащие кератин, полученные обычными способами.
[00054] Одно воплощение способа показано на фиг. 1. Как видно из фигуры, способ 100 как правило включает добавление 102 некоторого количества зерновых отрубей, например, рисовых отрубей, и/или редуцирующего сахара, например, ксилозы, к некоторому количеству содержащего кератин белкового материала, например, пера, с образованием смеси, и гидролиз смеси 104, например, с использованием парового гидролиза.
[00055] Фиг. 2 иллюстрирует другое воплощение способа. В способе 200 содержащий кератин белковый материал может быть подвергнут одной или нескольким стадиям предварительной обработки 202, таким как удаление любых органических или неорганических загрязняющих примесей, смачивание, обезвоживание, просеивание, промывка, уменьшение размеров, добавление протеолитических ферментов или восстановителей, и т.д.. Некоторое количество зерновых отрубей, таких как отруби амаранта, вареной и высушенной пшеничной крупы, фарро, семян квиноя, спельты, теффа, тритикале, дикого риса, пшеницы, кукурузы, ячменя, ржи, проса, овса, риса, сорго или гречихи, и/или редуцирующего сахара, такого как галактоза, глюкоза, глицеральдегид, фруктоза, рибоза, ксилоза, целлолбиоза, лактоза, мальтоза, сироп глюкозы, мальтодекстрин, декстрин или гликоген, добавляют 204 к содержащему белок материалу. Подходящими являются количества зерновых отрубей от 0,1 мас.% до 20 мас.% или от 1 мас.% до 15 мас.% или от 5 мас.% до 10 мас.% относительно общей массы смеси содержащего белок материала и зерновых отрубей. Подобным образом, подходящими являются количества редуцирующего(их) сахара(ов) менее 20 мас.% или менее 10 мас.% или даже менее 5 мас.% или даже менее 1 мас.%. В некоторых воплощениях количество редуцирующего сахара, например, ксилозы, будет составлять от 0,1 мас.% до 1,0 мас.% относительно общей массы смеси содержащего белок материала и зерновых отрубей и/или редуцирующего сахара.
[00056] Затем смесь содержащий белок материал/зерновые отруби и/или редуцирующий сахар гидролизуют 206. Гидролиз может быть любым способом гидролиза, включая, но без ограничения, паровой гидролиз, химический гидролиз, ферментативный гидролиз или их комбинации. На стадиях гидролиза может быть использован один и тот же способ или на них могут использоваться различные способы (такие как ферментативный или паровой) или различные условия обработки (например, различные ферменты, различное давление, различные температуры, различное время удержания и т.д.).
[00057] Затем гидролизованное перо подвергают дополнительной обработке 208, которая может включать стадию, которую выполняют в процессе гидролиза. Например, гидролизованное перо можно подвергнуть одному или нескольким процессам уменьшения размеров, сушки, просеивания и накопления перед измельчением и помещением на навальное хранение в сухом виде, или его можно сконцентрировать, охладить, заморозить, пастеризовать, подкислить и/или подвергнуть дополнительному гидролизу.
[00058] Фиг. 3 показывает еще одно воплощение способа 300, в котором проводят одну или несколько стадий промежуточной обработки между добавлением зерновых отрубей и/или редуцирующего сахара 304 и гидролизом 306. Стадии промежуточной обработки 305 могут включать удаление одной или нескольких органических или неорганических загрязняющих примесей, смачивание, промывку, уменьшение размеров, добавление протеолитических ферментов или восстановителей и т.д..
[00059] Как видно на фиг. 4, еще один альтернативный способ 400 включает стадии добавления 402 зерновых отрубей и/или редуцирующего сахара, гидролиза 404 и второго гидролиза 406. В процессах гидролиза 404, 406 может использоваться один и тот же способ, или на одной или нескольких стадиях гидролиза могут использоваться различные способы гидролиза или варианты одного и того же способа гидролиза. Варианты в способах могут включать варианты условий, включая время удерживания, давление, температуры, вариации в типах ферментов или любую комбинацию этих вариантов.
[00060] Затем гидролизованную смесь снова подвергают стадии удаления загрязняющих примесей, где любые посторонние материалы отделяют с использованием рентгеновского излучения или других подходящих способов сортировки. Удаление таких включений служит для предотвращения повреждения режущего головного оборудования, а также загрязнения исходного материала.
[00061] Ингредиент пищевого продукта, полученный согласно вышеописанным способам, устойчив при комнатной температуре, весьма вкусный и показывает усвояемость по меньшей мере примерно 85% или по меньшей мере примерно 87% или по меньшей мере примерно 89% или по меньшей мере примерно 91% или по меньшей мере примерно 92% или по меньшей мере примерно 93% или по меньшей мере примерно 94% или по меньшей мере примерно 95% или по меньшей мере примерно 96% или по меньшей мере примерно 97% или по меньшей мере примерно 98% или по меньшей мере примерно 99% или даже по меньшей мере примерно 99,5% белка при измерении 2–стадийным ферментативным методом, описанным Бойзеном и Фернандесом (1995). В некоторых воплощениях ингредиент пищевого продукта показывает 85%–95% усвояемость белка при измерении 2–стадийным методом Бойзена.
[00062] Ингредиент пищевого продукта содержит ряд аминокислот, включая, но без ограничения, цистеин, лейцин, аргинин, глутаминовую кислоту, глицин, серин и фенилаланин.
[00063] В приведенных далее примерах описываются воплощения, в которых содержащий белок материал включает перьевое сырье и/или гидролизат перьевого сырья. Однако способы не ограничиваются таким образом и могут применяться к любым содержащим кератин белковым материалам без ограничения.
Пример 1
Предварительная обработка (необязательная)
[00064] Растворяют 1818,2 г метабисульфита натрия в 10 кг воды, и получают раствор для разбрызгивания по поверхности приблизительно 906 кг (2000 фунтов) пера. Раствор разбрызгивают по слоям пера так, как они помещены в пластиковый контейнер для перевозки. Упакованное перо подвергают обработке паром в течение приблизительно 15 минут до достижения минимальной температуры 82,2°С (180°F). После такой обработки перо перемещают и хранят соответствующим образом до стадии парового гидролиза. Необязательно к раствору для предварительной обработки или прямо к перу до предварительной обработки и упаковки можно добавить желательные зерновые отруби и/или редуцирующий сахар в желательном количестве.
Паровой гидролиз
[00065] Помещают 120 кг исходного или предварительно обработанного пера одного (для сравнения) или с 12 кг добавленных обезжиренных рисовых отрубей (по изобретению) в пилотный паровой гидролизер периодического действия. Гидролизер периодического действия имеет двойной лист, установленный на одном валу, для перемешивания пера во время гидролиза. Скорость вала поддерживают на уровне 18 об/мин. Пар, поступающий из бойлера, циркулирует по кожуху гидролизера периодического действия. Перо и смесь перо/рисовые отруби нагреваются в резервуаре теплом, идущим от стенки кожуха к перу или смеси перо/рисовые отруби. Давление пара в кожухе поддерживают в интервале ~380–483 кПа (55–70 ф/д2). Так как тепло переходит к смеси, в резервуаре со временем будет создаваться давление, но его регулируют для поддержания на уровне ~276 кПа (40 ф/д2). Гидролиз выполняют при ~276 кПа (40 ф/д2) в течение 60 минут. По прошествии времени предварительной обработки давление в резервуаре постепенно сбрасывают, открывая клапан с ручным управлением, до тех пор, пока давление не достигнет атмосферного. Затем гидролизер периодического действия открывают, и гидролизованные перо и смесь переносят в отдельные контейнеры.
Образование посторонних газов во время гидролиза
[00066] Ожидается, что гидролиз одного пера (для сравнения) произведет запахи, типичные для запахов серосодержищих веществ, схожие с природным газом или запахом испорченных яиц, в то время как ожидается, что гидролиз образца по изобретению, включающего обезжиренные рисовые отруби, произведет более деликатный и меньше напоминающий серный запах, схожий с запахом запеченных рисовых отрубей.
Измерение усваиваемости
[00067] Наконец, материал из обоих контейнеров подвергают испытанию по 2–стадийному методу Бойзена для определения усвояемости. Как можно понять из приведенного выше описания, единственным различием между содержимым двух контейнеров является добавление к перу обезжиренных рисовых отрубей в примере по изобретению. Добавление обезжиренных рисовых отрубей не оказывает вредного влияния на усваиваемость ингредиента пищевого продукта и может обеспечить некоторые улучшения усваиваемости.
Сушка
[00068] Тестообразный материал сушат для достижения состояния устойчивости. В этом эксперименте используют сушилку с обогревом горячим воздухом, поставляемую Scott Equipment, New Prague, MN. Сушилка имеет камеру, нагреваемую горячим воздухом, проходящим с высокой скоростью. Материал диспергируют с помощью ряда лопастей, размещенных на одном вращающемся валу. Лопасти также перемещают материал в сушильной камере и могут быть отрегулированы так, как требуется. Устанавливают температуру горячего воздуха на входе 315,6°С (600°F), и температура на выходе из сушильной камеры составляет 118,3°С (245°F). Высушенный материал выходит в формате тонкого порошка и может быть собран с помощью ряда фильтров, смонтированных в «пылеуловительной камере». Собранный порошок транспортируют через воздушный запорный шаровой клапан и выгружают в контейнер. Температура продукта, измеренная в этой точке, составляет 57,2°С (135°F). Влага составляет меньше 10%, с активностью воды, достаточно низкой для хранения при температуре окружающей среды. Специалистам в данной области техники будет понятно, что можно использовать также другие технологии сушки в связи с описанным способом получения порошка качественного гидролизата пера.
Образование посторонних ароматов/запахов
[00069] После хранения в течение 24 часов, 48 часов, 72 часов, 1 недели и 2 недель ингредиенты пищевого продукта для сравнения (гидролиз одного пера) и по изобретению (гидролиз пера с зерновыми отрубями) включают в корма для домашних животных для сравнения и по изобретению или в той же установке или после транспортировки/переноса в другую установку/объект. Ожидается, что корма для сравнения имеют аромат менее приемлемый для потребителей людей, чем аромат кормов по изобретению.
Результаты
[00070] Ожидается, что ингредиенты пищевого продукта, полученные согласно способу по настоящему изобретению, не только выделяют меньше посторонних запахов во время их производства по сравнению с ингредиентами пищевого продукта, полученными обычными способами, т.е., без добавления зерновых отрубей. Кроме того, ожидается, что корма для домашних животных, в которые включены ингредиенты пищевого продукта, испытают большее признание потребителей, чем ингредиенты пищевого продукта, полученные из кератинсодержащих материалов с использованием обычных способов. Также ожидается, что домашние животные предпочтут корма, включающие ингредиент для корма по изобретению, по сравнению с кормами для домашних животных, включающими кератинсодержащие материалы, переработанные обычным образом. Даже кроме того, пищевые продукты могут включать большее количество кератинсодержащего материала по изобретению, чем традиционных кератинсодержащих материалов.
Пример 2. Скрининг в лабораторном масштабе
[00071] Один или несколько сахаров или зерновые отруби, 200 г гидролизатов перьевой муки и 200 г воды смешивают и вводят во взаимодействие в реакторе Парра (Parr Instrument Co., Moline IL) при 120°C в течение 30 минут. Проводят сенсорную оценку обработанных влажных образцов комиссией из 3 специалистов–оценщиков, знакомых с посторонними запахами, выделяемыми при обычном гидролизе пера, но без использования какой–либо определенной стандартизированной сенсорной методологии. Образцы расставляют по шкале от 1 до 5, где 5 соответствует самому хорошему запаху (определяемому как слабый и/или приятный), и 1 представляет самый плохой (определяемый как сильный и/или неприятный запах). Количества сахара, количества зерновых отрубей и сенсорные оценки приводятся ниже в таблице 1.
[00072] Таблица 1
| ID образца | Тип пера | Сахар, мас.% | Зерновые отруби, мас.% | Сенсорная оценка |
| 8/2–1 | Гидролизат | –– | –– | 1,2 |
| 9/2–2 | Гидролизат | Ксилоза, 0,5 мас.% | –– | 2,3 |
| 12/2–3 | Гидролизат | HFCS, 0,5 мас.% | –– | 1,7 |
| 13/2–4 | Гидролизат | HFCS+ксилоза, каждого по 0,5 мас.% | –– | 1,0 |
| 14/2–5 | Гидролизат | Пивные дрожжи, 0,5 мас.% | –– | 1,0 |
| 23/2–6 | Гидролизат | Ксилоза, 1 мас.% | –– | 2,7 |
| 10/2–7 | Гидролизат | –– | Обезжиренные рисовые отруби, 5 мас.% | 2,3 |
Как видно из таблицы 1, образцы, содержащие 0,5 мас.% ксилозы, 1 мас.% ксилозы и 5 мас.% обезжиренных рисовых отрубей (образцы 2–2, 2–6 и 2–7) оценены наиболее высоко. Образцы для сравнения 2–1, 2–4 и 2–5, или не содержащие сахар, или содержащие комбинацию HFCS и ксилозы или пивные дрожжи, имеют самые низкие оценки. Поэтому решено проводить пилотный скрининг в промышленном масштабе с обезжиренными рисовыми отрубями и ксилозой и как примером для сравнения с кукурузным сиропом с высоким содержанием фруктозы. Такой скрининг описан в примере 3.
Пример 3. Пилотный промышленный масштаб
[00073] Сахар или зерновые отруби смешивают с перьевым сырьем в количествах, указанных в таблице 2. Каждый образец обрабатывают в гидролизере Littleford Day Pilot Hydrolyzer при 140°C, ~276 кПа (40 ф/д2) в течение 15 минут. Гидролизованное перо измельчают с использованием технологической установки Comitrol®, модель 1700 (Urschel Laboratories, Inc.), и сушат с использованием циркуляционной сушилки при температуре сушки 82°C. Сенсорную оценку высушенных образцов проводит комиссия из 3 специалистов–оценщиков, знакомых с посторонними запахами, образующимися при обычном гидролизе пера, но без использования какой–либо определенной стандартизированной сенсорной методологии. Образцы расставляют по шкале от 1 до 5, где 5 соответствует самому хорошему запаху (определяемому как слабый и/или приятный), и 1 представляет самый плохой (определяемый как сильный и/или неприятный запах). Полученные сенсорные оценки приводятся ниже в таблице 2.
[00074] Таблица 2
| ID образца | Добавка | Количество добавки (кг) | Количество пера (кг) | Нач.сод. влаги (%) | Кон.сод. влаги (%) | Сенсорная оценка |
| 3–1 | D–Ксилоза | 0,15 | 15 | 64,8 | 69,2 | 2,5 |
| 3–2 | HFCS (для сравнения) | 0,15 | 15 | 71,6 | 70,4 | 2,0 |
| 3–3 | Обезжиренные рисовые отруби | 1,7 | 15 | 75,6 | 60,1 | 3,0 |
[00075] Как видно из таблицы 2, образцы, полученные с использованием ксилозы или обезжиренных рисовых отрубей, оценены лучше, чем пример для сравнения, полученный с HFCS. Конкретнее, члены комиссии описывают запах образца 3–1 как запах вареного сахара, запах образца 3–3 как запах запеченных хлопьев и запах образца для сравнения 3–2 как такой же, как гидролизованного пера, полученного традиционно. Кроме того, образец по изобретению 3–3 описывается членами комиссии как имеющий привлекательный светло–желтый/светло–коричневый цвет. На основании этих результатов решено провести подтверждающие сенсорные испытания с использованием методологии сверхбыстрого профилирования (Flash Profiling methodology). Это подтверждающее испытание описано в примере 4.
[00076] Пример 4. Подтверждающее испытание
[00077] Сахар или зерновые отруби смешивают с перьевым сырьем в количествах, указанных в таблице 3. Каждый образец обрабатывают в гидролизере Littleford Day Pilot Hydrolyzer при 140°C, ~276 кПа (40 ф/д2), в течение 15 минут. Гидролизованное перо измельчают с использованием технологической установки Comitrol®, модель 1700 (Urschel Laboratories, Inc.), и сушат с использованием циркуляционной сушилки при температуре сушки 82°C. Сенсорную оценку проводят на высушенных образцах с использованием сверхбыстрого профилирования согласно методологии, описанной на www.sensorysociety.org/knowledge/sspwiki/pages/FlashProfile.aspx.
[00078] Образцы расставляют по шкале от 1 до 5, где 5 соответствует самому хорошему запаху (определяемому как слабый и/или приятный), и 1 представляет самый плохой (определяемый как сильный и/или неприятный запах). Результаты сенсорной оценки приводятся ниже в таблице 3.
[00079] Таблица 3
| ID образца | Добавка | Уровень включения (%) | Описание ощущений | Интенсивность | Приемлемость |
| 4–0 | Контроль | –– | Горелое, немного серы, мясное, гумно | 3 | 3 |
| 4–1 | D–Ксилоза | 0,5 | Сладкое, жареное, приятное, мясное | 2,3 | 4 |
| 4–2 | D–Ксилоза | 1,0 | Сладкое, жареное, приятное, мясное | 3 | 4,3 |
| 4–3 | Глюкоза | 0,5 | Зерно, чуть сладкое, чуть–чуть серы, слабое мясное | 2,0 | 3,3 |
| 4–4 | Глюкоза | 1,0 | Гумно, жареное, маслянистое, горелое | 1,3 | 3,3 |
| 4–5 | Обезжиренные рисовые отруби | 1,0 | Гумно, зерно, чуть–чуть серы | 2,3 | 3,3 |
| 4–6 | Обезжиренные рисовые отруби | 5,0 | Мясное, маслянистое, жареное, сладкое, зерно | 2,7 | 3,3 |
| 4–7 | Обезжиренные рисовые отруби | 10,0 | Зерно, сладкое, жареное, мясное, мамалыга | 2,3 | 4,3 |
| 4–8 | Волокно рисовых отрубей (RBF) | 1,0 | Зерно, жареное, сладкое, мясное | 2,7 | 3,3 |
| 4–9 | Волокно рисовых отрубей (RBF) | 5,0 | Сладкое, мясное, жареное, зерно | 2,3 | 4,0 |
| 4–10 | Волокно рисовых отрубей (RBF) | 10,0 | Сладкое, зерно, вареный рис | 3 | 4,3 |
[00080] Полагают, что различие в оценках между примерами 2, 3 и 4 имеет место из–за другой методологии, используемой в примере 4. Тем не менее, три примера, взятые вместе, ясно показывают, что небольшие количества, например, 10 мас.% или меньше, оказывают положительное влияние на запах, связанный с гидролизованным содержащим белок материалом.
Пример 5
Предварительная обработка (необязательная)
[00081] Растворяют 1818,2 г метабисульфита натрия в 10 кг воды, и получают раствор для разбрызгивания по поверхности приблизительно 906 кг (2000 фунтов) пера. Раствор разбрызгивают по слоям пера так, как они помещены в пластиковый контейнер для перевозки. Упакованное перо подвергают обработке паром в течение приблизительно 15 минут до достижения минимальной температуры 82,2°С (180°F). После такой обработки перо перемещают и хранят соответствующим образом до стадии парового гидролиза. К раствору для предварительной обработки или прямо к перу до предварительной обработки и упаковки добавляют желательные зерновые отруби и/или редуцирующий сахар в желательном количестве.
Паровой гидролиз
[00082] Помещают 120 кг исходного или предварительно обработанного пера одного (для сравнения) или с 12 кг (10 мас.%) добавленных обезжиренных рисовых отрубей (по изобретению), 1,2 кг (1 мас.%) ксилозы (по изобретению) и 10 кг обезжиренных рисовых отрубей и 2 кг ксилозы (10 мас.% для комбинированной смеси, по изобретению) в пилотный паровой гидролизер периодического действия. Гидролизер периодического действия имеет двойной лист, установленный на одном валу, для перемешивания пера во время гидролиза. Скорость вала поддерживают на уровне 18 об/мин. Пар, поступающий из бойлера, циркулирует по кожуху гидролизера периодического действия. Перо и смеси перо/рисовые отруби, перо/ксилоза и перо/рисовые отруби и ксилоза нагреваются в резервуаре теплом, идущим от стенки кожуха к перу или смесям перо/рисовые отруби, перо/ксилоза и перо/рисовые отруби и ксилоза. Давление пара в кожухе поддерживают в интервале ~380–483 кПа (55–70 ф/д2). Так как тепло переходит к смеси, в резервуаре со временем будет создаваться давление, но его регулируют для поддержания на уровне ~276 кПа (40 ф/д2). Гидролиз выполняют при ~276 кПа (40 ф/д2) в течение 60 минут. По прошествии времени предварительной обработки давление в резервуаре постепенно сбрасывают, открывая клапан с ручным управлением, до тех пор, пока давление не достигнет атмосферного. Затем гидролизер периодического действия открывают, и гидролизованные перо и смеси переносят в отдельные контейнеры.
Образование посторонних газов во время гидролиза
[00083] Ожидается, что гидролиз одного пера (для сравнения) произведет запахи, типичные для запахов серосодержищих веществ, схожие с природным газом или запахом испорченных яиц, в то время как ожидается, что гидролиз образцов по изобретению произведет более деликатный и меньше напоминающий серный запах, схожий с запахом запеченных рисовых отрубей.
Измерение усваиваемости
[00084] Наконец, материал из каждого контейнера подвергают испытанию по 2–стадийному методу Бойзена для определения усвваиваемости. Как можно понять из приведенного выше описания, единственным различием при переработке между содержимым контейнеров является добавление к перу обезжиренных рисовых отрубей, ксилозы и обезжиренных рисовых отрубей плюс ксилоза в примерах по изобретению. Добавление обезжиренных рисовых отрубей, ксилозы или обезжиренных рисовых отрубей плюс ксилоза не оказывает вредного влияния на усваиваемость ингредиента пищевого продукта и может обеспечить некоторые улучшения усваиваемости.
Сушка
[00085] Тестообразный материал сушат для достижения состояния устойчивости. В этом эксперименте используют сушилку с обогревом горячим воздухом, поставляемую Scott Equipment, New Prague, MN. Сушилка имеет камеру, нагреваемую горячим воздухом, проходящим с высокой скоростью. Материал диспергируют с помощью ряда лопастей, размещенных на одном вращающемся валу. Лопасти также перемещают материал в сушильной камере и могут быть отрегулированы так, как требуется. Устанавливают температуру горячего воздуха на входе 315,6°С (600°F), и температура на выходе из сушильной камеры составляет 118,3°С (245°F). Высушенный материал выходит в формате тонкого порошка и может быть собран с помощью ряда фильтров, смонтированных в «пылеуловительной камере». Собранный порошок транспортируют через воздушный запорный шаровой клапан и выгружают в контейнер. Температура продукта, измеренная в этой точке, составляет 57,2°С (135°F). Влага составляет меньше 10%, с активностью воды, достаточно низкой для хранения при температуре окружающей среды. Специалистам в данной области техники будет понятно, что можно использовать также другие технологии сушки в связи с описанным способом получения порошка высококачественного гидролизата пера.
Образование посторонних ароматов/запахов
[00086] После хранения в течение 24 часов, 48 часов, 72 часов, 1 недели и 2 недель ингредиенты пищевого продукта для сравнения (гидролиз одного пера) и по изобретению (гидролиз пера с зерновыми отрубями, ксилозой и зерновыми отрубями и ксилозой) включают в корма для домашних животных для сравнения и по изобретению или в той же установке или после транспортировки/переноса в другую установку/объект. Ожидается, что корма для сравнения имеют аромат менее приемлемый для потребителей людей, чем аромат кормов по изобретению.
Результаты
[00087] Ожидается, что ингредиенты пищевого продукта, полученные согласно способу по настоящему изобретению, не только выделяют меньше посторонних запахов во время их производства по сравнению с ингредиентами пищевого продукта, полученными обычными способами, т.е., без добавления зерновых отрубей, ксилозы и комбинации зерновых отрубей и ксилозы. Кроме того, ожидается, что корма для домашних животных, в которые включены ингредиенты пищевого продукта, испытают большее признание потребителей, чем ингредиенты пищевого продукта, полученные из кератинсодержащих материалов с использованием обычных способов. Также ожидается, что домашние животные предпочтут корма, включающие ингредиент для корма по изобретению, по сравнению с кормами для домашних животных, включающими кератинсодержащие материалы, переработанные обычным образом. Даже кроме того, пищевые продукты могут включать большее количество кератинсодержащего материала по изобретению, чем традиционных кератинсодержащих материалов.
[00088] Следует иметь в виду, что хотя в настоящем описании поясняются и описываются определенные формы способа получения ингредиента пищевого продукта из содержащих кератин белковых материалов, он не ограничивается конкретными формами или порядком описанных и показанных частей. После изучения информации, предоставленной в настоящем документе, для специалистов в данной области техники будут очевидны модификации воплощений, описанных в настоящем документе, и другие воплощения. Информация, предоставленная в настоящем документе, и особенно конкретные подробности описанных примеров воплощения предоставляются главным образом для облегчения понимания, и следует понимать отсутствие в ней ограничений. В случае конфликта регулятором будет описание данного документа, включая определения.
1. Способ получения пищевого белкового продукта из кератинсодержащего материала, включающего перьевое сырье, включающий
добавление зерновых отрубей и одного или нескольких редуцирующих сахаров к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси; и
воздействие на смесь гидролизом в условиях, достаточных для гидролиза кератинсодержащего материала;
где зерновые отруби являются обезжиренными; и
где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси.
2. Способ по п.1, где зерновые отруби выбирают из
(а) отрубей амаранта, вареной и высушенной пшеничной крупы, фарро, семян киноа, спельты, теффа, тритикале, дикого риса, пшеницы, кукурузы, ячменя, ржи, проса, овса, риса, сорго или гречихи или
(b) отрубей пшеницы, кукурузы, ячменя, ржи, проса, овса или риса.
3. Способ по п.1, где зерновые отруби добавляют в количестве 5 мас.% или меньше относительно общей массы смеси.
4. Способ по п.1, где один или несколько редуцирующих сахаров включают галактозу, глюкозу, глицеральдегид, фруктозу, рибозу, ксилозу, целлобиозу, лактозу, мальтозу, сироп глюкозы, мальтодекстрин, декстрин или гликоген.
5. Способ по п.4, где один или несколько редуцирующих сахаров представляют собой ксилозу.
6. Способ по пп. 1-5, где один или несколько редуцирующих сахаров добавляют в количестве 5 мас.% или меньше относительно общей массы смеси.
7. Способ по п.6, где один или несколько редуцирующих сахаров добавляют в количестве 1 мас.% или меньше относительно общей массы смеси.
8. Способ по п.1, где кератинсодержащий материал, включающий перьевое сырье, подвергают паровому гидролизу при давлении от примерно 0 кПа до примерно 1380 кПа (200 ф/д2) и/или повышенной температуре в течение периода от примерно 15 минут до примерно 240 минут.
9. Способ по п.1, где кератинсодержащий материал, включающий перьевое сырье, подвергают ферментативному гидролизу.
10. Способ по п.9, где ферментативный гидролиз включает
добавление к смеси суспензии протеолитических ферментов, включающей некоторое количество по меньшей мере одного протеолитического фермента в водной среде, с образованием белковой суспензии;
инкубацию белковой суспензии в течение времени, достаточного для получения пищевого белкового продукта.
11. Способ по п.10, где протеолитический фермент выбирают из группы, включающей эндопротеазы, экзопротеазы, эндогенные ферменты и их комбинации.
12. Способ по п.11, где эндопротеазы включают ферменты, выбранные из группы, включающей кератиназу, папаин и их комбинации.
13. Способ по п.1, где гидролизованный кератинсодержащий материал, включающий перьевое сырье, дополнительно обрабатывают путем центрифугирования, фильтрации, декантации, сушки, просеивания, концентрирования, охлаждения, замораживания, пастеризации, подкисления, дополнительного гидролиза и их комбинаций.
14. Способ по п.1, дополнительно включающий добавление некоторого количества антиоксидантов к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, до, во время или после гидролиза.
15. Корм для домашних животных, включающий пищевой белковый продукт, полученный способом, включающим
добавление зерновых отрубей и одного или нескольких редуцирующих сахаров к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси; и
воздействие на смесь гидролизом в условиях, достаточных для гидролиза кератинсодержащего материала;
где зерновые отруби являются обезжиренными; и
где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси.
16. Применение зерновых отрубей для улучшения вкусовых качеств гидролизованного кератинсодержащего материала, включающего перьевое сырье,
где зерновые отруби и один или несколько редуцирующих сахаров добавляют к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси до воздействия гидролизом;
где зерновые отруби являются обезжиренными;
где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси.
17. Способ удаления неприятных запахов из кератинсодержащих материалов, включающих перьевое сырье, включающий стадии:
добавления зерновых отрубей и одного или нескольких редуцирующих сахаров к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси;
воздействия на смесь гидролизом в условиях, достаточных для гидролиза кератинсодержащего материала; и
необязательного добавления некоторого количества одного или нескольких антиоксидантов к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, до, во время или после гидролиза;
где зерновые отруби являются обезжиренными;
где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси.
18. Способ улучшения вкусовых качеств кератинсодержащих материалов, включающих перьевое сырье, включающий стадии:
добавления зерновых отрубей и одного или нескольких редуцирующих сахаров к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси;
воздействия на смесь гидролизом в условиях, достаточных для гидролиза кератинсодержащего материала; и
необязательного добавления некоторого количества одного или нескольких антиоксидантов к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, до, во время или после гидролиза;
где зерновые отруби являются обезжиренными;
где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси.
19. Корм для домашних животных, включающий пищевой белковый продукт, состоящий из гидролизованного кератинсодержащего материала, содержащего перьевое сырье, зерновых отрубей, одного или нескольких редуцирующих сахаров и, необязательно, одного или нескольких антиоксидантов, где количество гидролизованного кератинсодержащего материала выше, чем в корме для домашних животных без зерновых отрубей,
где пищевой белковый продукт получают способом, включающим стадии:
добавления зерновых отрубей и одного или нескольких редуцирующих сахаров к кератинсодержащему материалу, включающему перьевое сырье, с образованием смеси; и
воздействия на смесь гидролизом в условиях, достаточных для гидролиза кератинсодержащего материала;
где зерновые отруби являются обезжиренными;
где зерновые отруби добавляют в количестве 10 мас.% или меньше относительно общей массы смеси, и где
корм для домашних животных представляет собой:
(а) влажный корм, в который пищевой белковый продукт включен в количестве от 1 мас.% до 25 мас.%; или
(b) сухой корм, в который пищевой белковый продукт включен в количестве от 1 мас.% до 25 мас.%.
