Способ получения пищевых белковых волокон

 

Союз Советских

Со@нм истииескик

Республик

О П И С А Н 8 K i»i596208

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61) Дополнительное к авт, санд-ву (22) Заявлено 09.03.7 б (21)2330430/13 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43)Опубликовано 15.05.79.Бюллетень ¹>-8 (45> Дата опублиловання опнсания15.02.78 (51) М. Кл.

А 23 Х 3/00

1есудврствелиыи исмитет

Севетв Министров СССР во делам ивесретеиий и сткРь тие (5З) УЛК Ь21.3О2.9 (088.8) ! (72) Авторы изобретения

Ю, A. Антонов, В, Я. Гринберг, А. П. Дмитрненко, В. И. Крылов и B. E. Толстогузов (71) Заявитель

Ордена Ленина институт элементоорганических соединений

АН СССР (54) С110СОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1ЫЩЕВЫХ БЕЛКОВЫХ

ВОЛОКОН

Изобретение относится к пишевой промышленности и касается получения искусственных пишевых белковых волокон, ими-тируюших по текстуре, внешнему виду, вкусу, запаху и пишеьой ценности изделия нз различных видов натурального мяса.

Известен способ получения белковых волокон путем мокрого прядения, предусматриваюший продавливание концен,-.ированного белка через платиновую фил еду ь коагу- )p ляционную ванну, где происходит ппевраще» ние струек растворов в волокна (1). Однако этот способ требует применения дорогостояшего прядильного оборудования (ф. пьер, дозаторов и галет с индивидуальными мош- 15 ными электроприводами, приспособлений для рубки волокна и т. п.), что, естественно. . повышает стоимость конечного питевого продукта. Кроме того, для успешного проведения процесса формовання волокна в коагуляцнонной щ ванне необхалч гы определенные воздействия на раствор белка с целью улучшения его прядильных свойств. Как правило, это достигается за счет шелочной денатураиии белка при рН выше 11„Однако по современнсм медико-Q5

2 биологическим данным щелочная обработка белка нежелательна. Она не только снижает его пишевую ценность из-аа потери метяонина, но и приводит к образованию токсичных соединений типа лизиноаланина. По своей технической сущности и достигаемому резул тату наиболее близокгк описываемому изобретению способ получения белковых волокон без применения дорогостояшего прядилыеого оборудования и не еребуюший шелочной денатурации белка (2).

K раствору, содержащему белок и водорастворимую соль «льгиновой кислоты в соотношении 9:1-2;3, при перемешивании в одном направлении с постоянной скоростью

8GO-1800 об/мин добавляют определенное количество 1096-ного раствора пишевой соли кальция. При э гом происходит одновременная коагуляпиа сооия компонентов раствора с образованием творожистой массы, которая разбивается лопастями метпалки на грубые хлопьевидные волокна диаметром 1-4 мм и дгичой 8-20 мм. Последуюшие операции (обработка кислотой при рН 3,2-2,4е,двукратное кипячение, промывка, частичная

596208 дегидратвция и сушка) явпяются вспомогвтены ы ми. Они приводят к повышению прочности полученных грубых волокон и обеспечивают им нейтральный вкус и сохранность.

К недостаткам способа следует отнести

I получение неоднородных ло размерам относительно грубых толстых волокон (диаметр

1-4 мм), которые, естественно, обладают недостаточной эластичностью, что отрицательно сказывается ыа качестве пищевых продуктов, нв их основе. Кроме того, для осуществления этого способа используют только водорастворимые соли альгиновой кислоты.

Применение других лолисахаридов не допускается. И, нвконеп, следует отметить отно- 15 сительно высокое содержание в волокнах (10-60% от сухого веса) вльгинвтв кальция и, соответственно, пониженное содерmasse белка.

Бель предлагаемого изобретения — разрв-ро боткв такого способа получения белковых пииювых волокон, который позволин бы значительно повысить их пищевую ценность, улучшить физико-механические характеристики, а также снизить их себестоимость, упростить способ получения этих волокон.

Поставленная пень достигается тем, что в качестве водного раствора, содержащего белок и лолисвхарид, используют жидкую двухфазную систему-эмульсию с ЗО рН 6-11, полученную при растворении бенка ло хонцентрвиии 5-20% в водном 2-1G9o растворе понисахврида, сохраняющего растворимость в условиях ковгуняции бенке, с лоследующим введением струн уквзациой .эмульсии в коагуляционную ванну, содержи"мое которой перемешивается в ламинарном режиме, В качестве водного раствора лОнис&харида мОжно испОльзовать либО рас творы кислых нони".вх:ридов, нвлример, гуммиарабика и кврбокс;.Мети-.целлюлозы в воде, либо растворы нейтральных лолисвхвридов,. например амияопектина, декстрвна, крахмала восковоаной кукурузы, растворимого крахмала, метилцеллюнозы, оксиэтип45 целлюлозы в водном растворе пищевой соли натрия или калия, имеющем ионную сину

0,15-1 моль/д.

Известно, что для получения искусственных пищевых белковых волокон с улучшен5м ными физико-химическими свойстъиьп используют жидкие двухфазные системы, содержащие белки. Это смеси водных растворов белков и полисахаридов, имеющие онреде55 ленный состав, рН и ионную сину, которая в данном случае определяется содержанием пищевой соли натрия или калия.

В зависимости От специфики эмульсии и некоторых технологических факторов средняя апина волокон колеблется в интервале

1-10:.:м, в средний диаметр — в интервале 0 001-0,05 мм.

Согласно изобретению с "ec» водных растворов белков и кислых nonscaxapunoa, таких как гуммиарабик или кврбокснметинцеллюлоза, самопроизвольно расслаиваются нв две жидкие фазы с преимушественным разделением этих попимеров в следующих условиях: концентрация белке 5-20 концентрация пописвхарида 2-10%, рН

6-11, но цредпочтитеньио около 7, ионная

s сина 10 - 0,15 моль/л. В случае смесей водных растворов бенков и нейтральных лонисвхаридов, например амияопектиыа, декстрана, крахмала восковидной кукуруаЕа, растворимого крахмала, метиниепнюнозы, окгиэтинцеянюнозы и т. п., двухфазное состояние достигается в тех же интервалах концентраций полимеров и рН, но лри ионной силе выше 0,15 моль/н, Выбор полнсвхарнда для получения волокон из данного бенка по предлагаемому слособу определяете следующим требованием: понисахврид должен быть растворим в усновиях коагуляции этого белка. Таким образом, предотвращается слипвние волокон на стадии ковгу ляци и.

Состав ковгуляционной ванны подбираетcs с учетом специфики растворимости данного белка. Как правило, он мало отличается от состава ковгуляционных ванн, обычно используемых в мокром прядении белковых волокон. В случае глобунинов. лропвминов и Глютелинов- это концентрированные кислот но-солевые растворы или умеренно концентрированные растворы пищевых солей кальция. В случае вльбуминов — концентрироввн— ные растворы солей — высвливвтекей (например сульфаты аммония или натрия, хкористый натрий н т. и)Важнейшие параметры предлагаемого способа„

1. Соотношение вязкостей фаз эмульсии, которое контролирует способность к пель дислерсной фазы к деформации в нити. Оно должно лежать в интервале 1/6-6, но предпочтительно, близко к 1. его можйо варьировать с цекыс Онтими. вцни процесса меняя содержание бенка и полисвхарида или м. .. ин полисахвг: лв

2,-. 6:: .- p калек -, хслерсиой фазы эмульсии, Ои также контроли ; ет геометрию волокон. Обычно нз более лких капель получают=я более тоикне волокна.

Размер капель задается условиями эмук гирования и продолжительностьк предкоагу лядионного периода, в течение которого идет укрупнение капель зе счет ковлесценции.

3. Концентрация дислерсной фазы. Оптимакьные,результаты получены лри кон59620"

25 центреции дисперснсй фазы от 10 дс 25 сб. ",. Ee можно варьировать, меняя содержание белка и пописахарида в системе.

4. Концентрация белка в дисперсной базе должна быть достаточно высокой—

15-25 .. При меньших концентрациях не удеется зафиксировать. деформированнук форму кепепь в коагупяцис гной ванне.

Оптимапьиые значения это . параметра дпя определенного вида ..епка подбираются при варьировании конц грацнй белк:а и пописахврндв в систем - или при варьировании типа полис аха рида.

Сущность ааннсг с изобретения поясняется ниже приведенными примерами. 15

П р е р 1. В 86 граммах 005 М раствора К,QH растворяют последовательно

lO г гуммиарабика и 4 г казеина. В результате получают жидкую двухфазную систему — эмульсию (pH 6,5), в которой дисперс- 2D нвя фаза содержит основное количество казеина, а дисперсионная среда — основное количество гуммиарабика. Эмульсию фильтруют через плотный ткаиевый фильтр, дезаэрируют под небольшим вакуумом (около

0,2 м Hg) или с помошыс низкоскоростного центрифугнровения (окспс 250-500 об/мин), Затем эмульсию осторожно перемешивают в течение 6 мин и вводят струей, имеющей диаметр 2-3 мм, в ципиндрическук, коагу- ЗО пяционную ванну, содержимое которой (1 и

1Ъ-ного раствора уксуснскислого кальция) ламинарно перемешивается цилиндрическим ротором со скоростью 200 об/мин. При этом калки дисперсной фазы эмульсии деформиру стся в струе, превращаясь в нити, в попав гз ксагупяционную ванну. застудневают, образуя казеиновые волокна диаметром

0,02-0,05 мм и длиной 3-5 мм. Волокна дополнительно подвергаются последователь- 4О ной обработке 10% раствором уксуснокислого кальция (15мин), раствором уксусной кислоты (рН 3-4) при ко;,:.-:атной темлерео туре (5 мин) к температуре 98 С (5 мии) °

Затем их тщательно промывают водой, отжи-45 мают на барабанном фильтре и пиофильно высушивают. Содержание белка в сухих волокнах более 95 ..

Пример 2. В целом способ анапогичен описанному в примеое 1 за искпючением того, что вместо 10 г гуммиарабика исцопьзуют 2 г карбоксиметипцеппюпозы.

При мер 3. В860г 005 М раствора К аОЕ растворяют последовательно

55 при комнатной температуре 7 2 г хлористого натрия, 80 r амилопектина и 50 г каэеине. Дапее способ внапогичен описанному в примере 1 зе искпючением того, что эмульсию подают из прядильной воронки

60 струей, имеющей диаметр 1 О мм, во вращающийся со скоростью 1 00 об/ мин барабан прядильной цептрифуг, где осуществляют образование волокон, их допопнитепьную обработку, промывку и отжим, а пспучелнь е волокна сушат горячи» воздуо хсм (105 С). Сухие волокна меют длину 57 мм и диаметр 00030005 мм.

Пример 4. В цепом слогоб аналогичен описанному в примере 3 за искйючением того. что вместо ак ипопектине испопьэуют крахмач Восксвидчой кукурузы.

П р н 1 е р 5. Вцепомспособ аналогичен описанному в примере 3 зв исхпкчением того, что вместо =0 г а .ипопектина испопьзуют 130 г растворимого крехмапа.

Пример 6. В цепом схема способа аналогична описанной в примере 3 эа исклю".— чением того, что вместо 80 г амипопектина испопьзуют декстран с мопекупярным весом выше 500000.

И р ц м е р 7. В цепом схеме способа аналогична описанной в примере 3 эв искпючением того, что вместо -.0 нмипопектина используют 18 г метипцеппюпозы.

П р м е р 8. В цепом сгособ аналогичен описанному в примере 3 за исключением того, что в нестс 0 г. амипопектина испопьэуют 25 i оксиэтипцелпюпсзы.

Пример 9. В цепом способ анапогичен описанному и примере 3 за искпючением того, что вместо казеина используют изопят белков пекарских лрожжей.

Н р и м е р 10. В 9.0,4 r 0,03 М раствора N NOH растворяют последовательно при комнатной температуре 1,62 г карбоксиметипцеппюлозы и 8 г изопятв белков соевых бобов. Попученную эмупьсию (рН9,0) перерабатывают по схеме способа, списанного в примере 1 эа исключением того, чтоее вводятструей, имеющейдиеметр 1 мм, в четырехроторный эмупьгатср Тэйпорв с нижним спивом, где затем осуществпяют все остальные стадии процесса, включая допопнитепьио кипячение в воде в течение

5 мии. Сухие волокна имеют длину 7-10 мм и диаметр 0,001-0,002 мм. Содержание белка в них бопее 99,5Ъ.

Пример 11. В целом анапогично способу попучения, описанному в примере

10 за искгпочение того, что вместо изоt пяте соевых бобов используют яичный впьбумин, а в качестве коегупятора испопьзуют

2 М раствор сульфата аммония.

Предлагаемый способ согласно данному изобретению позволяет получить вопокне более высокой пищевой ценности вспедствие низкого содержания пописахарида до 0,5-5 :.

В результате испопьзоввния поедпагее- мого изобретения технико- экономический

596208

««Стйыя 1»Е11й«й io 136РЙНа

7 ййй % й«» Бай : йд:йй" йй лййййй

"й

:д,, +r. ввп@ецч, Заказ 924c"4 ТаРа1к 893

-D BII ECHO

UHHHAN Государственного комитета Ссвета Министров СССР

Ко депам изобретений K oYKpbJ I.HÉ

113035, Москва, Ж-35, Раушскак наб., д. 4/5 Э и .«У « -йй й. О«йЮ «

Фнпиап ГПП Патент т I". Улайород уп. Г.".роектная, 4 эффект закпючается в снижении себестоимости искусственных мясопродуктов за счет удешевпения аппаратурного оформления пропесса получения белковых волокон.

Формупа изобретения. 1. Способ попучения пищевых белковых вопокон путем приготовпения водного раствора, содержащего бепок и полисахарид, с поспедуюшим их унрочнением промывкой и сушкой, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с пепыо повышения пищевой пенностиsoJIoKoH, а также упрошения способа, в качестве водного раствора, содержащего белок и аописахариц, испопьзук:-. двухфазную систему - эмульсию с рН 6-11. полученную при растВОрении Оепка ДО кОнпен— трации 5-20Ъ в водном 2-10%-ном растворе пописахарида, а перед стадией упроч-. нения из попучеяной эмупьсии осуществляют коагупипию белка с од110временным приданием ему волокнистой структуры путем ВВедения эмульсии в виде струи в коагупянт при перемешива11ии его в иаминарном режиме.

2.Способпоп. 1,отличаюши йс я тем, что в качестве водного раствора пописахарида используют растворы кислых пописахаридов, например гуммиарабика и карбоксиметиппеппюпозы в ваде.

3. CJIoco6 IIo и. 1 рo T H и ч а Jo . . : H с я тем что в качестве водногo раствора пописахарида испопьзуют растворы нейтрапьных пописахаридов, например амипопеклина, декстрана, крахмала восковидчой 1 †.„. урузы, раствсpek;OJ 0 KpBX".,JBJIB, мети1JBe:1 ×,Î,IÎÇÛ K

oKol этилие"1пх озы в водном растворе пищевой c o ill натр1щ или кения, имеюше ио1п1ую си iy О, 1 5-1 моль/JI.

i1ст0чнихи инфор мании, 11pняятые РО БнимBHие при экспертизе:

1, Патент США J4 2682466, кпй 99-17, 1954.

2, 11атент СШЛ No 3627 536. 9-1 7, 1971,