Получение растворимого продукта соевого белка из мицеллярной массы соевого белка (s200ca) - RU2556819C2

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к получению продуктов соевого белка.

Уровень техники

В предварительных патентных заявках US No. 61/107112 (7865-373) от 21 октября 2008 года, 61/193457 (7865-374) от 2 декабря 2008 года, 61/202070 (7865-376) от 26 января 2009 года, 61/202553 от 12 марта 2009 года (7865-383), 61/213717 (7865-389) от 7 июля 2009 года, 61/272241 от 3 сентября 2009 года и в патентной заявке US No. 12/603087 от 21 октября 2009 года, описание которых включено в настоящий документ ссылкой, описано получение продукта соевого белка, который полностью растворим и способен обеспечивать прозрачные и термостабильные растворы при низких значениях рН. Этот продукт соевого белка может использоваться для обогащения белком, в частности, для обогащения белком безалкогольных напитков и спортивных напитков, а также других подкисленных водных систем без осаждения белка. Продукт соевого белка получают путем экстракции источника соевого белка вместе с водным раствором хлорида кальция при естественном рН, с необязательным разведением полученного в результате раствора соевого белка, с регуляцией рН водного раствора соевого белка до значения рН около 1,5-4,4, предпочтительно, около 2-4, с получением подкисленного прозрачного раствора соевого белка, который необязательно может быть сконцентрирован и/или подвергнут диафильтрации перед сушкой.

Сущность изобретения

Было обнаружено, что технологические потоки, полученные в результате осаждения мицеллярной массы соевого белка, дополнительно могут быть обработаны с получением продуктов соевого белка, имеющих содержание белка, составляющее, по меньшей мере, около 60 масс.% (N×6,25) из расчета на сухую массу, которые растворимы в кислой среде и с использованием которых получают прозрачные, термостабильные растворы при низких значениях рН и которые, таким образом, могут применяться для обогащения белком, в частности, безалкогольных и спортивных напитков, а также других водных систем, без осаждения белка. Продукт соевого белка предпочтительно представляет собой изолят, имеющий содержание белка, составляющее, по меньшей мере, около 90 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере, около 100 масс.% (N×6,25) из расчета на сухую массу.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, предлагается способ получения продукта соевого белка, имеющего содержание белка, составляющее, по меньшей мере, около 60 масс.% (N×6,25) из расчета на сухую массу, причем способ включает:

добавление соли кальция или другой двухвалентной соли, предпочтительно, хлорида кальция, к надосадочной жидкости, полученной в результате осаждения мицеллярной массы соевого белка для получения проводимости от около 2 до около 30 мСм, предпочтительно, от около 8 до около 15 мСм,

удаление осажденного фитатного материала из полученного в результате раствора для получения прозрачного раствора,

необязательную регуляцию рН прозрачного раствора до значения от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно, от около 2 до около 4, например, путем добавления соляной кислоты,

концентрированно прозрачного раствора с необязательной регуляцией рН до получения содержания белка от около .50 до около 400 г/л, предпочтительно от около 100 до 250 г/л, с получением прозрачного концентрированного раствора соевого белка,

необязательную диафильтрацию прозрачного раствора соевого белка перед или после полного концентрирования, например, с использованием от около 2 до около 40 объемов воды, предпочтительно, от около 5 до около 25 объемов воды,

необязательно выполнение стадии удаления цвета, такой как обработка гранулированным активированным углем, и

сушку концентрированного раствора белка.

Надосадочная жидкость может быть частично сконцентрирована до промежуточной концентрации перед добавлением соли кальция. Образующийся осадок, удаляют, полученный в результате раствор необязательно подкисляют, как описано выше, далее концентрируют до конечной концентрации и затем необязательно подвергают диафильтрации и сушат.

В ином случае, надосадочная жидкость сначала может быть сконцентрирована до конечной концентрации, затем к концентрированной надосадочной жидкости добавляют соль кальция, полученный в результате осадок удаляют, раствор необязательно подкисляют, затем необязательно подвергают диафильтрации и сушат.

Для вышеописанных процедур имеется вариант с исключением стадии подкисления и выполнением обработки раствора при естественном значении рН. В этом варианте соль кальция добавляют к надосадочной жидкости, к частично сконцентрированной надосадочной жидкости или к концентрированной надосадочной жидкости с образованием осадка, который удаляют. Полученный в результате раствор затем обрабатывают, как описано выше, без стадии подкисления.

В случае, когда надосадочную жидкость частично концентрируют перед добавлением соли кальция и полностью концентрируют после удаления осадка, надосадочную жидкость сначала концентрируют до получения концентрации белка около 50 г/л или менее, а затем после удаления осадка концентрируют до получения концентрации от около 50 до около 400 г/л, предпочтительно, от около 100 до около 250 г/л.

Продукт соевого белка предпочтительно представляет собой изолят, имеющий содержание белка, составляющее, по меньшей мере, около 90 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере, около 100 масс.% (N×6,25) из расчета на сухую массу.

В другом аспекте изобретения, мы обнаружили, что из сои может быть получен эквивалентный продукт путем обработки раствора соевого белка после экстракции исходного материала соевого белка с помощью натриевой соли путем концентрирования раствора соевого белка, необязательной диафильтрации концентрированного раствора соевого белка, с необязательной регуляцией рН раствора до значения около 2-4, и сушки подкисленного раствора. Согласно этому аспекту настоящего изобретения, предлагается способ получения продукта соевого белка, имеющего содержание белка, составляющее, по меньшей мере, около 60 масс.% (N×6,25) из расчета на сухую массу, который включает:

экстракцию источника соевого белка для солюбилизации соевого белка в исходном материале и с образованием водного раствора соевого белка, имеющего рН от около 5 до около 7,

концентрирование водного раствора соевого белка до получения концентрации от около 50 до около 400 г/л с образованием концентрированного изолята соевого белка,

необязательную диафильтрацию раствора соевого белка перед или после его полного концентрирования,

необязательную регуляцию рН концентрированного и подвергнутого диафильтрации раствора соевого белка до значения от около 2 до около 4 с получением прозрачного подкисленного раствора соевого белка, и

сушку раствора соевого белка.

Продукт соевого белка предпочтительно представляет собой изолят, имеющий содержание белка, составляющее, по меньшей мере, около 90 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере, около 100 масс.% (N×6,25) из расчета на сухую массу.

Также обнаружено, что изолят соевого белка, образованный в качестве мицеллярной массы белка, и изолят соевого белка, полученный из надосадочной жидкости в результате осаждения мицелляроной массы соевого белка, растворимы в кислой среде и могут использоваться для получения водных растворов приемлемой прозрачности.

В то время как настоящее изобретение относится, главным образом, к получению изолятов соевого белка, предполагается, что могут быть получены продукты соевого белка меньшей чистоты, имеющие свойства, подобные свойствам данных изолятов соевого белка. Такие продукты с меньшей чистотой могут иметь содержание белка, составляющее, по меньшей мере, около 60 масс. % (N×6,25) из расчета на сухую массу.

Новые продукты соевого белка по изобретению могут быть смешаны с порошковыми напитками для образования водных безалкогольных напитков или спортивных напитков путем растворения этих продуктов в воде. Такая смесь может представлять собой порошковый напиток.

Продукты соевого белка, предлагаемые в настоящем документе, могут предлагаться в качестве их водных растворов, имеющих высокую степень прозрачности при кислых значениях рН и которые термостабильны при этих значениях рН.

В другом аспекте настоящего изобретения, предлагается водный раствор соевого продукта, предлагаемого в настоящем документе, который термостабилен при низких значениях рН. Водный раствор может представлять собой напиток, который может быть прозрачным напитком, в котором продукт соевого белка полностью растворим и является прозрачным или не прозрачным напитком, в котором продукт соевого белка не увеличивает мутность.

Продукты соевого белка, полученные согласно способам настоящего документа, лишены характерного вкуса бобов изолята соевого белка и подходят не только для обогащения белком кислой среды, но также могут использоваться в широком спектре соответствующих применений белковых изолятов, включая, в частности, обогащение белками переработанных пищевых продуктов и напитков, эмульгирование масел, придание формы в продуктах выпечки и применение в качестве пенообразующих агентов в продуктах, которые захватывают газы. Кроме того, продукт соевого белка может быть сформирован в белковые волокна, применяемые в аналогах мяса, и может использоваться в качестве заменителя яичного белка или в качестве наполнителя в пищевых продуктах, где яичный белок используется в качестве связующего агента. Продукт соевого белка может применяться в пищевых добавках. Другие применения продукта соевого белка относятся к применениям в корме для домашних животных, в корме для животных, к промышленным и косметическим применениям и к применениям в продуктах личной гигиены.

Раскрытие изобретения

Исходная стадия способа получения продукта соевого белка включает в себя солюбилизацию соевого белка из источника соевого белка. Источник соевого белка может представлять собой сою или любой соевый продукт или побочный продукт, полученный из переработки сои, включающий, в частности, соевый шрот, соевые хлопья, соевую крупу и соевую муку. Источник соевого белка может использоваться в полножирной форме, в частично обезжиренной форме или в полностью обезжиренной форме. В случае, когда источник соевого белка содержит соответствующее количество жира в процессе, как правило, требуется проведение стадии удаления масла. Соевый белок, извлеченный из источника соевого белка, может представлять собой природный белок сои, или белковоподобный материал, может представлять собой белок, модифицированный с помощью генетической манипуляции, но обладающий при этом свойствами гидрофобности и полярности, характерными для природного белка.

Солюбилизация белка может быть выполнена с использованием раствора пищевой натриевой соли, такого как раствор пищевого хлорида натрия. В случае, когда соевый изолят предназначен для непищевых применений, могут использоваться непищевые химические реактивы. Также могут использоваться другие одновалентные соли, такие как хлорид калия. По мере увеличения концентрации раствора соли, изначально увеличивается степень солюбилизации белка из источника соевого белка до тех пор, пока не достигнет максимального значения. Любое последующее увеличение концентрации соли не увеличивает суммарное количество солюбилизированного белка. Концентрация раствора соли, которая вызывает максимальную солюбилизацию белка, варьирует в зависимости от используемой соли. На выбор концентрации раствора натриевой соли также влияет целевая пропорция белка, которая должна быть получена мицеллярным способом. Более высокие концентрации соли, предпочтительно от около 0,5 М до около 1 М, как правило, приводят в результате к получению большего количества мицеллярной массы белка при разведении концентрированного раствора соевого белка холодной водой. Экстракция может проводиться с помощью раствора хлорида натрия более высокой концентрации или, альтернативно, экстракция может проводиться с помощью раствора хлорида натрия с концентрацией менее чем 0,5 М, например, 0,1 М или 0,15 М, и затем к раствору соевого белка может добавляться дополнительное количество соли после удаления источника соевого белка.

В периодическом процессе, солевая солюбилизация белка выполняется при температуре от около 1°С до около 100°С, предпочтительно, от около 15°С до около 35°С, и, предпочтительно, сопровождается перемешиванием для уменьшения времени солюбилизации, которое обычно составляет от около 1 до около 60 минут. Предпочтительно выполнять солюбилизацию так, чтобы экстрагировать настолько много белка из источника белка, насколько это практически возможно, так чтобы обеспечить общий высокий выход продукта.

В непрерывном процессе экстракцию белка из источника соевого белка проводят любым способом, согласующимся с выполнением непрерывной экстракции белка из источника соевого белка. В одном воплощении, источник соевого белка непрерывно смешивается с раствором пищевой соли, и смесь транспортируется по трубе или по трубопроводу, где длина и скорость потока в течение времени удержания достаточны для выполнения целевой экстракции согласно параметрам, описанньм в настоящем документе, в таком непрерывном процессе стадию солевую солюбилизацию выполняют быстро в течение периода времени вплоть до около 10 минут, предпочтительно чтобы выполнить солюбилизацию с экстракцией фактически настолько большого количества белка из источника соевого белка, насколько это практически возможно. Солюбилизацию в непрерывном процессе выполняют при температурах в интервале от около 1 °С до около 100°С, предпочтительно от около 15°С до около 35°С.

Экстракция может проводиться при естественном рН источника соевого белка/системы солевого раствора, как правило, от около 5 до около 7. В ином случае, рН экстракции можно регулировать до любого целевого значения внутри интервала от около 5 до около 7 для применения в стадии экстракции с помощью использования любой подходящей кислоты, как правило, соляной кислоты, или щелочи, как правило, гидроксида натрия, если это необходимо.

Концентрация источника соевого белка в растворе пищевой соли во время стадии солюбилизации может варьировать в широком интервале. Типичные значения концентрации находятся в интервале от около 5 до около 15% масс./об.

Стадия экстракции белка с помощью водного раствора соли имеет дополнительный эффект солюбилизации жиров, которые могут присутствовать в источнике соевого белка, что в результате может приводить к присутствию жиров в водной фазе.

Раствор белка, полученный в результате стадии экстракции, как правило, имеет концентрацию белка от около 5 до около 50 г/л, предпочтительно, от около 10 до около 50 г/л.

Водный раствор соли может содержать антиоксидант. Антиоксидант может представлять собой любой подходящий антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количетво применяемого антиоксиданта может варьировать от около 0,01 до около 1 масс.% раствора, предпочтительно, около 0,05 масс.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления любых фенольных смол в растворе белка.

Водная фаза, полученная в результате стадии экстракции, затем может быть отделена от остатка источника соевого белка любым подходящим способом, например, с помощью применения декантирующей центрифуги, с последующим применением тарельчатой центрифуги, и/или фильтрации для удаления остаточного материала источника соевого белка. Отделенный остаток источника соевого белка может быть высушен для удаления. В ином случае, отделенный остаток источника соевого белка может быть обработан для извлечения некоторой части оставшегося белка, как например, с помощью подходящей процедуры изоэлектрического осаждения или любой другой процедуры, подходящей для извлечения такого остаточного белка.

В случае, когда источник соевого белка содержит значительные количества жира, как описано в патентах US No.5844086 и 6005076, закрепленных за их правообладателями, и описание которых включено в настоящий документ ссылкой, затем могут быть выполнены описанные в настоящем документе стадии обезжиривания в отношении к отделенного водного раствора белка. В ином случае, обезжиривание отделенного водного раствора белка может быть проведено с помощью любой другой подходящей процедуры.

Водный раствор соевого белка может быть обработан с помощью адсорбента, такого как порошковый активированный уголь или гранулированный активированный уголь, для удаления компонентов цвета и/или запаха. Такую обработку адсорбентом можно проводить при подходящих условиях, как правило, при температуре окружающей среды отделенного водного раствора белка. Для порошкового активированного угля применяется количество от около 0,025% до около 5% масс./об., предпочтительно, от около 0,05% до около 2 масс./об.% Адсорбирующий агент может быть удален из раствора соевого белка с помощью любого подходящего способа, такого как фильтрация.

В качестве альтернативы экстракции из источника соевого белка с помощью водного раствора соли, такую экстракцию можно проводить с использованием одной воды. В случае, когда применяется такая альтернатива, затем, после отделения от остатка источника соевого белка, к раствору белка может быть добавлена соль в обсуждаемых выше концентрациях. Когда проводят первую стадию удаления жира, соль, как правило, добавляют после завершения таких операций.

Другая альтернативная процедура представляет собой экстракцию из источника соевого белка с помощью раствора пищевой соли при относительно высоком значении рН, выше чем 7, как правило, до около 11. рН системы экстракции можно регулировать до целевого щелочного значения путем использования любой подходящей пищевой щелочи, такой как водный раствор гидроксида натрия. В ином случае, источник соевого белка может быть подвергнут экстракции с помощью раствора соли при относительно низком рН, ниже чем рН около 5, как правило, опускаясь до около рН 3. рН системы экстракции можно регулировать до целевого кислого значения путем использования любой подходящей пищевой кислоты, такой как соляная или фосфорная кислота. В случае, когда применяется такая альтернатива, водная фаза, полученная в результате стадии экстракции из источника соевого белка, затем может быть отделена от остатка источника соевого белка любым подходящим способом, таким как применение декантирующего центрифугирования, с последующим применением тарельчатой центрифуги, и/или фильтрацией для удаления остатка источника соевого белка. Отделенный остаток соевого белка может быть высушен для удаления или может быть дополнительно обработан для извлечения оставшегося белка, как обсуждалось выше.

Водный раствор соевого белка, полученный в результате стадии экстракции при высоком или низком рН, затем регулируют по рН до значения в интервале от около 5 до около 7, как обсуждалось выше, перед дополнительной обработкой, обсуждаемой ниже. Такая регуляция рН по необходимости может выполняться с использованием подходящей кислоты, такой как соляная кислота, или щелочи, такой как гидроксид натрия. Если необходимо, раствор белка может . быть сделан прозрачным с помощью любой подходящей процедуры, такой как центрифугирование или фильтрация, после регуляции рН и перед дополнительной обработкой.

В случае адекватной чистоты, полученный в результате водный раствор соевого белка может быть высушен непосредственно для получения продукта соевого белка. Для уменьшения содержания примесей, перед сушкой водный раствор соевого белка может быть обработан.

Водный раствор соевого белка может быть сконцентрирован для увеличения в нем концентрации белка, с сохранением при этом его ионной силы по существу постоянной. Такое концентрирование, как правило, выполняют для получения концентрированного раствора белка, имеющего концентрацию белка от около 50 г/л до около 400 г/л, предпочтительно, от около 100 до около 250 г/л.

Стадия концентрирования может быть выполнена любьм подходящим способом, согласующимся с периодическим или непрерывным процессом, таким, как применение любого подходящего селективного мембранного метода, такого как ультрафильтрация или диафильтрация, с использованием мембран, таких как мембраны полых волокон или спиралевидные мембраны с подходящей границей пропускания молекулярной массы, например, от около 3000 до около 1000000 дальтон, предпочтительно, от около 5000 до около 100000 дальтон, принимая во внимание различие мембранных материалов и конфигураций, и, для непрерывного процесса, откалиброванной так, чтобы была возможность получения целевой степени концентрирования, поскольку водный раствор белка проходит через мембраны.

Хорошо известно, что ультрафильтрация и аналогичные селективные мембранные методы дают возможность низкомолекулярным образцам проходить через мембрану, и в то же время предотвращают прохождение более высокомолекулярных образцов. Низкомолекулярные образцы включают не только образцы ионов пищевой соли, но также низкомолекулярные вещества, экстрагированные из исходного материала, такие как углеводы, пигменты, низкомолекулярные белки, такие как ингибиторы трипсина, которые сами представляют собой низкомолекулярные белки. Граница пропускания мембраны молекулярной массы обычно выбирается для гарантии сохранения значительной части белка в растворе, при этом с возможностью примесей проходить через мембрану, принимая во внимание различные мембранные материалы и конфигурации.

Раствор белка может быть подвергнут стадии диафильтрации до или после полного концентрирования, предпочтительно с использованием водного раствора соли такой же моляльности и рН, как и у экстрактного раствора. Если необходимо уменьшение содержания соли ультраконцентрата, то применяемый раствор диафильтрации может представлять собой водный раствор соли с таким же рН, но с более низкой концентрацией соли, чем у экстрактного раствора. Однако концентрация соли диафильтрационного раствора должна выбираться так, чтобы уровень соли в ультраконцентрате оставался достаточно высоким для поддержания целевой растворимости белка. Диафильтрация может быть выполнена с использованием от около 2 до около 40 объемов диафильтрационного раствора, предпочтительно от около 5 до около 25 объемов диафильтрационного раствора. В процессе диафильтрации дополнительные количества примесей удаляются из водного раствора белка путем пропускания фильтрата через мембрану. Процесс диафильтрации может выполняться до тех пор, пока присутствуют примеси в значительных количествах или видимый цвет. Если ультраконцентрат необходимо высушить без дополнительной обработки согласно одному аспекту настоящего изобретения, то диафильтрацию можно проводить до тех пор, пока ультраконцентрат не будет достаточно чистым так, чтобы при сушке была получена целевая концентрация белка, предпочтительно, с получением изолята с содержанием белка, по меньшей мере, около 90 масс.% (N×6,25) из расчета на сухую массу. Такая диафильтрация может выполняться с использованием такой же мембраны, как и для стадии концентрирования. Однако если необходимо, то стадия диафильтрации может быть выполнена с использованием отдельной мембраны с другой границей пропускания молекулярной массы, например, мембраны, имеющей границу пропускания молекулярной массы в интервале от около 3000 до около 1000000 дальтон, предпочтительно, от около 5000 до 100000 дальтон, принимая во внимание различные мембранные материалы и конфигурации.

Стадию концентрирования и диафильтрации можно выполнять согласно настоящему документу таким образом, чтобы продукт соевого белка, извлеченный впоследствии путем сушки концентрированного и подвергнутого диафильтрации ультраконцентрата, содержал менее чем около 90 масс.% белка (N×6,25) из расчета на сухую массу, как например, по меньшей мере, около 60 масс.% белка (N х 6,25) из расчета на сухую массу. С помощью частично концентрированного и/или частично подвергнутого диафильтрации водного раствора соевого белка возможно только частичное удаление примесей. Этот раствор белка затем может быть высушен с получением продукта соевого белка с более низким уровнем чистоты. С помощью продукта соевого белка остается возможность получения прозрачных растворов белка в условиях кислой среды.

Антиоксидант может присутствовать в среде диафильтрации в ходе, по меньшей мере, части стадии диафильтрации. Антиоксидант может представлять собой любой подходящий антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, применяемого в среде диафильтрации, зависит от применяемых материалов и может варьировать от около 0,01 до около 1 масс.%, предпочтительно, около 0,05 масс.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления любых фенольных смол, присутствующих в концентрированном растворе соевого белка.

Стадия концентрирования и необязательная стадия диафильтрации может выполняться при любой подходящей температуре, как правило, от около 2° до около 60°С, предпочтительно, от около 20° до около 35°С, и в течение периода времени необходимого для достижения целевой степени концентрирования и диафильтрации. Температура и другие используемые условия в некоторой степени зависят от мембранного оборудования, используемого для выполнения мембранной обработки, от целевой концентрации белка в растворе и от эффективности удаления примесей из фильтрата.

Существует два основных ингибитора трипсина в сое, а именно, ингибитор Кунитца, который представляет собой термостабильную молекулу с молекулярной массой приблизительно 21000 дальтон, и ингибитор Боумана-Бирка, более термостабильная молекула с молекулярной массой около 8000 дальтон. Уровень активности ингибитора трипсина в конечном изоляте соевого белка можно контролировать путем манипуляций с различными параметрами процесса.

Например, стадии концентрирования и/или диафильтрации могут быть выполнены способом, благоприятным для удаления ингибиторов трипсина в фильтрате наряду с другими примесями. Удаление ингибиторов трипсина стимулируется путем использования мембраны с порами большего размера, например, от около 30000 до около 1000000 Да, с использованием мембран при повышенных температурах, например, от около 30 до около 60°С и с применением больших объемов среды диафильтрации, например, от около 20 до около 40 объемов.

Кроме того, уменьшение активности ингибитора трипсина можно достичь путем экспонирования соевых материалов восстанавливающим агентам, которые разрушают дисульфидные связи ингибиторов. Подходящие восстанавливающие агенты включают сульфит натрия, цистеин и N-ацетилцистеин.

Добавление таких восстанавливающих агентов может выполняться на различных стадиях процесса в целом. Восстанавливающий агент может быть добавлен вместе с исходным материалом соевого белка в стадии экстракции, может быть добавлен к осветленному водному раствору соевого белка после удаления остаточного исходного материала соевого белка, может быть добавлен к концентрированному раствору белка перед или после диафильтрации или может быть смешан с сухом виде с высушенным продуктом соевого белка. Добавление восстанавливающего агента может быть объединена со стадиями мембранной обработки, описанными выше.

Если целесообразным является сохранение активных ингибиторов трипсина в концентрированном растворе белка,, то этого можно достичь путем применения концентрирующей и диафильтрующей мембраны с меньшим размером пор, осуществления мембранной обработки при более низких температурах, применения меньших объемов среды диафильтрации и не используя восстанавливающий агент.

Если это необходимо, то концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор белка может быть подвергнут дополнительной операции обезжиривания, как описано в патентах US No.5844086 и 6005076. В ином случае, обезжиривание концентрированного и необязательно подвергнутого диафильтрации раствора белка может быть проведено с помощью любой подходящей процедуры.

Концентрированный и подвернутый диафильтрации водный раствор белка может быть обработан с помощью адсорбента, такого как порошковый активированный уголь или гранулированный активированный уголь, для удаления компонентов цвета и/или запаха. Такую обработку адсорбентом можно провести при подходящих условиях, как правило, при температуре среды, окружающей концентрированный раствора белка. Для порошкового активированного угля применяется количество от около 0,025% до около 5% масс./об., предпочтительно, от около 0,05% до около 2 масс./об.%. Адсорбент может удаляться из раствора соевого белка с помощью подходящих способов, таких как фильтрация.

Концентрированный и необязательно подвергнутый диафильтрации раствор соевого белка, полученный в результате выполнения стадии необязательного обезжиривания и необязательной стадии обработки адсорбентом, может быть подвергнут стадии пастеризации для удаления микробной нагрузки. Такая пастеризация может быть выполнена при целевых условиях пастеризации. Как правило, концентрированный и необязательно подвергнутый диафильтрации раствор белка нагревают до температуры от около 55°С до около 70°С, предпочтительно, от около 60°С до около 65°С в течение от около 30 секунд до около 60 минут, предпочтительно, от около 10 до около 15 минут. Пастеризованный, концентрированный раствор белка затем может быть охлажден для дальнейшей обработки, как описано ниже, предпочтительно, до температуры от около 25°С до около 40°С.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, концентрированный и необязательно подвергнутый стадии диафильтрации раствор соевого белка сушат с получением продукта соевого белка. В ином случае, в концентрированном и подвергнутом диафильтрации растворе соевого белка можно регулировать рН до значения рН от около 2 до около 4, предпочтительно, от около 2,9 до около 3,2. Регуляцию рН можно выполнять любым подходящим способом, например, путем добавления соляной или фосфорной кислоты. Затем полученный в результате подкисленный раствор соевого белка сушат. В качестве дополнительной альтернативы, раствор соевого белка с регуляцией рН может быть подвергнут термообработке для инактивации термочувствительных антипитательных факторов, таких как ингибиторы трипсина, упомянутые выше. Такая стадия нагревания также обеспечивает дополнительную пользу благодаря уменьшению микробной нагрузки. Как правило, раствор белка нагревают до температуры от около 70°С до около 100°С, предпочтительно от около 85°С до около 95°С, в течение от около 10 секунд до около 60 минут, предпочтительно, от около 30 секунд до около 5 минут. Подвергнутый термообработке подкисленный раствор соевого белка может быть охлажден до температуры от около 2°С до около 60°С, предпочтительно, от около 20°С до около 35°С. Полученный в результате подкисленный подвергнутый термообработке раствор соевого белка затем сушат.

Если это целесообразно, то в качестве альтернативы операции регуляции ионной силы, описанной выше, ионная сила у концентрированного и необязательно подвергнутого диафильтрации раствора белка может быть увеличена путем добавления соли, для стимуляции образования мицеллярной массы белка при разведении.

В зависимости от применяемой температуры в стадии концентрирования и в необязательной стадии диафильтрации и при наличии или отсутствии стадии пастеризации, концентрированный раствор белка можно нагревать до температуры, составляющей, по меньшей мере, от около 20°С и до около 60°С, предпочтительно, от около 25°С до около 40°С, для уменьшения вязкости концентрированного раствора белка для облегчения последующей стадии разведения и образования мицелл. Концентрированный раствор белка не следует нагревать за пределами температуры, выше которой образование мицелл не происходит при разведении охлажденной водой.

Концентрированный раствор белка, полученный в результате стадии концентрирования, необязательной стадии диафильтрации, необязательной стадии регуляции ионной силы, необязательной стадии обезжиривания, необязательной стадии обработки адсорбентом и необязательной стадии пастеризации затем разводят для выполнения образования мицелл путем смешивания концентрированного раствора белка с охлажденной водой, имеющей объем, требуемый для достижения целевой степени разведения. В зависимости от целевой доли соевого белка, получаемого мицеллярным способом и доли, полученной из надосадочной жидкости, степень разведения концентрированного раствора белка может варьировать. При меньшем уровне разведения, как правило, большая доля соевого белка остается в водной фазе.

Когда целесообразно получение наибольшей доли белка мицеллярным способом, концентрированный раствор белка разводят примерно в от около 5 до около 25 раз, предпочтительно, в от около 10 до около 20 раз.

Охлажденная вода, с которой смешивается концентрированный раствор, имеет температуру менее чем около 15°С, как правило, от около 1°С до около 15°С, предпочтительно, менее чем около 10°С, так как при используемых факторах разведения с помощью этих более низких температур достигается повышенный выход изолята белка в форме мицеллярной массы белка.

В периодическом процессе, партию концентрированного раствора белка добавляют к неподвижной массе охлажденной воды, имеющей целевой объем, обсуждаемый выше. Разведение концентрированного раствора белка и последующее уменьшение ионной силы вызывают образование замутненной массы высоко-ассоциированных молекул белка в форме дискретных белковых капель в мицеллярной форме, в периодическом процессе белковые мицеллы могут оседать в статической массе охлажденной воды с образованием агрегированной, коалесцированной, плотной аморфной слипшейся глютеноподобной мицеллярной массы белка (англ. protein micellar mass, PMM). Осаждению может способствовать, например, центрифугирование. Такое индуцированное осаждение уменьшает содержание жидкости в мицеллярной массе белка, уменьшая, таким образом, содержание влаги, как правило, от около 70 масс.% до около 95 масс.% до значения, как правило, от около 50 масс.% до около 80 масс.% общей мицеллярной массы. Уменьшение содержания влаги в мицеллярной массе, таким образом, также уменьшает содержание адсорбированной соли в мицеллярной массе, и, следовательно, содержание соли в высушенном продукте белка.

В ином случае, операцию разведения можно проводить непрерывно путем непрерывного пропускания концентрированного раствора белка в одно входное отверстие Т-образной трубки, с возможностью смешивания в трубке. Вода для разведения подается в Т-образную трубку со скоростью, достаточной для достижения целевой степени разведения концентрированного раствора белка.

Смешивание концентрированного раствора белка и воды при разведении в трубке инициирует образование белковых мицелл и смесь непрерывно выходит из выходного отверстия Т-образной трубки в отстойник, из которого при его заполнении, может выливаться надосадочная жидкость. Смесь предпочтительно подается в массу жидкости в отстойнике так, чтобы минимизировать турбулентность внутри массы жидкости.

В непрерывном процессе белковые мицеллы могут оседать в отстойнике с образованием агрегированной, коалесцированной, плотной аморфной слипшейся глютеноподобной мицеллярной массы белка (PMM), и процесс продолжается до тех пор, пока на дне отстойника не аккумулируется целевое количество PMM, после чего аккумулированную PMM удаляют из отстойника. Вместо осаждения с помощью седиментации, PMM можно отделять непрерывно с помощью центрифугирования.

При использовании для извлечения мицеллярной массы соевого белка непрерывного процесса по сравнению с периодическим процессом исходная стадия экстракции белка может быть уменьшена по времени при одинаковом уровне экстракции белка, и можно применять в стадии экстракции значительно более высокие температуры. Кроме того, в непрерывном процессе меньше, чем в периодическом процессе, случаев контаминации, что приводит к получению продукта более высокого качества, а процесс можно проводить в более компактном оборудовании.

Осажденная мицеллярная масса отделяется от остаточной водной фазы или от надосадочной жидкости, например, путем декантации остаточной водной фазы из осажденной массы или путем центрифугирования. РММ можно использовать во влажной форме или ее можно высушить с помощью подходящего метода, такого как сушка распылением или сушка сублимацией, и может использоваться в сухом виде. Сухая РММ обладает высоким содержанием белка, свыше около 90 масс.% белка, предпочтительно, по меньшей мере, около 100 масс.% белка (рассчитанной как N×6,25) из расчета на сухую массу, и по существу не денатурирована. В ином случае, рН влажной РММ можно регулировать до значения рН от около 2 до около 4, предпочтительно, от около 2,9 до около 3,2. Регуляцию рН можно выполнять любым подходящим способом, таким как добавление соляной или фосфорной кислоты. Полученный в результате подкисленный раствор соевого белка затем сушат. В качестве дополнительной альтернативы, раствор соевого белка с регуляцией по рН можно подвергнуть термообработке для инактивации термочувствительных антипитательных факторов, таких как ингибиторы трипсина, упомянутые выше. Такая стадия нагревания также обеспечивает дополнительную пользу в результате уменьшения микробной нагрузки. Как правило, раствор белка нагревают до температуры от около 70°С до около 100°С, предпочтительно, от около 85°С до около 95°С, в течение от около 10 секунд до около 60 минут, предпочтительно, от около 30 секунд до около 5 минут. Подвергнутый термообработке подкисленный раствор соевого белка затем можно охладить до .температуры от около 2°С до около 60°С, предпочтительно, от около 20° до около 35°С. Полученный в результате, подкисленный, подвергнутый термообработке раствор соевого белка затем сушат.

В одном аспекте настоящего изобретения, соль кальция или другую двухвалентную соль, предпочтительно хлорид кальция, добавляют к надосадочной жидкости, которая сначала может быть сконцентрирована или частично сконцентрирована способом, описанным ниже, с получением проводимости от около 2 мСм до около 30 мСм, предпочтительно, от около 8 мСм до около 15 мСм. Хлорид кальция, добавляемый к надосадочной жидкости, может быть представлен в любой целесообразной форме, такой как его концентрированный водный раствор.

Добавление хлорида кальция обладает эффектом депонирования фитиновой кислоты из надосадочной жидкости в форме фитата кальция. Депонированный фитат извлекают из надосадочной жидкости, как например, с помощью центрифугирования и/или фильтрации с получением прозрачного раствора.

рН прозрачного раствора можно затем регулировать до значения от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно, от около 2 до около 4. Регуляцию рН можно выполнять любым подходящим способом, таким как, например, добавление соляной или фосфорной кислоты. Если целесообразно, стадия подкисления может быть пропущена в различных операциях, описанных в настоящем документе (отличных от термообработки, упомянутой ниже), после удаления осажденного материала фитата.

Прозрачный подкисленный водный раствор соевого белка с регуляцией рН может быть подвергнут термообработке для инактивации термочувствительных антипитательных факторов, таких как ингибиторы трипсина, упомянутые выше. Такая стадия нагревания также обеспечивает дополнительную пользу в результате уменьшения микробной нагрузки. Как правило, раствор белка нагревают до температуры от около 70°С до около 100°С, предпочтительно от около 85°С до около 95°С, в течение от около 10 секунд до около 60 минут, предпочтительно от около 30 до около 5 минут. Подвергнутый термообработке подкисленный раствор соевого белка затем может быть охлажден для дальнейшей обработки, как описано ниже, до температуры от около 2°С до около 60°С, предпочтительно, от около 20°С до около 35°С.

Прозрачный раствор с необязательной регуляцией рН и с необязательной термообработкой, если он еще не сконцентрирован, концентрируют для увеличения в нем концентрации белка. Такое концентрирование выполняют с использованием любого подходящего селективного мембранного метода, такого как ультрафильтрация или диафильтрация с использованием мембран с подходящей границей пропускания молекулярной массы, разрешающих экстрагированным из исходного материала белка низкомолекулярным образцам, включающим соль, углеводы, пигменты, ингибиторы трипсина и другие низкомолекулярные материалы, проходить сквозь мембрану, с сохранением при этом значительной пропорции соевого белка в растворе. Можно использовать ультрафильтрационные мембраны, имеющие границу пропускания молекулярной массы от около 3000 до около 1000000 дальтон, предпочтительно от около 5000 до около 100000 дальтон, с учетом различных мембранных материалов и конфигураций. Концентрирование раствора белка, таким образом, также уменьшает объем жидкости, который требуется высушить для извлечения белка. Раствор белка, как правило, концентрируют до получения концентрации белка перед сушкой от около 50 г/л до около 400 г/л, предпочтительно, от около 100 до около 250 г/л. Такая операция концентрирования может проводиться в периодическом процессе или в непрерывном процессе, как описано выше.

В случае, когда надосадочную жидкость частично концентрируют перед добавлением соли кальция или полностью концентрируют после удаления осадка, надосадочную жидкость сначала концентрируют до получения содержания белка около 50 г/л или менее, и затем после удаления осадка концентрируют до получения концентрации белка от около 50 до около 400 г/л, предпочтительно, от около 100 до около 250 г/л.

Раствор белка может быть подвергнут стадии диафильтрации перед или после частичного или полного концентрирования предпочтительно с использованием воды или солевого раствора для разведения. Диафильтрационный раствор может иметь свое естественное рН, рН, равное значению рН для раствора белка, который подвергнут диафильтрации, или может иметь любое рН между этими значениями. Такая диафильтрация может выполняться с использованием от около 2 до около 40 объемов раствора диафильтрации, предпочтительно, от около 5 до около 25 объемов раствора диафильтрации, в операции диафильтрации дополнительные количества примесей удаляют из водного раствора путем пропускания через мембрану с фильтратом. Операция диафильтрации может выполняться до тех пор, пока в фильтрате будут присутствовать значительные количества примесей или видимый цвет, или до тех пор, пока раствор белка не будет достаточно очищен. Такая диафильтрация может выполняться с использованием такой же мембраны, как и для стадии концентрирования. Однако, если целесообразно, диафильтрация может выполняться с использованием отдельной мембраны, такой как мембрана, имеющая границу пропускания молекулярной массы в интервале от около 3000 до около 1000000 дальтон, предпочтительно, от около 5000 до около 100000 дальтон с учетом различных мембранных материалов и конфигураций.

Стадия концентрирования и стадия диафильтрации могут выполняться в настоящем документе таким образом, чтобы продукт соевого белка, последовательно извлекаемый путем сушки концентрированного и подвергнутого диафильтрации ультраконцентрата, содержал менее чем около 90 масс.% белка (N×6,25) из расчета на сухую массу, как например по меньшей мере, около 60 масс.% белка (N х 6,25) из расчета на сухую массу. С помощью частичного концентрирования и/или частичной диафильтрации водного раствора соевого белка возможно только частичное удаление примесей. Затем данный раствор может быть высушен с получением продукта соевого белка с меньшим уровнем чистоты. Из продукта соевого белка при этом возможно получение прозрачных растворов белка в условиях кислой среды.

Антиоксидант может присутствовать в среде диафильтрации в течение, по меньшей мере, части стадии диафильтрации. Антиоксидант может представлять собой любой подходящий антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, применяемое в среде диафильтрации, зависит от применяемых материалов и может варьировать от около 0,01 до около 1 масс.%, предпочтительно, около 0,05 масс.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления любых фенольных смол, присутствующих в концентрированном растворе изолята соевого белка.

Стадии концентрирования и диафильтрации могут быть выполнены при любой подходящей температуре, как правило, от около 2°С до около 60°С, предпочтительно, от около 20°С до около 35°С, и в течение периода времени, необходимого для осуществления целевой степени концентрирования и диафильтрации. Температура и другие используемые условия в некоторой степени зависят от мембранного оборудования, используемого для выполнения мембранного процесса, от целевой концентрации белка в растворе и от эффективности удаления примесей из фильтрата.

Как упомянуто выше, уровень активности ингибитора трипсина в конечном продукте соевого белка может контролироваться с помощью манипуляций различными параметрами процесса.

Как было ранее замечено, термообработка подкисленного водного раствора соевого белка может применена для инактивации термочувствительных ингибиторов трипсина. Частично концентрированный или полностью концентрированный подкисленный раствор соевого белка также может быть подвергнут термообработке для инактивации термочувствительных ингибиторов трипсина.

Кроме того, стадии концентрирования и/или диафильтрации могут выполняться способом, благоприятным для удаления ингибиторов трипсина в фильтрате наряду с другими примесями. Удаление ингибиторов трипсина стимулируется применением мембраны с порами более крупного размера, например, от около 30000 до около 1000000 Да, использованием мембранам при повышенных температурах, например, от около 30 до около 60°С, и применением больших объемов среды диафильтрации, например, от около 20 до около 40 объемов.

Подкисление и мембранная обработка разведенного раствора белка при более низких значениях рН, например, от около 1,5 до около 3, могут уменьшать активность ингибиторов трипсина по отношению к обработке раствора при более высоких значениях рН, например, от около 3 до около 4,4. Когда раствор белка концентрируют и подвергают диафильтрации на нижней границе интервала рН, то целесообразным может быть повышение рН ультрафильтрата перед сушкой. Значение рН концентрированного и подвергнутого диафильтрации раствора белка может быть повышено до целесообразного значения, например, до рН 3, путем добавления любой подходящей пищевой щелочи, такой как гидроксид натрия.

Более того, уменьшение активности ингибитора трипсина может быть достигнуто путем экспонирования соевых материалов восстанавливающим агентам, которые разрушают или перегруппировывают дисульфидные связи ингибиторов. Подходящие восстанавливающие агенты включают сульфит натрия, цистеин и N-ацетилцистеин.

Добавление таких восстанавливающих агентов может выполняться на различных стадиях процесса в целом. Восстанавливающий агент можно добавить вместе с исходным материалом соевого белка в стадии экстракции, можно добавить к осветленному водному раствору соевого белка после удаления остаточного исходного материала соевого белка, можно добавить к подвергнутому диафильтрации ультраконцентрату перед разведением, можно добавить к надосадочной жидкости, можно добавить к концентрированной подвергнутой диафильтрации модифицированной с помощью соли кальция надосадочной жидкости перед сушкой или может быть смешан в сухом виде с сухим продуктом соевого белка. Добавление восстанавливающего агента может быть объединено со стадией термообработки и со стадиями мембранной обработки, как описано выше.

Если целесообразно сохранение активных ингибиторов трипсина в концентрированном растворе белка, то этого можно достичь путем исключения или уменьшения интенсивности стадии термообработки, путем неприменения восстанавливающих агентов, осуществление стадий концентрирования и диафильтрации при более высоких значениях интервала рН, например, от около 3 до около 4,4, путем применения мембран для концентрирования и диафильтрации с порами меньшего размера, путем обработки мембран при более низких температурах и путем применения меньших объемов среды диафильтрации.

Концентрированный и подвергнутый диафильтрации водный раствор белка может быть обработан адсорбентом, таким как порошковый активированный уголь или гранулированный активированный уголь для удаления компонентов цвета и/или запаха. Такая обработка адсорбентом может проводиться при подходящих условиях, как правило, при температуре окружающей среды концентрированного раствора белка. Для порошкового активированного угля может применяться количество от около 0,025% до около 5% масс./об., предпочтительно от около 0,05% до около 2 масс./об.%. Адсорбент может быть удален из раствора соевого белка с помощью любого подходящего способа, такого как фильтрация.

рН концентрированного и необязательно подвергнутого диафильтрации и необязательно обработанного адсорбентом раствора белка можно регулировать до значений от около 2 до около 4, если стадия регуляции рН еще не применялась. Концентрированный и необязательно подвергнутый диафильтрации и необязательно обработанный адсорбентом раствор белка с регуляцией рН также может быть подвергнут термообработке для уменьшения уровня активности ингибиторов трипсина, как описано выше.

Концентрированный и необязательно подвергнутый диафильтрации и необязательно обработанный адсорбентом раствор белка сушат с помощью любого подходящего метода, такого как сушка, распылением или сублимационная сушка до получения сухой формы. Высушенный продукт соевого белка имеет содержание белка, составляющее, по меньшей мере, около 60 масс.% (N×6,25) из расчета на сухую массу, предпочтительно свыше, чем около 90 масс.% (N×6,25) из расчета на сухую массу, более предпочтительно, по меньшей мере, около 100 масс.%. Продукт соевого белка имеет низкое содержание фитиновой кислоты, как правило, менее чем около 1,5 масс.%.

В одном воплощении настоящего изобретения, надосадочная жидкость, полученная в результате образования РММ, может быть обработана напрямую с образованием продукта соевого белка с применением стадий, описанных выше, с пропуском стадии добавления хлорида кальция. Продукт соевого белка, образованный таким образом, имеет содержание белка, составляющее, по меньшей мере, около 60 масс.% (N×6,25) из расчета на сухую массу, предпочтительно свыше, чем около 90 масс.% (N×6,25) из расчета на сухую массу, более предпочтительно, по меньшей мере, около 100 масс.%.

Продукты соевого белка, полученные согласно настоящему документу, являются растворимыми в подкисленной водной среде, что делает продукты идеальными для включения в напитки, как в газированные, так и в негазированные, с получением напитков, обогащенных белком. Такие напитки имеют широкий интервал значений рН от около 2,5 до около 5. Продукты соевого белка, предлагаемые в настоящем документе, могут быть добавлены к таким напиткам в любом подходящем количестве с получением таких напитков, обогащенных белком, например, с получением, по меньшей мере, около 5 г соевого белка на порцию. Добавляемый продукт соевого белка растворяется в напитках и не влияет на прозрачность напитка, даже после термической обработки. Продукт соевого белка может быть смешан с сухим напитком перед восстановлением напитка путем растворения в воде. В некоторых случаях, может быть необходима модификация обычного состава напитка для переносимости композиции по изобретению, где компоненты, присутствующие в напитке, могут иметь вредное влияние на способность композиции оставаться растворенными в напитке.

Примеры

Пример 1:

Этот Пример иллюстрирует получение мицеллярной массы белка (S300), изолята белка, полученного из надосадочной жидкости, (S200) и изолята белка из сои, полученного из надосадочной жидкости, модифицированного с помощью соли кальция (S200Ca).

«а» кг обезжиренной сои с минимальной термообработкой добавляли к «b» л «с» М раствора NaCl при комнатной температуре перемешивали в течение 60 минут с получением водного раствора белка. Оставшийся соевый порошок удаляли и полученный в результате раствор белка осветляли путем центрифугирования и фильтрации с получением «d» л фильтрованного раствора белка, имеющего содержание белка «е» масс.%.

Массу раствора экстракта белка уменьшали до «f» кг путем концентрирования на «g»-мембране, имеющей границу пропускания молекулярной массы «h» дальтон, с получением концентрированного раствора белка с содержанием белка «i» масс.%.

Проводимость концентрированного раствора белка составила «j» мСм. Концентрированный раствор хлорида натрия добавляли к ультраконцентрату для повышения проводимости до «k» мСм. Концентрированный раствор белка при «I»°С затем разводили «т» в холодной RO-воде, имеющей температуру «n»°С. Белая взвесь образовывалась немедленно. Надосадочную жидкость удаляли и осажденную, вязкую, слипшуюся массу (РММ) извлекали путем центрифугирования с выходом «о» масс.% фильтрованного раствора белка. Было обнаружено, что белок, полученный из сухой РММ, имеет содержание белка «р»% (N×6,25) из расчета на сухую массу. Продукт получал обозначение «q» S300.

Параметры «a»-«q» представлены ниже в Таблице 1:

Надосадочные жидкости из этих двух потоков обрабатывали различными путями. Надосадочную жидкость из потока S005-J27-08A обрабатывали без модификации с помощью соли кальция. В этом потоке, 65 л надосадочной жидкости, концентрировали до получения объема 5 л на PES-мембране с границей пропускания молекулярной массы 10000 дальтон, затем подвергали диафильтрации с помощью 25 л воды, очищенной с использованием обратного осмоса, на той же мембране. Подвергнутый диафильтрации ультраконцентрат имел концентрацию белка 12,0 масс.%. Вместе с дополнительным белком, извлеченным из надосадочной жидкости, общее извлечение фильтрованного раствора белка составило 69,2%. Подвергнутый диафильтрации ультраконцентрат сушили с образованием продукта с содержанием белка 98,76% (N×6,25) из расчета на сухую массу. Продукт получил обозначение S005-J27-08A S200.

Надосадочную жидкость из потока S005-K19-08A обрабатывали с помощью модификации с использованием соли кальция. К 65 л надосадочной жидкости добавляли 0,336 кг CaCl₂, который повышал проводимость раствора от 6,31 мСм до 12,65 мСм. Осадок, который образовался, удаляли с помощью центрифугирования и затем рН фугата регулировали до значения 3 с помощью разведенной НСl. Подкисленный фугат затем концентрировали из объема 66 л до объема 5 л на PES-мембране с границей пропускания молекулярной массы 10000 дальтон. Концентрат затем подвергали диафильтрации на той же мембране с использованием 25 л воды, очищенной с использованием обратного осмоса, с регуляцией рН до 3 с помощью разведенной НС1, Вместе с дополнительным белком, извлеченным из надосадочной жидкости, общее извлечение фильтрованного раствора белка составило 37,1%. Подвергнутый диафильтрации ультраконцентрат сушили с получением продукта с содержанием белка 98,01% (N×6,25) из расчета на сухую массу. Продукт получил обозначение S005-K19-08A S200Ca.

Цвет сухих порошковых продуктов оценивали с помощью прибора «HunterLab ColorQuest XE» в режиме работы в отраженном свете. Цветовые тональности представлены в следующей Таблице 2:

Как видно из Таблицы 2, цвет всех сухих продуктов был достаточно светлым.

Этот Пример содержит оценку термостабильности в воде изолятов соевого белка, полученных способом Примера 1 (S300, S200, S200Ca).

Получали 2 масс./об.% раствор белка каждого продукта в воде и рН регулировали до 3. Прозрачность этих растворов оценивали измерением мутности с помощью прибора «HunterLab ColorQuest XE» в режим работы в проходящем свете. Затем растворы нагревали до 95°С, поддерживали эту температуру в течение 30 секунд и затем быстро охлаждали до комнатной температуры в ледяной бане. После этого прозрачность подвергнутых термообработке растворов снова измеряли.

Прозрачность растворов белка перед и после нагревания представлены ниже в Таблице 3:

Как видно из Таблицы 3, из образцов S200 и S200Ca получают достаточно прозрачные растворы в воде при рН 3. Растворы образцов S300 не были настолько прозрачными. Все эти растворы были термостабильны с уровнем мутности, который по существу оставался постоянным при нагревании или фактически улучшался.

Пример 3:

Этот Пример содержит оценку растворимости в воде изолятов соевого белка, полученных способом Примера 1 (S300, S200, S200Ca). Растворимость тестировали на основании растворимости белка (так называемый способ по белку, модифицированная версия процедуры, описанной у Morr et al., J. Food Sci. 50:1715-1718) и общей растворимости продукта (так называемый метод по осадку).

Количество белкового порошка, достаточное для обеспечения 0,5 г белка, взвешивали в химическом стакане, затем добавляли небольшое количество очищенной обратным осмосом (RO) воды, и перемешивали смесь до тех пор, пока не образовывалась однородная масса. Добавляли дополнительную воду, доводя объем приблизительно до 45 мл. Содержимое химического стакана затем медленно перемешивали в течение 60 минут с помощью магнитной мешалки. рН определяли сразу после диспергирования белка и регулировали до соответствующего уровня (2, 3, 4, 5, 6 или 7) с помощью разведенных NaOH или НС1. Образец также получали при естественном рН. Для образцов с регуляцией рН, рН измеряли и корректировали два раза во время 60-минутного перемешивания. После 60-минутного перемешивания, доводили общий объем образцов до 50 мл с помощью RO-воды, с получением 1% масс./об. белковой дисперсии. Содержание белка в дисперсиях измеряли с помощью прибора «LECO FP528 Nitrogen Determinator». Аликвоты (20 мл) дисперсий затем переносили в предварительно взвешенные центрифужные пробирки, которые сушили в течение ночи в сушильном шкафу при 100°С, затем охлаждали в эксикаторе и закрывали крышками. Образцы центрифугировали при 7800 g в течение 10 минут, что приводило к осаждению нерастворимого материала и получению прозрачной надосадочной жидкости. Содержание белка в надосадочной жидкости измеряли с помощью LECO-анализа, после чего надосадочную жидкость и крышки пробирок выбрасывали, и сушили материал осадка в течение ночи в сушильном шкафу при 100°С. На следующее утро пробирки переносили в эксикатор и давали возможность охладиться. Массу сухого материала осадка записывали. Массу сухого остатка исходного белкового порошка рассчитывали путем умножения массы порошка на фактор ((100 -содержание влаги в порошке (%))/100). Растворимость продукта затем рассчитывали двумя различными путями:

1) Растворимость (способ по белку) (%)=(% белка в надосадочной жидкости /% белка в исходной дисперсии)×100

2) Растворимость (способ по осадку) (%)=(1-(масса сухого нерастворимого материала осадка / ((масса 20 мл дисперсии / масса 50 мл дисперсии)× исходную массу сухого порошок белка))×100

Естественные значения рН изолятов белка, полученных в Примере 1 в воде (1% белок), представлены в Таблице 4:

Полученные результаты растворимости представлены ниже в Таблицах 5 и 6:

Как видно из результатов Таблиц 5 и 6, продукты S3 00 были очень хорошо растворимы при значениях рН 2, 3 и 7. S200 были очень хорошо растворимы при рН 2-4 и 7. S200Ca были очень хорошо растворимы в интервале рН 2-4.

Пример 4:

Этот Пример содержит оценку прозрачности изолятов соевого белка, полученных методом Примера 1 (S300, S200, S200Ca).

Прозрачность 1% масс./об. растворов белка, полученных как описано в Примере 3, оценивали путем измерения поглощения при 600 нм, причем более низкая бальная оценка поглощения указывала на более высокую прозрачность. Анализ образцов на приборе «HunterLab ColorQuest XE» в режиме работы в проходящем свете также дает показатели процента мутности, другой меры прозрачности.

Результаты прозрачности представлены ниже в Таблицах 7 и 8:

Как видно из результатов Таблиц 7 и 8, растворы S300 были прозрачными при рН 2 и слегка мутными при рН 3. Растворы этого продукта при более высоких значениях рН были достаточно мутными. Растворы S200 и S200Ca были прозрачными в интервале рН 2-4, и растворы S200 также были прозрачными при естественном рН и при рН 7.

Пример 5:

Этот пример содержит оценку растворимости в безалкогольном напитке («Sprite») и спортивном напитке («Orange Gatorade») изолятов соевого белка, полученных способом Примера 1 (S300, S200, S200Ca). Растворимость определяли с использованием белка, добавленного к напиткам без коррекции по рН, и снова определяли растворимость напитков, обогащенных белком, с регуляцией рН до исходного уровня напитков.

При оценке растворимости без коррекции рН взвешивали достаточное количество порошка для обеспечения 1 г белка и перемешивали до образования однородной массы. Добавляли дополнительный напиток для доведения объема до 50 мл и затем растворы перемешивали в течение 60 минут с получением на выходе 2 масс./об.% белковой дисперсии. Содержание белка образцов анализировали с использованием прибора «LECO FP528 Nitrogen Determinator», затем аликвоту напитков, содержащих белок, центрифугировали при 7800 g в течение 10 минут и измеряли содержание белка в надосадочной жидкости.

Растворимость (%)=(% белка в надосадочной жидкости/% белка в исходной дисперсии)×100

Когда растворимость оценивали при коррекции рН, то измеряли рН безалкогольного напитка («Sprite») (3,39) и спортивного напитка («Orange Gatorade») (3,19) без белка. В химическом стакане взвешивали достаточное количество белкового порошка для обеспечения 1 г белка, добавляли небольшое количество напитка и перемешивали с образованием однородной массы. Добавляли дополнительный напиток для доведения объема приблизительно до 45 мл, и затем растворы перемешивали медленно на магнитной мешалке в течение 60 минут. рН напитков, содержащих белок, измеряли и затем регулировали до исходного рН раствора без белка с помощью НС1 или NaOH по необходимости. Общий объем каждого раствора затем доводили до 50 мл с помощью дополнительного напитка с получением на выходе 2 масс./об. % белковой дисперсии. Затем содержание белка образцов анализировали с использованием прибора «LECO FP528 Nitrogen Determinator», после чего аликвоту напитков, содержащую белок, центрифугировали при 7800 g в течение 10 минут и измеряли содержание белка в надосадочной жидкости.

Растворимость (%)=(% белка в надосадочной жидкости/% белка в исходной дисперсии)×100

Полученные результаты представлены ниже в Таблице 9:

Как видно из результатов Таблицы 9, S200Ca является продуктом, который лучше растворим в «Sprite» и «Orange Gatorade». Это подкисленный продукт и таким образом оказывает небольшое воздействие на рН напитка. Остальные продукты не подкислены и поэтому их растворимость улучшилась при коррекции рН напитков. После коррекции рН растворимость продуктов S300 была достаточно хорошей, но растворимость S200 была неожиданно низкой с учетом результатов растворимости полученных в воде в Примере 3.

Пример 6:

Этот Пример содержит оценку прозрачности изолятов соевого белка в безалкогольном напитке и спортивном напитке, полученных способом Примера 1 (S300, S200, S200Ca).

Прозрачность 2 масс./об.% белковых дисперсий в безалкогольном напитке («Sprite») и спортивном напитке («Orange Gatorade») в Примере 5 оценивали способами, описанными в Примере 4. Для измерения поглощения при 600 нм, спектрофотометр перед осуществлением измерений обнуляли с помощью соответствующего напитка.

Полученные результаты представлены в Таблицах 10 и 11:

Как видно из результатов в Таблицах 10 и 11, продукт S200Ca оказывает очень малое влияние на прозрачность «Sprite» и «Orange Gatorade». Однако S200Ca в «Sprite» был слегка мутным, особенно при тестировании с коррекцией рН. Образцы «Sprite» и «Orange Gatorade», содержащие S300 и S200, были очень мутными, не смотря на применение коррекции рН или на ее отсутствие.

Пример 7:

Этот Пример иллюстрирует получение изолята соевого белка из концентрированного ультраконцентрата (S500) экстракцией хлоридом натрия.

12,5 кг обезжиренного соевого порошка с минимальной температурной обработкой добавляли к 125 л 0,15 М раствора NaCl при температуре окружающей среды и перемешивали в течение 30 минут с получением водного раствора белка. Оставшийся соевый порошок удаляли и полученный в результате раствор белка осветляли путем центрифугирования и фильтрации с получением 97 л фильтрованного раствора белка, имеющего содержание белка 1,14 масс.%.

Раствор белкового экстракта уменьшали в объеме до 7 л путем концентрирования на PVDF-мембране, имеющей границу пропускания молекулярной массы 5000 дальтон, с получением концентрированного раствора белка с содержанием белка 14,83 масс.%.

Концентрированный раствор белка затем подвергали диафильтрации с использованием 14 л 0,075 М раствора NaCl. Подвергнутый диафильтрации ультраконцентрат имел конечную массу 6,14 кг и содержание белка 14,16 масс.% с получением на выходе 78,4 масс.% фильтрованного раствора белка. Подвергнутый диафильтрации ультраконцентрат сушили с образованием продукта с содержанием белка 95,45% (N×6,25) из расчета на сухую массу. Продукт получил обозначение S005-L17-08A S500.

3,2 масс./об.% белковый раствор S500 получали в воде и рН снижали до 3 с использованием разведенной НСl. Цвет и прозрачность затем оценивали с использованием прибора «HunterLab ColorQuest XE» в режиме работы в проходящем свете.

Значения цвета и прозрачности указаны ниже в Таблице 12:

Как видно из таблицы 12, цвет раствора S500 при рН 3 был вполне светлым, но раствор также был мутным.

Цвет сухого порошка также оценивали с помощью инструмента «HunterLab ColorQuest XE» в режиме работы в отраженном свете. Значения цвета указаны ниже в Таблице 13:

Как видно из таблицы 13, цвет сухого продукта был достаточно светлым.

Пример 8:

Этот пример содержит оценку термической стабильности в воде изолята соевого белка, полученного способом примера 7 (S500).

2 масс./об.% белковый раствор продукта в воде получали и корректировали рН до 3. Прозрачность раствора оценивали измерением мутности с помощью инструмента «HunterLab ColorQuest XE» в режиме работы в проходящем свете. Раствор затем нагревали до 95°С, выдерживали при этой температуре в течение 30 секунд и затем немедленно охлаждали до комнатной температуры в ледяной бане. Прозрачность обработанного нагреванием раствора снова измеряли.

Прозрачность раствора белка до и после нагревания изложена ниже в таблице 14:

Как можно видеть в таблице 14; образец S500 дал довольно прозрачный раствор в воде при рН 3. Образец был термостабильным, с уровнем мутности который лишь немного изменился при нагревании.

Пример 9:

Этот пример содержит оценку растворимости в воде изолята соевого белка, полученного способом примера 7 (S500). Растворимость проверяли на основе растворимости белка (названной способом по белку, модифицированная версия процедуры Morr et al., J. Food Sci. 50: 1715-1718) и на основе растворимости общего продукта (названной способом по осадку).

Достаточное количество белкового порошка протеиновый порошок для обеспечения 0,5 г белка взвешивали в химическом стакане, а затем небольшое количество очищенной обратным осмосом (RO) воды добавляли к смеси, перемешивали смесь до образования однородной массы. Затем добавляли воду для доведения объема примерно до 45 мл. После этого содержимое химического стакана медленно перемешивали в течение 60 минут с помощью магнитной мешалки. рН определяли сразу же после диспергирования белка и корректировали рН до соответствующего уровня (2, 3, 4, 5, б или 7) с разбавленным NaOH или НС1. Образец также готовили при естественном рН. Для образцов с регуляцией рН, рН измеряли и корректировали два раза во время 60-минутного перемешивания. После 60-минутного перемешивания, доводили общий объем образцов до 50 мл с помощью RO-воды, с получением 1% масс./об. белковой дисперсии. Содержание белка в дисперсиях измеряли с помощью прибора «LECO FP528 Nitrogen Determinator». Аликвоты (20 мл) дисперсий затем переносили в предварительно взвешенные центрифужные пробирки, которые сушили в течение ночи в сушильном шкафу при 100°С, затем охлаждали в эксикаторе и закрывали крышками. Образцы центрифугировали при 7800 g в течение 10 минут, что приводило к осаждению нерастворимого материала и получению прозрачной надосадочной жидкости. Содержание белка в надосадочной жидкости измеряли с помощью LECO-анализа, после чего надосадочную жидкость и крышки пробирок выбрасывали, и сушили материал осадка в течение ночи в сушильном шкафу при 100°С. На следующее утро пробирки переносили в эксикатор и давали возможность охладиться. Массу сухого материала осадка записывали. Массу сухого остатка исходного белкового порошка рассчитывали умножением массы использованного порошка на фактор (100 - содержание влаги в порошке (%))/100). Растворимость продукта затем рассчитывали двумя различными путями:

1) Растворимость (способ по белку) (%)=(% белка в надосадочной жидкости /% белка в исходной дисперсии)×100

2) Растворимость (способ по осадку)(%)=(1-(масса сухого нерастворимого материала осадка / ((масса 20 мл дисперсии / масса 50 мл дисперсии)×исходную массу сухого порошок белка)))×100

Естественное значение рН белкового изолята полученного в Примере 7 в воде (1% раствор) представлено в Таблице 15:

Полученные результаты растворимости представлены ниже в Таблицах 16 и 17:

Как видно из результатов Таблиц 16 и 17, продукт S500 был очень хорошо растворим при рН 2, 3 и 7, и при естественном рН.

Пример 10:

Этот пример содержит оценку прозрачности в воде изолята соевого белка, полученного способом примера 7 (S500).

Прозрачность 1% масс./об. раствора белка, полученного как описано в Примере 9, оценивали путем измерения поглощения при 600 нм, оценивали путем измерения поглощения при 600 нм, причем более низкая бальная оценка поглощения указывала на более высокую прозрачность. Анализ образцов на приборе «HunterLab ColorQuest XE» в режиме работы в проходящем свете также дает показатели процента мутности, другой меры прозрачности.

Полученные результаты прозрачности представлены ниже в Таблицах 18 и 19:

Как видно из результатов Таблиц 18 и 19, продукт S500 был очень хорошо растворим при рН 2, 3 и 7, и при естественном рН.

Пример 11:

Этот пример содержит оценку растворимости в безалкогольном напитке («Sprite») и в спортивном напитке («Orange Gatorade») изолята соевого белка, полученного способом примера 7 (S500). Растворимость определяли с использованием белка, добавленного к напиткам без коррекции по рН, и снова определяли растворимость напитков, обогащенных белком, с регуляцией рН до исходного уровня напитков.

Если растворимость оценивали без коррекции рН, достаточное количество белкового порошка для обеспечения 1 г белка взвешивали в химическом стакане и малое количество напитка добавляли и перемешивали до образования однородной массы. Дополнительный напиток добавляли для доведения объема до 50 мл, и затем растворы медленно перемешивали на магнитной мешалке в течение 60 минут для получения 2 масс./об.% белковой дисперсии. Содержание белка образцов анализировали с использованием прибора «LECO FP528 Nitrogen Determinator», затем аликвоты напитков, содержащих белок центрифугировали при 7800 g в течение 10 минут и измеряли содержимое белка в надосадочной жидкости.

Растворимость (%)=(% белка в надосадочной жидкости /% белка в исходной дисперсии)×100

Когда растворимость оценивали при коррекции рН, то измеряли рН безалкогольного напитка («Sprite») (3,39) и спортивного напитка («Orange Gatorade») (3,19) без белка. В химическом стакане взвешивали достаточное количество белкового порошка для обеспечения 1 г белка, добавляли небольшое количество напитка и перемешивали с образованием однородной массы. Добавляли дополнительный напиток для доведения объема приблизительно до 45 мл, и затем растворы медленно перемешивали на магнитной мешалке в течение 60 минут для получения 2 масс./об. % белковой дисперсии. рН напитков, содержащих белки, измеряли и затем при необходимости корректировали до значения исходного рН, без белка, с помощью НС1 или NaOH. Общий объем каждого раствора затем доводили до 50 мл с помощью дополнительного напитка с получением на выходе 2 масс./об. % белковой дисперсии. Затем содержание белка образцов анализировали с использованием прибора «LECO FP528 Nitrogen Determinator», после чего аликвоту напитков, содержащую белок, центрифугировали при 7800 g в течение 10 минут и измеряли содержание белка в надосадочной жидкости.

Растворимость (%)=(% белка в надосадочной жидкости /% белка в исходной дисперсии)×100

Полученные результаты представлены ниже в Таблице 20:

Как видно из результатов Таблицы 20, S500 не был хорошо растворимым в напитках без корректировки рН. Это частично объясняется тем, что S500 не является подкисленным продуктом. Коррекция рН улучшила растворимость S500 в обоих напитках, хотя белок все еще оставался не полностью растворимым.

Пример 12:

Этот пример содержит оценку прозрачности в безалкогольном напитке изолята соевого белка, полученного способом примера 7 (S500).

Прозрачность 2 масс./об.% белковых дисперсий, приготовленных в безалкогольном напитке («Sprite») и в спортивном напитке («Orange Gatorade») в примере 11, оценивали с помощью способов, описанных в примере 10. Для измерения поглощения при 600 нм, спектрофотометр перед осуществлением измерений обнуляли с помощью соответствующего напитка. Полученные результаты представлены в Таблицах 21 и 22:

Как видно из результатов в таблицах 21 и 22, «Sprite» и «Orange Gatorade» с добавленным S500 были очень мутными, причем, возможно путем коррекции рН достигнуто лишь незначительное улучшение.

Таким образом, могут быть изготовлены изоляты белка сои, с помощью которых могут быть получены термостабильные и прозрачные водные растворы при кислых значениях рН. В пределах объема притязаний настоящего изобретения возможны модификации.

Реферат

Группа изобретений относится к пищевой промышленности. Продукт соевого белка имеет содержание белка, по меньшей мере, 60 мас.% или, по меньшей мере, 90 мас.% (N×6,25), то есть изолят, из расчета на сухую массу (N×6,25), получают из надосадочной жидкости осадка мицеллярной массы соевого белка. Кальциевую соль или другую двухвалентную соль добавляют к надосадочной жидкости перед концентрированием, после исходного концентрирования или после конечного концентрирования для получения проводимости от около 2 до около 30 мСм. Осадок удаляют из полученного в результате раствора и необязательно регулируют рН чистого соевого белка до значения от около 1,5 до около 4,4. Раствор концентрируют до около 50-400 г/л. Концентрированный раствор белка перед сушкой необязательно фильтруют с помощью диализа. Напиток представляет собой кислый раствор с растворенным в нем соевым белковым продуктом. Группа изобретений обеспечивает получение продукта, который является растворимым в кислой среде, и с ним получают прозрачные, термостабильные растворы при низких значениях рН, продукты могут использовать для обогащения белком безалкогольных и спортивных напитков. 6 н. и 14 з.п. ф-лы, 22 табл., 12 пр.

Формула