СВОЙСТВА ИЗОЛЯТА БЕЛКА КАНОЛЫ-III Российский патент 2008 года по МПК A23J1/14 A23J3/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к изоляту белка канолы, его свойствам и применению.

Уровень техники

В патентах США №5844086 и 6005076 ("Murray II"), правопреемником которых является автор настоящей заявки и которые включены в перечень ссылок, принятых во внимание при рассмотрении настоящей заявки, описан способ выделения изолятов белка из муки из семян масличных культур, имеющей высокое содержание жира, включая муку из семян канолы с высоким содержанием жира. Стадии указанного способа включают растворение белкового материала из муки из семян масличных культур, в процессе которого растворяется также содержащийся в муке жир, и удаление жира из полученного водного белкового раствора. Водный белковый раствор можно отделить от остаточной муки из семян масличных культур перед или после стадии удаления жира. Обезжиренный белковый раствор концентрируют для повышения концентрации белка при поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной, после чего концентрированный белковый раствор может быть подвергнут дополнительному обезжириванию. Затем концентрированный белковый раствор разбавляют с тем, чтобы инициировать агрегацию белковых молекул в виде дискретных капель белка в мицеллярной форме. Белковые мицеллы осаждают отстаиванием с получением агрегатированной, коалесцирующей, плотной, аморфной, клейковиноподобной массы белкового изолята, обозначенной термином «белковая мицеллярная масса» или БММ, которая отделяется от остаточной водной фазы и высушивается.

Белковый изолят имеет содержание белка (при определении по Кьельдалю N×6,25), по меньшей мере, примерно 90% масс., в основном в неденатурированном виде (при определении методом дифференциальной сканирующей калориметрии), и имеет низкое остаточное содержание жира - примерно менее 1% масс. Выход белкового изолята, полученного описанным способом, в большинстве случаев составляет менее 40% масс., обычно примерно 20% масс., от того относительного количества белка, которое было экстрагировано из муки из семян масличных культур и которое было использовано для получения сухого белкового изолята.

Способ, описанный в вышеуказанных патентах, был разработан с целью модификации и улучшения способа получения белкового изолята из различных источников белка, включая семена масличных культур, описанного в патенте США №4208323 ("Murray IB"). Мука из семян масличных культур, выпускавшаяся промышленностью в 1980 году, когда был опубликован патент США №4208323, не содержала столько жира, сколько его содержала мука из семян канолы, которая выпускалась промышленностью в период публикации патентов "Murray II", вследствие чего способ, описанный в патенте США №4208323, не может быть применен для получения белкового изолята из муки из семян масличных культур путем обработки ее способом Murray II, белковых материалов, имеющих содержание белка более 90% масс. В патенте США №4208323 нет сведений о проведении специальных экспериментов с использованием в качестве исходного сырья рапсовой муки (муки из семян канолы).

Патент США №4208323 защищает способ, являющийся модификацией способа, описанного в патентах США №4169090 и 4285862 ("Murray IA"). Указанная модификация заключается во введении стадии концентрирования белкового раствора перед его разбавлением для образования БММ. Последняя стадия служит для увеличения выхода белкового изолята от примерно 20% масс., которые обеспечивает способ "Murray IA", и выше.

В совместно рассматриваемых заявках на патенты США №60/288415 от 4 мая 2001 г., 60/326987 от 5 октября 2001 г., 60/331066 от 7 ноября 2001 г., 60/333494 от 28 ноября 2001 г., 60/374801 от 24 апреля 2002 г. и 10/137391 от 3 мая 2002 г., правопреемником которых является автор настоящей заявки и которые включены в перечень ссылок, принятых во внимание при рассмотрении настоящей заявки, описаны последующие варианты модификации соответствующих предшествующему уровню техники способов выделения белка из семян масличных культур, направленные на дальнейшее повышение выхода сухого белкового изолята в пределах того относительного количества белка, которое экстрагируется из семян масличных культур и затем идет на получение белкового изолята с высокой степенью чистоты, содержащего, по меньшей мере, примерно 100% масс. белка при определении его содержания по Кьельдалю с учетом коэффициента пересчета азота (N) на белок N×6,25. Способ может использоваться, в частности, для получения изолята белка канолы.

Согласно способу, описанному в вышеперечисленных заявках на патенты США, мука из семян масличных культур экстрагируется водным раствором соли пищевого качества. Объем полученного раствора белкового экстракта после предварительной обработки адсорбентом пигментов при необходимости может быть уменьшен ультрафильтрацией для получения концентрированного белкового раствора, имеющего содержание белка выше примерно 200 г/л. Концентрированный белковый раствор разбавляют затем охлажденной водой с температурой ниже примерно 15°С, что приводит к образованию белых белковых мицелл, осаждающихся отстаиванием. Оставшуюся после удаления надосадочной жидкости осажденную, вязкую, клейкую массу (БММ) высушивают.

В одном из вариантов способа, описанного в вышеуказанной заявке на патент США №60/288415 применительно к изоляту белка канолы, а также способа, описанного в совместно рассматриваемых заявках на патенты США №60/326987, 60/331066, 60/333494, 60/374801 и 10/137391, надосадочная жидкость (супернатант) от стадии осаждения БММ подвергается обработке с целью извлечения белкового изолята, включающего сухой белок из влажной БММ и надосадочной жидкости. Это может быть достигнуто путем предварительного концентрирования надосадочной жидкости с использованием ультрафильтрационных мембран, смешивания концентрированной надосадочной жидкости с влажной БММ и последующей сушки смеси. Готовый изолят белка канолы характеризуется высокой чистотой и содержит, по меньшей мере, примерно 90% масс. белка, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100% масс. белка, при определении его по Кьельдалю N×6,25.

В одном из вариантов способа, описанного в вышеупомянутой заявке на патент США №60/288415 применительно к изоляту белка канолы, а также способа, описанного в совместно рассматриваемых заявках на патенты США №60/331066, 60/333494, 60/363283, 60/374801 и 10/137390, надосадочная жидкость от стадии осаждения БММ подвергается обработке с целью извлечения из нее изолята белка. Это может достигаться путем предварительного концентрирования надосадочной жидкости с применением ультрафильтрационных мембран и сушки концентрата. Готовый изолят белка канолы характеризуется высокой чистотой и содержит, по меньшей мере, примерно 90% масс., предпочтительно, по меньшей мере, 100% масс., белка при определении его по Кьельдалю N×6,25.

В совместно рассматриваемых заявках на патенты США №60/331646 от 20 ноября 2001 г., 60/383809 от 30 мая 2002 г. и 10/298678 от 19 ноября 2002 г., правопреемником которых является заявитель настоящей заявки и которые включены в перечень ссылок к настоящей заявке, описывается непрерывный способ получения изолятов белка канолы. Согласно этому способу мука из семян канолы смешивается в непрерывном режиме с раствором соли пищевого качества, полученная смесь транспортируется по трубопроводу, в процессе чего одновременно осуществляется экстрагирование белка из муки из семян канолы с образованием водного белкового раствора; полученный водный белковый раствор отделяется в непрерывном режиме от остаточной муки из семян канолы и пропускается также в непрерывном режиме через установку с селективными мембранами с целью повышения содержания белка в водном белковом растворе, по меньшей мере, примерно до 200 г/л при поддержании ионной силы раствора в основном постоянной; полученный концентрированный белковый раствор смешивается в непрерывном режиме с охлажденной водой с тем, чтобы вызвать образование белковых мицелл; образовавшиеся белковые мицеллы непрерывно осаждаются отстаиванием, в то время как надосадочная жидкость непрерывно сливается с осадка до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое количество белковой мицеллярной массы, накапливаемой в резервуаре-отстойнике. Белковая мицеллярная масса выгружается из указанного резервуара-отстойника и может подвергаться сушке. Белковая мицеллярная масса имеет содержание белка, по меньшей мере, примерно 100% масс. при определении его по Кьельдалю (N×6,25). Как и в случае вышеупомянутых находящихся на рассмотрении заявок на патенты США, сливаемая с осадка надосадочная жидкость может быть подвергнута обработке с целью извлечения из нее белкового изолята, включающего сухой белок из влажной БММ и надосадочной жидкости. Указанный способ может осуществляться также в полунепрерывном режиме.

Как указано в совместно рассматриваемых заявках на патенты США №60/332165 от 15 апреля 2002 г. и 60/430687 от 4 декабря 2002 г., правопреемником которых является автор настоящей заявки и которые включены в перечень ссылок к настоящей заявке, осажденная БММ и белок, выделенный из надосадочной жидкости, имеют различное относительное содержание белков канолы 12S, 7S и 2S. Белковый изолят, полученный из БММ и имеющий содержание белка, по меньшей мере, примерно 90% масс., предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100% масс., содержит примерно от 60 до 98% масс. белка 7S, от 1 до 15% масс. белка 12S и от 0 до 25% масс. белка 2S. Изолят белка канолы, полученный из надосадочной жидкости и имеющий содержание белка, по меньшей мере, примерно 90% масс., предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100% масс., содержит примерно от 0 до 5% масс. белка 12S, от 5 до 40% масс. белка 7S и от 60 до 95% масс. белка 2S.

Канола означает рапсовое семя или масличную культуру рапс.

Краткое описание изобретения

В настоящее время установлено, что изолят белка канолы с высокой степенью чистоты, полученный из надосадочной жидкости способом, описанным в вышеупомянутых, совместно рассматриваемых заявках на патенты, придает пищевым продуктам свойства, совершенно уникальные среди белковых материалов. Возможность использовать такой белок, который является растительным по происхождению, в пищевых продуктах позволит создавать пищевые продукты строго вегетарианского направления вместо тех, в которых традиционно использовались яичный белок и/или белок животного происхождения из-за отсутствия заменителей этих белков.

Согласно одному из аспектов настоящее изобретение обеспечивает улучшение пищевой композиции, включающей пищевой продукт и, по меньшей мере, один компонент, проявляющий свойства в указанной пищевой композиции, которое предусматривает, по меньшей мере, частичную замену указанного, по меньшей мере, одного компонента изолятом, в основном, неденатурированного белка канолы, имеющим содержание белка, по меньшей мере, примерно 90% масс., при определении его по Кьельдалю (азот × 6,25), в сухом веществе, при этом указанный изолят белка имеет белковый состав, включающий примерно от 60 до 95% масс. белка 2S, от 5 до 90% масс. белка 7S и от 0 до 5% масс. белка 12S.

Изолят белка канолы может быть в виде высушенной концентрированной надосадочной жидкости, полученной после осаждения белковых мицелл из водной дисперсии.

Изолят белка канолы может использоваться в случаях традиционного применения белковых изолятов, например, для обогащения белком продуктов технологической обработки, для эмульгирования масла в воде, в качестве текстурообразователя в хлебопекарных изделиях и пенообразователя во взбитых продуктах. Изолят белка канолы может также обладать свойствами, не проявляемыми в исходном сырье и продуктах изоэлектрического осаждения. Изолят белка канолы обладает определенными свойствами, во многом сходными со свойствами продуктов, описанных в соответствующих предыдущему уровню техники патентах "Murray I", включая активность к образованию белковых волокон и возможность применения в качестве заменителя яичного белка или наполнителя, удешевляющего стоимость тех пищевых продуктов, в которых традиционно использовался яичный белок в качестве связующего агента. Как указывалось выше, изолят белка канолы может проявлять и другие функциональные свойства.

Функции белка можно классифицировать по ряду свойств. В приведенной ниже таблице I дается перечень функциональных свойств белка с указанием пищевых продуктов, в которых белок проявляет те или иные функциональные свойства, и белков, которые традиционно используются для обеспечения заданных свойств.

Таблица IСвойствоПищевой продуктБелок1. РастворимостьНапиткиЯичный белок и белки молочной сыворотки2. ВязкостьЗаправки для салатов и т.п., десертыЖелатин3. Водосвязывающая активностьКолбасные изделия, мучные кондитерские изделияМясной белок, яичный белок4. Желирующая активностьЙогурт, десерты, сырыЯичный белок и белки молока, желатин5. Когезионная/адгезионная активностьМясные продукты, колбасы, пастыЯичный белок и белки молочной сыворотки6. ЭластичностьМясные продукты, хлебобулочные изделияЯичный белок и белки молочной сыворотки, мясной белок7. Эмульгирующая активностьКолбасы, заправкиЯичный белок и белки молока8. Пенообразующая активностьВерхушечные украшения для мучных кондитерских изделий, нуга, мороженоеЯичный белок и белки молока9. Жиросвязывающая активностьХлебобулочные изделия, пончикиЯичный белок и белки молока, клейковина10. Пленкообразующая активностьСдоба и хлебЯичный белок, клейковина11. Активность к образованию волоконАналоги мясаМясной белок* Данная таблица I взята частично из Food Chemistry, 3-е издание, 1996, Ed. Owen Fennema, Marcel Dekkar Inc., c. 366.

Как можно видеть из таблицы I, яичный белок обладает широким спектром свойств, но не настолько широким, как изолят белка канолы согласно настоящему изобретению. Однако изолят белка канолы может использоваться в каждом из указанных случаев применения вместо белков, традиционно применяемых для обеспечения специфических функциональных свойств. В большинстве случаев изолят белка канолы может заменять или дополнять существующий белковый продукт. В дополнение к этому, изолят белка канолы характеризуется высококачественным аминокислотным профилем, мягким ароматическим профилем и не содержит ни веществ, ухудшающих аромат продуктов, ни антипитательных факторов, которые сужали бы его применение в пищевых продуктах.

С учетом того, что некоторые из функциональных свойств, перечисленных в таблице I, весьма схожи или в какой-то степени дополняют друг друга, их можно классифицировать по следующим категориям:

ГруппаКатегорииА(8) Пенообразующая и (10) пленкообразующая активностьБ(1) Растворимость и (3) водосвязывающая активностьВ(5) Когезионная/адгезионная активностьГ(2) Вязкость (загущающая активность) (4) Желирующая активность и (6) эластичностьД(7) Эмульгирующая активность (9) Жиросвязывающая активностьЕ(11) Активность к образованию волокон

Подробное описание изобретения

Растворимость

Как говорилось выше, одним из функциональных свойств, присущих изоляту белка канолы, является растворимость в водных средах, например в воде. Изолят белка канолы хорошо растворяется в воде в присутствии хлорида натрия; в отсутствие же хлорида натрия его растворимость в воде снижается. Растворимость белка изменяется при различных значениях рН, температурах и концентрациях натрия. Молоко представляет собой белковую дисперсию, содержащую примерно 4% масс. белка, диспергированного в водной фазе. Жидкий яичный белок, широко используемый в пищевой промышленности, содержит около 10% масс. белков яйца.

Примером, где могут использоваться такие белковые продукты в соответствующей концентрации, может служить белковый напиток.

Вязкость

Как указывалось выше, одним из функциональных свойств изолята белка канолы является активность его действия как загустителя, повышающего вязкость различных пищевых продуктов. Изолят белка канолы может использоваться в качестве заменителя желатина, крахмалов и ксантановой камеди, традиционно используемых для этой цели в таких продуктах, как, например, мягкие сыры, заправки для салатов, десерты, такие как пудинг Jello^®, и соусы.

Водосвязывающая активность

Водосвязывающие свойства белков используются в производстве колбас и мучных кондитерских изделий для удержания влаги в продуктах, подвергаемых кулинарной обработке. Изолят белка канолы может использоваться для замены, частичной или полной, яичного и мясного белков, традиционно использующихся в этих продуктах с указанной целью.

Желирующая активность

Желирующие (гелеобразующие) свойства белков используются в производстве йогурта, десертов и сыра, а также различных аналогов мясных продуктов, таких как аналог бекона. Яичный белок и белки молока, а также желатин, традиционно применяющиеся для указанной цели, могут быть заменены частично или полностью изолятом белка канолы согласно настоящему изобретению.

Когезионная/адгезионная активность

В различных мясопродуктах, колбасных и макаронных изделиях традиционно используется указанная активность яичного белка и/или белков молочной сыворотки: эти белки вводят в рецептуры указанных продуктов для связывания отдельных компонентов и последующей коагуляции их в процессе тепловой обработки. Изолят белка канолы может заменить частично или полностью традиционно использующиеся белки и обеспечить требуемые функциональные свойства.

Примером использования этих свойств могут служить так называемые «вегги-бургеры» (т.е. растительные гамбургеры), в которых яичный белок, обычно применяющийся для обеспечения требуемой когезии/адгезии аналога мясного фарша, может быть заменен изолятом белка канолы. Другими примерами являются мясной хлеб и мясные фрикадельки, в которых изолят белка канолы также может служить заменителем яичного белка.

Эластичность

Изолят белка канолы может заменить частично или полностью яичный белок и мясной белок, обычно использующиеся для этих целей, в мясных продуктах. Примерами замены мясного белка опять-таки могут служить "вегги-бургеры".

Эмульгирующая активность

Указанное свойство яичного белка, яичного желтка и белков молока обычно используется в колбасах, аналогах мяса, заменителях жировой ткани, сырных спредах и заправках для салатов для обеспечения требуемой эмульгируемости жиров и масел, присутствующих в указанных продуктах. Изолят белка канолы может использоваться для частичной или полной замены яичного белка и белков молока для обеспечения указанных функциональных свойств.

Пенообразующая активность

Пенообразующие свойства яичного белка и белков молока, обеспечивающие стабильную взбитую структуру в таких продуктах, как мороженое, нуга, печенье из белкового теста и меренги, могут воспроизводиться за счет введения изолята белка канолы.

Жиросвязывающая активность

Указанное свойство яичного белка и белков молока обычно используется в хлебобулочных изделиях и пончиках. Изолят белка канолы может заменить частично или полностью указанные белки и обеспечить требуемое связывание жира. Это его свойство может быть использовано также в готовых смесях для печенья.

Пленкообразующая активность

Изолят белка канолы можно использовать благодаря его активности к образованию пленок в производстве хлеба и сдобных булочек. Его пленкообразующие свойства могут использоваться также для приготовления пищевых покрытий на фрукты, например яблоки.

Активность к образованию волокон

Изолят белка канолы можно формовать в виде белковых волокон специальным способом, описанным, например, в патентах США №4328252, 4490397 и 4501760. Эти белковые волокна могут использоваться благодаря их вязкой при жевании текстуре в различных аналогах мясных продуктов, таких как аналог мясной закуски, не содержащая мяса колбаса к завтраку, аналог бекона, заменитель жировой ткани и аналог морепродуктов, например аналоги креветочного и крабового мяса, а также в других пищевых продуктах.

Таким образом, изолят белка канолы, полученный из надосадочной жидкости, может служить для замены множества пищевых ингредиентов (как белковых, так и небелковых) с проявлением широкого, ранее не наблюдавшегося спектра функциональных свойств. Изолят белка канолы может заменить яичный белок, яичный желток, соевый белок, ксантановую камедь, желатин и белки молока в самых различных пищевых продуктах. Изолят белка канолы отличается мягким вкусом и не требует комбинирования с интенсивными ароматизаторами или специями.

В нижеследующих примерах показано специфическое применение широкого спектра функциональных свойств изолята белка канолы.

Примеры

Изобретение поясняется следующими неограничивающими примерами.

Пример 1

В настоящем примере показано приготовление образцов изолята белка канолы для тестирования его функциональных свойств.

'а' кг муки из семян канолы промышленного производства добавляли к 'b' литрам 0,15 М раствора NaCl при температуре окружающей среды и перемешивали в течение 'с' минут до получения водного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' г/л. Остаток муки из семян канолы удаляли и промывали на ленточном вакуум-фильтре. Готовый белковый раствор осветляли центрифугированием с получением прозрачного белкового раствора, имеющего содержание белка 'е' г/л.

Объем прозрачного белкового раствора уменьшали в ультрафильтрационной системе с использованием мембран, пропускающих вещества с молекулярной массой 3000 дальтон. Полученный концентрированный белковый раствор содержал 'f' г/л белка.

Концентрированный раствор при 'g' °C разбавляли водой температурой 39°F (4°C) в соотношении 1:'h'. Мгновенно образующуюся белую муть осаждали отстаиванием. Верхний слой воды, использовавшейся для разбавления, сливали с осадка и уменьшали его объем на фактор 'i' методом ультрафильтрации с использованием мембран, пропускающих вещества с молекулярной массой 3000 дальтон. Концентрат высушивали; полученный сухой белок содержал белка 'j' % масс. (N×6,25). Изолят белка канолы обозначен кодовым номером 'k'.

Параметры от 'а' до 'k' для различных образцов изолята белка приводятся в таблице II.

Таблица IIkаbсdеfghijBW-AL016-J24-01А-С200120080003022,716,9281,0371016103,9A8-1615010003013,111,3316,530183691,8

Пример 2

Настоящий пример показывает другой способ приготовления образцов изолята белка канолы для тестирования его функциональных свойств.

'а' кг муки из семян канолы промышленного производства добавляли к 'b' литрам 0,15 М раствора NaCl при температуре окружающей среды в присутствии 'с' кг аскорбиновой кислоты. Смесь перемешивали в течение 30 минут до получения водного белкового раствора, содержащего 'd' г/л белка. Остаток муки из семян канолы удаляли и промывали на ленточном вакуум-фильтре. Полученный белковый раствор имел содержание белка 'е' г/л.

'f' литров осветленного белкового раствора уменьшали по объему до 'g' литров в ультрафильтрационной системе с использованием мембран, пропускающих вещества с молекулярной массой 5000 дальтон. 'g' литров ультрафильтрованного белкового раствора подвергали диафильтрации в течение 1 часа с 'h' литров водного 0,15 М раствора NaCl, содержащего 0,05% аскорбиновой кислоты, с применением вышеуказанных мембран для получения 'i' литров диафильтрованного раствора.

Диафильтрованный раствор пастеризовали в емкости с изоляционной рубашкой при 65°С 5 минут, после чего охлаждали до 'j' °C.

Концентрированный раствор разбавляли водой с температурой 39°F (4°C) в соотношении 1:15. Мгновенно образующуюся белую муть осаждали отстаиванием. Верхний слой воды, использовавшейся для разбавления, сливали с осадка и уменьшали по объему методом ультрафильтрации с использованием мембран, пропускающих вещества с молекулярной массой 5000 дальтон, до 'k' литров. В случае продукта BW-AL018-E29-02А-С200 концентрат также подвергали диафильтрации с 125 л воды в течение 1 часа до окончательного объема 21,25 л.

Ультрафильтрованный (BW-AL017-D11-02A-C200) и диафильтрованный (BW-AL018-E29-02A-C200) растворы пастеризовали в емкости с изоляционной рубашкой при 65°С 5 минут, после чего охлаждали до 'l' °С. Далее пастеризованный раствор сушили распылительной сушкой. Полученный сухой белок содержал 'm' % масс. белка (N×6,25). Изолят белка канолы обозначен кодовым номером 'n'.

Параметры от 'а' до 'n' для различных образцов изолятов белка приводятся в таблице III.

Таблица IIINаbсdеfghijklmBW-AL017-D11-02А-С20012008000426,317,75882552150012703044,517,698,7BW-AL018-Е29-02А-С20015010000,524,417,8820252502412,92512,897,5

Пример 3

Настоящий пример показывает применение изолята белка канолы в производстве выпекаемых пирожных меренга.

Показано использование пенообразующих свойств изолята белка канолы при приготовлении выпекаемой меренги в качестве заменителя яичного белка, традиционно использующегося в таких продуктах. Использовался изолят белка канолы А8-16, полученный, как описано в примере 1. Рецептура приводится в таблице IV.

Таблица IVИнгредиентКоличество (г)Процентное количество (%)А8-1611,63,6Вода85,226,0Соль0,40,1Сахар (1)161,749,3Сахар (2)55,316,9Кукурузный крахмал8,92,7Лимонный сок4,71.4Всего327,8100,0

Изолят белка канолы, соль и воду помещали в чашу миксера Хобарт. Белок диспергировали путем перемешивания раствора вручную с помощью взбивалки миксера до полного смачивания всего белка. Затем смесь взбивали автоматически на скорости 3 в течение 2 минут. Сахар (1) добавляли постепенно в условиях перемешивания на скорости 3 в течение 1 минуты и 15 секунд. С помощью резинового шпателя соскребали остатки со стенок и дна чаши миксера. Раствор дополнительно перемешивали еще 5 секунд. Кукурузный крахмал предварительно смешивали с сахаром (2) с помощью вилки в отдельной чашке. Затем сухую смесь и лимонный сок осторожно вмешивали во взбитую смесь с помощью резинового шпателя (примерно за 20 приемов). Общую смесь переносили в кондитерский мешок с трубочкой и высаживали на противень для выпечки, покрытый пергаментом. Меренги выпекали при 200°F (93°C) в течение 3 часов на серединной решетке духовки. После выпекания духовку отключали, а печенье оставляли на ночь в духовке с включенным светом.

Готовые меренги имели хрустящую, сахаристую и крошливую текстуру, светлую окраску и слегка закругленную форму. В процессе приготовления изолят белка канолы показал пенообразующие характеристики, аналогичные яичному белку, такие как плотность пены (0,28 г/мл в случае Supertein и 0,32 г/мл в случае белка цельного яйца).

Пример 4

Настоящий пример показывает применение изолята белка канолы в производстве жареных пончиков.

Тесто для пончиков готовили с использованием изолята белка канолы А8-16, полученного, как описано в примере 1, взамен цельного яйца, чтобы протестировать жиросвязывающую активность и когезионные/адгезионные свойства изолята. Яичные продукты придают тесту сдобность и нежность и улучшают пищевое качество продукта в целом.

Рецептура теста для пончиков приводится в таблице V.

Таблица VИнгредиентКоличество (г)Процентное количество (%)Мука общего назначения (1)237,523,2Мука общего назначения (2)243,223,8Сахар белый217,721,3Разрыхлитель для теста16,21,6Соль3,00,3Корица2,30,2Масло сливочное23,62,3А8-1612,31,2Вода90,38,8Молоко176,517,3Всего1022,6100,0

Сахар, разрыхлитель для теста, соль, корицу, белок и муку (1) смешивали вручную с помощью вилки в чаше миксера Хобарт. Добавляли масло, воду и молоко. Смесь перемешивали на скорости 1 в течение 30 секунд с включением лопастной мешалки миксера. Затем резиновым шпателем соскребали остатки смеси со дна и боковых стенок чаши. Смесь дополнительно перемешивали еще в течение 2 минут на скорости 2, после чего вновь соскребали остатки смеси. В условиях перемешивания на скорости 1 в течение 1 минуты добавляли остальную муку (2). Тесто выкладывали из чаши миксера на хорошо посыпанную мукой разделочную доску. Тесто округляли и раскатывали посыпанной мукой скалкой до толщины ¼ дюйма (1 дюйм = 2,54 см). Далее тесто с помощью тестоделительного устройства нарезали на заготовки для пончиков, которые размещали на противне, выстланном пергаментом. Заготовки обжаривали во фритюре при 374°F (190°C) в течение 60 секунд с каждой стороны в обжарочной печи (супербезопасная модель 8208 фирмы SEB).

Пончики имели однородную наружную поверхность, аппетитный золотистый цвет и прочную внешнюю текстуру. Внутренняя их текстура была мягкой, аналогичной хлебу, со слабо выраженным запахом корицы.

Пример 5

Настоящий пример показывает применение изолята белка канолы в пончиках из дрожжевого теста.

Указанные пончики готовили с применением изолята белка канолы А8-16, полученного, как описано в примере 1, в качестве заменителя цельных яиц в рецептуре, чтобы протестировать жиросвязывающую активность и когезионные/адгезионные свойства изолята белка канолы. Яичные продукты могут улучшить пищевое качество, цвет поджаренной корочки и стойкость пончиков в хранении, хотя пончики высокого качества можно также приготовить и без использования яичных продуктов. Для приготовления теста использовали хлебопекарное оборудование. Рецептура дрожжевых пончиков приводится в таблице VI.

Таблица VIИнгредиентКоличество (г)Процентное количество (%)Дрожжи5,41,0Мука общего назначения257,848,7Мускатный орех2,20,4Соль6,81,3Сахар-песок белый56,610,7Масло сливочное42,88,1А8-166,01,1Вода151,928,7Всего529,5100,0

Форму для выпечки хлеба вынимали из автомата для выпечки хлеба и наливали в нее воду. Муку, мускатный орех, соль, сахар и изолят белка канолы смешивали вручную, а затем добавляли в указанную форму, при этом ее слегка ударяли по плоской поверхности для равномерного распределения ингредиентов. Масло делили на четыре порции, каждую из которых закладывали в каждый угол формы. В середине сухой смеси ингредиентов делали углубление, куда вносили дрожжи. Затем форму закрывали и помещали в автомат для приготовления теста и выпечки хлеба фирмы Westbend с программным управлением, устанавливали программу «Тесто», закрывали и нажимали на кнопку пуска. По окончании программы тесто переносили в слегка смазанную жиром емкость, покрывали пленкой и выдерживали в течение 10 минут. После выдержки тесто раскатывали обсыпанной мукой скалкой до толщины ¼ дюйма (1 дюйм = 2,54 см) на хорошо посыпанной мукой разделочной доске. Нарезанные заготовки помещали на выстланный пергаментом противень для выпечки, покрывали пленкой и оставляли для подъема теста на 60 минут. Заготовки обжаривали во фритюре при 374°F (190°C) в течение 45 секунд с каждой стороны в обжарочной печи (супербезопасная модель 8208 фирмы SEB).

Тесто, приготовленное в хлебопекарном автомате, было растяжимым, пластичным и мягким. Пончики имели золотистый цвет, мягкую внутреннюю текстуру, аналогичную хлебу, и слегка хрустящую внешнюю текстуру. По вкусу, аромату и текстуре пончики были сравнимы с контрольным продуктом, приготовленным с яйцом.

Пример 6

Настоящий пример показывает применение изолята белка канолы в производстве растительных гамбургеров с грибами.

Связующая активность и адгезионные/когезионные свойства изолята белка канолы BW-AL016-J24-01A-C200, полученного, как описано в примере 1, проявились в гамбургерах с грибами. Изолят белка канолы использовался в качестве заменителя яйца в рецептуре.

Рецептура гамбургеров с грибами приводится в таблице VII.

Таблица VIIИнгредиентКоличество (г)Процентное количество (%)Грибы, нарезанные кубиками170,551,6Масло канолы10,93,3Лук, мелко нарезанный50,215,2Сухарная крошка53,416,1BW-AL016-J24-01A-C2004,71,4Вода34,810,5Соль1,10,3Перец молотый0,30,1Зубок чеснока, раздавленный5,11,5Всего331,0100,0

Лук и чеснок обжаривали в небольшом количестве масла в течение 2 минут (деления 3-4). При добавлении грибов нагрев увеличивали до деления 5 и тушили до тех пор, пока грибы не стали мягкими, а вся жидкость не испарилась (примерно 6 минут). После тушения смесь охлаждали до комнатной температуры. Смешивали соль с водой, добавляли изолят белка канолы, перемешивали вручную и оставляли для гидратации на 15 минут. Затем соединяли все ингредиенты и формовали в виде котлет (патти) массой по 100 г. Патти обжаривали с двух сторон на сковороде на делении 2-3 в течение 2 минут до температуры в толще продукта >165°F (74°C).

Обжаренные на сковороде гамбургеры показали хорошие связующие характеристики, они сохраняли связуемость в процессе термообработки и не теряли ее при проведении оценки. Гамбургеры с грибами имели увлажненную текстуру и сильно выраженный аромат лука и перца. Обжаренные гамбургеры имели аппетитный золотисто-коричневый цвет и закругленную плоскую поверхность.

Пример 7

Настоящий пример показывает применение изолята белка канолы в сосисках.

Связующая активность изолята белка канолы BW-AL016-J24-01A-C200, полученного, как описано в примере 1, проявилась в сосисках. Рецептура сосисок приводится в таблице VIII.

Таблица VIIIИнгредиентКоличество (г)Процентное количество (%)Говяжья обрезь (85% тощего мяса)183,335,7Свиная обрезь (60% тощего мяса)198,538,7Соль9.01,8Лед измельченный75,014,6Вода25,04,9Сахар5,51,1Посолочная смесь для мокрого посола1,20,2Эриторбат натрия0,30,1Перец белый1,10,2Мускатный орех0,60,1Фосфат0,20,0BW-AL016-J24-01A-C20013,42,6Всего513,1100,0

Смешивали воду и соль и медленно взбивали вручную вместе с изолятом белка канолы. Полученную смесь оставляли для гидратации на 15 минут. Свиную и говяжью обрезь измельчали по отдельности через решетку волчка с диаметром отверстий 3/8 дюйма (1 дюйм = 2,54 см). Говяжью обрезь измельчали в течение примерно 1-2 минут в куттере с вращающейся чашей вместе со смесью из льда, соли, посолочной смеси, эриторбата, фосфата, специй, сахара и белка. Перед измельчением начальная температура говядины должна быть максимум 35°F (2°C), а конечная температура измельчения 40°F (4°С). Измельченную свинину и оставшийся лед добавляли к смеси измельченной говядины и дополнительно куттеровали еще в течение 1-2 минут в куттере с вращающейся чашей до температуры 60,8°F (16°C). Из полученного мясного фарша формовали сосиски массой по 100 г в сарановой пленке, перекрученной с обоих концов. Сосиски помещали в форму для запекания мясного хлеба таким образом, чтобы обеспечивалось стекание жира. Форму покрывали пленкой, термообработку проводили при 200°F (93°C) до температуры в толще продукта 185°F (85°C).

Сосиски имели типичный для говядины вкус и сильно выраженный мясной запах. Продукт обладал прочной текстурой, розоватой внутри и снаружи, и был аналогичен контрольному продукту, приготовленному с использованием соевого белка.

Пример 8

Настоящий пример показывает применение изолята белка канолы в рецептуре напитка, а именно белкового напитка Smoothie.

Напиток приготовляли с использованием изолята белка канолы А8-16, полученного, как описано в примере 1, тестируя тем самым растворимость и загущающую активность изолята белка канолы. Рецептура напитка приводится в таблице IX.

Таблица IXИнгредиентКоличество (г)Процентное количество (%)А8-167,32,6Prestige 5407,32,6Фруктоза кристаллическая18,36,4Ванильный аромат1,10,3Коллоид, обеспечивающий высокую однородность продукта (Colloid ultrasmooth) (?)0,90,3Prosweet MM500,10,1Молоко обезжиренное250,087,7Всего285,0100,0

Все ингредиенты, за исключением молока, смешивали вручную до получения однородной сухой смеси. В смеситель Osterizer вносили четыре столовые ложки молока, а затем сухую смесь. После чего добавляли оставшееся молоко. Смесь перемешивали в течение 45 секунд. При необходимости соскребали со стенок смесителя остатки порошка с помощью резинового шпателя и дополнительно перемешивали в течение еще 5 секунд.

Готовый напиток имел кремообразный, пенящийся вид, густую консистенцию и представлял собой стабильную суспензию. Его аромат был типичным для ванильного белкового напитка, приготовленного с соей.

Пример 9

Настоящий пример показывает применение изолята белка канолы для формования текстурированного белка канолы.

Активность изолята белка канолы к образованию волокон показана на примере приготовления текстурированного белка канолы. Текстурированный белок канолы получали с использованием изолята белка канолы путем смачивания высушенного распылительной сушкой изолята белка канолы в следующих концентрациях (таблица X).

Таблица ХИнгредиентКоличество (г)Процентное количество (%)BW-AL016-J24-01А-С20020,266,0Вода10,434,0Всего30,6100,0

В чашу миксера вносили высушенный распылительной сушкой изолят белка канолы и воду. Белок диспергировали путем перемешивания раствора вручную ложкой до полного смачивания всего белка. Полученную жидкую смесь отбирали шприцем на 5 см³, а затем экструдировали в воду с температурой от 95°С (203°F) до 99°С (210°F). По поверхности воды отмечалось образование длинных волокон, похожих на спагетти. Длинные пучки белковых волокон переворачивали вручную для равномерной тепловой обработки их со всех сторон. Затем пучки волокон вынимали из воды, избыток воды удаляли с помощью легко впитывающего влагу полотенца.

Волокна были мягкими, слегка ломкими и имели светло-желтый цвет.

Пример 10

Настоящий пример показывает растворимость изолята белка канолы. В примере использован метод, описанный в «Методах тестирования функциональных свойств белка» (Methods of Testing Protein Functionality), изд. G.M.Hall, Blackie Academic & Professional, 1996, стр.27.

10 г сухого изолята белка канолы BW-AL016-J24-01A-C200, полученного, как описано в примере 1, объединяли с 400 мл дистиллированной воды в лабораторном стакане на 600 мл для приготовления 2,5% масс. белкового раствора. Белковый раствор перемешивали путем гомогенизации в течение 2 минут при 4500 об./мин до получения однородной суспензии. Определяли рН белкового раствора; для регулирования рН раствор разделяли на две одинаковые по объему части, рН одной части устанавливали в щелочной, второй части - в кислой области рН.

рН белкового раствора устанавливали на уровне рН 4,0, 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0, 7,5 и 8,0 с помощью 0,1 М раствора NaOH или 5% HCl. Отбирали небольшую пробу каждого из растворов с различным рН для определения содержания белка. 30 мл раствора с установленным рН помещали в центрифужную пробирку на 45 мл и центрифугировали 10 минут при 10000 об./мин. По окончании центрифугирования определяли концентрацию белка в надосадочном слое для каждого образца белкового раствора с различным уровнем рН.

% растворимости белка определяли, исходя из следующей зависимости:

Полученные результаты приводятся в таблице XI.

Таблица XIpHСредний % белка перед центрифугированием (±0,2%)Средний % белка после центрифугирования (±0,2%)Средний % растворимости4,04,174,0095,724,54,074,10100,745,04,154,1098,805,54,154,0593,596,04,133,9395,166,53,853,1682,087,04,203,5083,337,53,923,3482,658,03,943,3885,79

Как видно из данных таблицы XI, изолят белка канолы почти полностью растворялся при всех контрольных значениях рН, но наиболее высокая растворимость его отмечалась в области рН от 4,0 до 6,0.

Пример 11

Настоящий пример показывает пенообразующие свойства трех отдельных партий изолята белка канолы. Использованный в примере метод описан в Phillips et al., J. Food Sci. 55: 1441, 1990.

Образцы (по 3,75 г) изолята белка канолы BW-AL016-J24-01A-C200, полученного, как описано в примере 1, и изолятов белка канолы BW-AL017-D11-02A-C200 и BW-AL018-E29-02A-C200, полученных, как описано в примере 2, помещали в отдельные лабораторные стаканы емкостью 150 мл. К белку добавляли 60 мл 0,075 М раствора NaCl с получением сначала пастообразной смеси при растворении белка в нескольких мл жидкости. Смесь перемешивали с помощью магнитной мешалки в течение 10 минут. рН раствора устанавливали на уровне рН 7,00 добавлением 0,1 М раствора NaOH и раствор вновь перемешивали в течение еще 10 минут. Затем рН повторно устанавливали на уровне рН 7,00 и объем жидкости доводили до 75 мл добавлением требуемого количества 0,075 М раствора NaCl для получения 5% масс./об. белкового раствора. 75 мл полученного раствора переносили в чашу миксера Хобарт и замеряли общую массу раствора, чаши миксера и взбивалки. Белковый раствор взбивали на скорости 3 в течение 5 минут.

Достаточное количество пены осторожно отбирали из чаши и с помощью резинового шпателя переносили в 2 мерных стаканчика, тарированных на 125 мл. Избыток пены удаляли, используя для этого плоский конец широкого ножа таким образом, чтобы верхняя поверхность пены была вровень с верхней частью мерного стаканчика, и замеряли массу пены. Затем пену осторожно возвращали в чащу миксера и взбивали в течение еще 5 минут. Процедуру повторяли. Пену осторожно возвращали в чашу миксера и вновь взбивали в течение еще 5 минут, т.е. общая продолжительность взбивания составила 15 минут. Процедуру вновь повторяли.

% взбитости рассчитывали по следующему уравнению:

Тестировали также стабильность пены. Белковый раствор готовили по той же методике, что и для измерений % взбитости, за исключением того, что белковый раствор взбивали в течение 15 минут на скорости 3. Используя резиновый шпатель, пену осторожно переносили в воронку на 1 л с длинным отводящим концом, опущенным в мерный цилиндр на 250 мл. Перед перенесением пены в верхнее отверстие воронки помещали небольшое количество минеральной (кварцевой) ваты для предупреждения расползания пены, позволяя при этом жидкости стекать.

Измеряли объем жидкости, накопившейся в мерном цилиндре спустя 5, 10 и 15 минут. Объем, удерживаемый ватой, прибавляли к конечному объему.

Эксперименты повторяли для проведения сравнительной оценки с яичным белком, изолятом белков молочной сыворотки (Alacen 895 от фирмы New Zealand Milk Products) и изолятом соевого белка (Profam 891 от фирмы Archer Daniels Midland). Полученные результаты приводятся в таблицах XII, XIII, XIV и XV.

Таблица XIIрН белкового раствора после перемешиванияОбразец белкарН спустя 10 минут перемешиваниярН спустя 20 минут перемешиванияЯичный альбумин6,886,95Белки молочной сыворотки6,496,98Соевый белок7,137,01BW-AL016-J24-01A-C2005,736,94

Таблица XIIIСредняя масса пеныОбразец белка5 минут (г)10 минут (г)15 минут (г)Яичный альбумин10,166,426,57Белки молочной сыворотки17,3513,489,76Соевый белок63,26*58,53*49,74*BW-AL016-J24-01А-С2007,825,255,19BW-AL017-D11-02А-С2004,874,013,94BW-AL018-Е29-02А-С2004,534,524,32

* Только одно значение массы удалось получить, так как образец не взбивался в достаточной степени.

Таблица XIVСредний % взбитостиОбразец белка5 минут (%)10 минут (%)15 минут (%)Яичный альбумин1130,321847,041802,59Белки молочной сыворотки620,46827,301180,74Соевый белок97,60113,57151,31BW-AL016-J24-01А-С2001498,472280,952308,48BW-AL017-D11-02А-С2002466,743017,213072,59BW-AL018-Е29-02А-С2002675,222681,362810,13* Предполагаемая масса 125 мл белкового раствора - 125 г.Таблица XVОбъем белкового раствора, вытекшего из воронки Образец белкаОбъем вытекания при 5 мин (мл)Объем вытекания при 10 мин (мл)Объем вытекания при 15 мин (мл)Яичный альбумин0,01,05,0Белки молочной сыворотки2,013,024,0Соевый белокн/о*н/о*н/о*BW-AL016-J24-01A-C2003,014,533,5BW-AL017-D11-02А-С2000,0111,5BW-AL018-E29-02A-C2000,00,513* Соевый белок не взбивался достаточно хорошо. Он забивал вату студенистым веществом при наливании в воронку, и вытекания жидкости не наблюдалось. Предполагается, что все 75 мл раствора сразу же вытекли.

Как видно из данных этих таблиц, изолят белка канолы формировал прекрасную пену. Отмечена очень маленькая разница в % взбитости между 5, 10 и 15 минутами в случае яичного альбумина и изолята белка канолы BW-AL016-J24-01A-C200, что указывает на то, что оба эти белка достигали максимума своей пенообразующей активности за более короткий промежуток времени. Значительное количество вытекшей из пены жидкости спустя 15 минут указывает на недостаточную стабильность пены, образованной изолятом белка канолы.

Пример 12

В настоящем примере показана маслоудерживающая активность изолята белка канолы. Использованный в настоящем примере метод описан в Swift et al., Food Technol. 15, 436-72(1961).

Рецептура ингредиентов, использованных для приготовления эмульсии, приводится в таблице XVI.

Таблица XVIИнгредиентМасса вносимого ингредиента (г)Изолят белка канолы0,5Уксус (без названия, 5% уксусная кислота)55,2Масло канолы (от фирмы CSP Foods)н/оСахар-песок (экстратонкого измельчения от фирмы Rogers)4,1Соль (Sifto)1,2Дистиллированная вода52,4н/о = не определено

Сахар, соль и изолят белка канолы BW-AL016-J24-01A-C200, полученный, как описано в примере 1, или изолят белка канолы BW-AL017-D11-02A-C200 либо BW-AL018-E29-02A-C200, полученный, как описано в примере 2, смешивали всухую в лабораторном стакане на 600 мл. Подмешивали воду и уксус путем предварительного приготовления пастообразной смеси при растворении белка в нескольких мл жидкости. Смесь перемешивали магнитной мешалкой в течение 5 минут. Лабораторный стакан на 2000 мл наполняли маслом канолы и определяли массу. В масло опускали всасывающий рукав.

Другой конец рукава подсоединяли к гомогенизатору, а насос заливали маслом до отметки #1 для достижения скорости перекачивания примерно 40-50 мл/мин. Одновременно включали гомогенизатор (Silverson LHRT) на 5000 об./мин и насос на перекачку масла. Деление, при котором эмульсия была наиболее вязкой, отмечали визуально. В момент обратного хода насос и гомогенизатор одновременно отключали. Конец всасывающего рукава защемляли клипсой для удержания в нем масла и определяли массу масла, оставшегося в лабораторном стакане на 2000 мл.

Эксперимент повторяли с использованием яичного желтка, ксантановой камеди (Keltrol от фирмы Kelco Biopolymers) и изолята соевого белка (PRDCD #066921 от фирмы Archer Daniels Midland). Определяли среднее значение маслоудерживающей активности эмульсий с различными белками. Результаты определения приводятся в таблице XVII.

Таблица XVIIОбразецМасса добавленного масла (г)Объем добавленного масла (мл)Яичный желток163,07146,93Ксантановая камедь88,0979,37Соевый белок91,5082,44BW-AL016-J24-01A-C200174,00157,67BW-AL017-D11-02А-С200355,73320,51BW-AL018-E29-02A-C200384,79346,7

Из данных таблицы XVII видно, что маслоудерживающая активность изолята белка канолы была значительно лучше, чем ксантановой камеди и сои, и что по своей маслоудерживающей активности изолят белка канолы сравним с яичным желтком.

Сущность открытия

Настоящее изобретение позволит производить множество пищевых продуктов, в которых белки, используемые для достижения широкого спектра функциональных свойств, заменены полностью или частично изолятом белка канолы с высокой степенью чистоты. Возможны модификации в рамках заявленной формулы изобретения.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Изолят белка канолы имеет содержание белка, по меньшей мере, примерно 90% масс. (N×6,25), предпочтительно 100% масс. (N×6,25), и обладает следующим белковым профилем: от 60 до 95% масс. белка 2S, от 5 до 40% масс. белка 7S, от 0 до 5% масс. белка 12S. Изолят белка канолы представляет собой высушенную концентрированную надосадочную жидкость от стадии осаждения твердой фазы из дисперсии мицелл белка канолы. Применение изолята белка канолы для частичной замены, по меньшей мере, одного компонента, обеспечивающего функциональные свойства в пищевой композиции, позволяет улучшить качество пищевого продукта. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 17 табл.

1. Пищевая композиция, включающая пищевой продукт и, по меньшей мере, один компонент, обеспечивающий функциональные свойства в указанной пищевой композиции, отличающаяся тем, что указанный, по меньшей мере, один компонент, по меньшей, частично заменен, в основном, неденатурированным изолятом белка канолы, имеющим содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, при определении его по Кьельдалю азот × 6,25 (N×6,25), в сухом веществе, при этом указанный изолят белка канолы характеризуется белковым профилем, который включает от 60 до 95 мас.% белка 2S, от 5 до 40 мас.% белка 7S, от 0 до 5 мас.% белка 12S.2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что указанный изолят белка канолы представляет собой высушенную концентрированную надосадочную жидкость от стадии осаждения твердой фазы из водной дисперсии мицелл белка канолы.3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что указанный изолят белка канолы имеет содержание белка, по меньшей мере, 100 мас.% (N×6,25).4. Композиция по любому из пп.1-3, которая представляет собой обогащенный изолятом белка канолы напиток.5. Пищевая композиция, включающая пищевой продукт и, по меньшей мере, один компонент, обеспечивающий функциональные свойства в указанной пищевой композиции, отличающаяся тем, что указанный, по меньшей мере, один компонент, по меньшей мере, частично заменен не денатурированным, в основном, изолятом белка канолы, имеющим содержание белка, по меньшей мере, 90 мас.%, при определении его по Кьельдалю азот × 6,25 (N×6,25), в сухом веществе, при этом указанный изолят белка канолы представляет собой высушенную концентрированную надосадочную жидкость от стадии осаждения твердой фазы из водной дисперсии мицелл белка канолы.6. Композиция по п.5, отличающаяся тем, что указанный изолят белка канолы имеет содержание белка, по меньшей мере, 100 мас.% (N×6,25).7. Композиция по п.5 или 6, которая представляет собой обогащенный изолятом белка канолы напиток.