СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ПИЩЕВОГО БЕЛКОВОГО ПРОДУКТА ИЗ СЕМЯН ЛЬНА Российский патент 2009 года по МПК A23J1/14 A23J3/30 A23J3/14 A23J3/34 

Изобретение относится к получению модифицированных белковых продуктов для использования в производстве продуктов питания в качестве компонента.

Расширение сырьевой базы получения пищевого растительного белка, а также улучшение ассортимента белоксодержащих продуктов происходит за счет реализации технологий производства обезжиренной муки, концентратов, изолятов.

В целях максимального использования потенциальных возможностей запасных белков масличных семян, а также рационального использования полезных отходов, содержащих белок, - жмыхов и шротов, проводятся разнообразные биотехнологические модификации белкового комплекса, направленные на получение легкоусвояемых форм белков.

В связи с этим широко используются методы ферментного гидролиза для модификации (изменения) структуры белка семян, что позволяет получить модифицированные белковые продукты высокой биологической ценности. Глубоко затрагивая структуру белковой молекулы, ферментный гидролиз протекает при мягком температурном режиме, приводит к изменению фракционного состава белкового комплекса, изменению функциональных свойств и аминокислотного состава.

Известны способы получения белковых продуктов из пшеничных отрубей путем щелочного экстрагирования в присутствии тиосульфата натрия (Пат. №93057644/13; 1993. 12.27), из хлопкового шрота щелочной экстракцией рН 6,0-9,5 (Пат. №50033751/13; 1991. 09.27), из гороха экстрагированием белка технологическим рассолом рН 6,5-9,0 (Пат. №94007599/13; 1994.02.28).

Общими недостатками вышеперечисленных способов получения растительного белкового продукта являются трудоемкость технологического процесса, а также невысокий выход готового продукта.

Известен способ получения альбуминно-глобулинового белка семян льна экстрагированием белка из жмыха раствором поваренной соли с концентрацией 7% в течение 50 минут с последующим осаждением глобулина раствором соляной кислоты при рН 3,0-3,5; центрифугированием глобулинового раствора с отделением от глобулина сывороточной воды и сушкой в вакуум-камере при 10 кПа и температуре 325 К.

Недостатками известного способа являются очевидная сложность и энергоемкость процесса, а также высокая температура сушки белкового продукта на последнем этапе, что может способствовать потере биологической ценности готового белкового продукта.

Перспективными на данный момент считаются методы получения или модификации растительных белковых продуктов с применением ферментных препаратов различного действия, использование которых увеличивает выход белка и позволяет влиять на его функциональные свойства.

Известен способ получения пищевого белкового продукта в результате поэтапного ферментного гидролиза белков соевого изолята с помощью серии ферментов микробиологического синтеза и животного происхождения (заявка на изобретение, пат. №2001134970, МПК⁷ A23J 3/16. «Пищевой белковый продукт и способ его приготовления»).

Недостатками данного способа являются высокая продолжительность и многостадийность процесса, необходимость использования нескольких ферментных препаратов, что в итоге удорожает продукт.

Наиболее близким к предлагаемой технологии получения модифицированного пищевого белкового продукта из семян льна является способ получения структурно-модифицированного рапсового белкового продукта (Пат. №2277794 С1), предусматривающий модификацию белкового комплекса путем ферментного гидролиза в процессе проращивания семян для активации ферментов протеаз и частичного гидролиза ими белкового комплекса при влажности семян 80-150%, температуре 10-25°С в течение 36-60 часов. Остановка гидролиза проводится нагреванием пророщенных семян при температуре 85±5°С в течение 10-30 минут. После остановки гидролиза проводят экстракцию масла, измельчение шрота и удаление семенных оболочек.

Недостатками прототипа являются невозможность использования его для получения белковых продуктов из различных видов масличных культур, например льна, по причине таких биологических и биохимических особенностей, как присутствие слизей, которые выделяются при увлажнении семян на их поверхности, а также необходимость удаления токсичного соединения линамарина, гидролиз которого протекает при температуре от 35°С (температура активации фермента глюкозидазы). Все вышеизложенное делает невозможным получение модифицированного белкового продукта по схеме прототипа из-за отсутствия дополнительных операций.

Семена льна отличаются рядом биологических и биохимических особенностей, обладают высокой массовой долей и сбалансированностью аминокислотного состава белка.

Отличительной особенностью льняных семян является ослизнение оболочки семян при их набухании, которое происходит по причине набухания гидрофильных углеводов, находящихся в поверхностном слое, что требует индивидуального подхода при планировании технологического процесса.

Слизи представляют собой легко диспергирующиеся в воде углеводы, состоящие преимущественно из нередуцирующих сахаров и альдобионовой кислоты, нерастворимой в спирте. Если семена намочить в воде, а экстракт затем обработать большим количеством этанола, то можно выделить слизи в виде белой волокнистой массы, которая при полном высыхании становится очень хрупкой.

Присутствие слизей, покрывающих внешнюю поверхность семян, является специфической особенностью семян льна, позволяющей семенам легче закрепляться на почве при проращивании.

По причине гидрофильной природы слизей, семена льна в процессе прорастания поглощают большее количество воды, чем семена рапса.

В семенах льна, даже полноценной зрелости, может содержаться антипитательный компонент - нитрилгликозид линамарин. Содержание линамарина в семенах льна меняется в зависимости от сорта растения, степени спелости семян и их масличности. Оптимальная температура гидролиза линамарина при активации фермента глюкозидазы от 35°С, что также требует создания определенных температурных условий.

Задачей изобретения является разработка способа с необходимым и достаточным числом технологических операций для получения пищевого, ферментно-модифицированного белкового продукта из семян льна высокой биологической ценности с улучшенными функциональными свойствами и удаление нитрилгликозида линамарина, присущего семенам льна, что исключает дальнейшее высвобождение синильной кислоты и ее переход в белковый продукт.

Поставленная задача решается предложенным способом. Предложенный способ получения модифицированного белкового продукта из семян льна предусматривает промывку семян, обеззараживание раствором натриевой соли сорбиновой кислоты, ферментный гидролиз путем проращивания семян, остановку гидролиза нагреванием пророщенных семян до температуры 85±5°С, обезжиривание экстракцией масла, измельчение шрота и удаление семенных оболочек, отличается тем, что перед промывкой от слизей осуществляется замачивание (увлажнение) семян льна водой в соотношении 3-4:1 по массе в течение 40-50 минут при температуре воды 35°С, что способствует выходу слизей на поверхность семенной оболочки для дальнейшего их удаления промывкой.

За счет того, что при замачивании происходит ослизнение оболочки семян при их набухании - выход слизей на поверхность семенных оболочек, а также то, что замачивание и промывку осуществляют при температуре воды 35°С, происходит удаление слизей и одновременная интенсификация гидролиза линамарина под действием фермента глюкозидазы, который начинает активироваться при 35°С. Температура воды также способна стимулировать процесс проращивания, что способно ускорить процесс ферментного гидролиза и, следовательно, сам процесс модификации. При этом необходимо доведение семян до влажности 180-200%, которая необходима для прорастания семян, так как достаточно большое количество воды способны поглощать слизи в силу своей гидрофильности.

Время продолжительности проращивания не должно быть менее 36 часов и превышать 48 часов, что обусловлено необходимостью гидролиза линамарина с последующим использованием продуктов его гидролиза на синтез аминокислот и аспарагина через цистеины в прорастающих семенах, расходуемых на синтез белков проростка. Кроме того, необходимо не допустить обратимого процесса в структуре белка, который происходит при дальнейшем проращивании, оказывая влияние на фракционный состав белкового комплекса и, следовательно, на функциональные свойства и биологическую ценность белкового продукта.

Примеры конкретного применения способа.

ПРИМЕР 1

В качестве сырья был выбран сорт семян льна масличного «Ручеек», была взята навеска массой 500 г. После замачивания семян подогретой до 35°С водой, при соотношении вода-семена 3:1 по массе в течение 40 минут, и промывки от слизей проточной водой той же температуры в соотношении вода-семена 5:1 по массе семена обеззараживали 0,01% раствором соли сорбиновой кислоты для инактивации поверхностной микрофлоры (соотношение раствора и семян 5:1 по массе), семена проращивали в течение 36 часов при температуре 20°С и влажности 180%. Остановку гидролиза проводили при 80°С в течение 10 минут, затем семена измельчали в пятивальцовых станках, экстрагировали масло, измельчали обезжиренный шрот на сите с диаметром отверстий 0.5 мм, отделяли семенные оболочки и получали модифицированную белковую муку (белковый концентрат) влажностью не более 8%.

ПРИМЕР 2

В качестве сырья был выбран сорт семян льна масличного «Ручеек», была взята навеска массой 500 г. После замачивания семян подогретой до 35°С водой, при соотношении вода-семена 4:1 по массе в течение 45 минут, и промывки от слизей проточной водой той же температуры в соотношении вода-семена 7:1 по массе семена обеззараживали 0,02% раствором соли сорбиновой кислоты для инактивации поверхностной микрофлоры (соотношение раствора и семян 7:1 по массе), семена проращивали в течение 40 часов при температуре 20°С и влажности 190%. Остановку гидролиза проводили при 80°С в течение 10 минут, затем семена измельчали в пятивальцовых станках, экстрагировали масло, измельчали обезжиренный шрот на сите с диаметром отверстий 0.5 мм, отделяли семенные оболочки и получали модифицированную белковую муку (белковый концентрат) влажностью не более 8%.

ПРИМЕР 3

В качестве сырья был выбран сорт семян льна масличного «Ручеек», была взята навеска массой 500 г. После замачивания семян подогретой до 35°С водой, при соотношении вода-семена 4:1 по массе в течение 50 минут, и промывки от слизей проточной водой той же температуры в соотношении вода-семена 10:1 по массе семена обеззараживали 0,02% раствором соли сорбиновой кислоты для инактивации поверхностной микрофлоры (соотношение раствора и семян 10:1 по массе), семена проращивали в течение 48 часов при температуре 20°С и влажности 200%. Остановку гидролиза проводили при 85°С в течение 10 минут, затем семена измельчали в пятивальцовых станках, экстрагировали масло, измельчали обезжиренный шрот на сите с диаметром отверстий 0.5 мм, отделяли семенные оболочки и получали модифицированную белковую муку (белковый концентрат) влажностью не более 8%.

Во всех случаях были проведены определения функциональных свойств, относительной биологической ценности по тест-организму Tetrachymena pyryformis относительно стандартного белка (казеина), и содержание доли линамарина в полученных продуктах и результаты проведенных испытаний приведены в таблице.

ТаблицаБелковый продукт, полученныйФункциональные свойства, %Относительная биологическая ценность, %Содержание линамарина, %Жироудерживающая способностьПенообразующая способностьЖироэмульгирующая способностьПо способу прототипа24015,717077-Заявленным способомПример 124014,0175110Не превышает допустимых нормПример 224415,1180114Не превышает допустимых нормПример 329515,7240114Не превышает допустимых норм

Как показали испытания, ограниченный ферментный гидролиз путем проращивания позволяет получить целевой продукт, нетоксичный, также обладающий высокой биологической ценностью и имеющий более высокие показатели жироудерживающей и жироэмульгирующей способностей за счет особенности белковой молекулы семян льна в большей степени «раскрывать» участки молекулы, способные удерживать и эмульгировать жир, при допустимых показателях пенообразующей способности.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения модифицированных белковых продуктов предусматривает модификацию белкового комплекса семян льна масличного путем ферментного гидролиза в процессе проращивания в течение 36-48 часов с последующей его остановкой. Остановка гидролиза осуществляется нагревом пророщенных семян до температуры 85±5°С. Перед проведением ферментного гидролиза проводят замачивание семян подогретой водой в соотношении 3-4:1 в течение 40-50 минут с последующей промывкой проточной водой при соотношении вода-семена как 5-10:1 с одновременным увлажнением семян до влажности 180-200%. Предлагаемый способ позволяет получить белковый продукт с улучшенными функциональными свойствами при удалении нитрилглигозида линамарина. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения модифицированного белкового продукта из льна, включающий промывку семян, обеззараживание раствором натриевой соли сорбиновой кислоты, ферментный гидролиз путем проращивания семян, остановку гидролиза нагреванием пророщенных семян до температуры 85±5°С, обезжиривание экстракцией масла, измельчение шрота и удаление семенных оболочек, отличающийся тем, что перед промывкой осуществляют замачивание семян льна водой в соответствии 3-4:1 по массе в течение 40-50 мин при температуре воды 35°С, а проращивание семян осуществляют при их начальной влажности 180-200%.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проращивание проводят в течение 36-48 ч.