СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВО-АМИНОКИСЛОТНОГО ОБОГАТИТЕЛЯ ПИЩИ Российский патент 2009 года по МПК A23L1/30 

Изобретение относится к пищевой промышленности, к биотехнологии и может быть использовано при производстве пищевых добавок.

Известен способ получения белоксодержащей биологически активной добавки, предусматривающий обработку биомассы клеток дрожжей экзогенными гидролитическими ферментами (Патент РФ №2230466, кл. A23L 1/30, опубл. 2004 г.) [1].

Однако в данном известном способе не описаны условия обработки клеток дрожжей гидролитическими ферментами, не раскрыт состав используемого ферментного препарата, что не позволяет воспроизвести этот известный способ в части осуществления процесса ферментолиза.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является известный способ получения продукта обработки клеток дрожжей композицией гидролитических ферментов (Патент №2104300, кл. A23L 1/28, C12N 1/06, опубл. 1998 г.) [2].

Однако качество целевого продукта, получаемого этим известным способом, недостаточно высокое.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение выхода целевого продукта и улучшение его качества за счет обогащения растворимыми белками, низкомолекулярными пептидами, аминокислотами и биологически активными продуктами гидролиза полимеров клеточных стенок дрожжей.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения белково-аминокислотного обогатителя пищи заключается в осуществлении двустадийной обработки суспензии клеток дрожжей экзогенными ферментами, катализирующими гидролиз клеточных полимеров, с использованием на первой и второй стадиях соответственно первой и второй ферментных композиций и с получением целевого продукта в виде ферментолизата, при этом первая ферментная композиция содержит на 1 г сухих дрожжей 0,05-5,0 ед. ПС протеиназ, источником которых является ферментный препарат Протосубтилин, и 10,0-50,0 ед. бета-ГкС смеси эндо- бета- глюканазы и экзо-бета- глюканазы, источником которых является ферментный препарат Целловиридин, а вторая содержит протеиназы и пептидазы в количестве 15-20 ед. ПС, смесь эндо-бета- глюканаз и экзо-бета- глюканаз - 10,0-100,0 ед. бета-ГкС, маннаназу - 5,0-20,0 ед. МС и хитиназу - 0,01-0,5 ед. ХС, источником которых является культуральная жидкость штамма микромицета Aspergillus oryzae ВКПМ F-931 с добавлением ферментного препарата Целловиридина.

Собственные исследования показали, что для получения белково-аминокислотной пищевой добавки, обогащенной биологически активными компонентами, следует проводить двустадийный ферментолиз клеток дрожжей с использованием применяемых последовательно двух определенных ферментных композиций, что обеспечивает повышенный выход и улучшенное качество целевого продукта.

Способ осуществляется следующим образом. Готовят водную суспензию клеток дрожжей и проводят термическую ее обработку при температуре 85-95°С в течение 15-20 минут для инактивации эндогенных ферментов дрожжей. Затем смесь охлаждают до 54-56°С и охлажденную смесь, имеющую естественный рН, подвергают двустадийной обработке экзогенными ферментами.

На первой стадии в суспензию клеток дрожжей задают первую ферментную композицию, включающую протеиназы, источником которых является ферментный препарат Протосубтилин, в количестве 0,05-5,0 ед. ПС/г сухих дрожжей и смесь эндо-бета- глюканаз и экзо-бета- глюканаз, источником которых является ферментный препарат Целловиридин, в количестве 10-50 ед. бета-ГкС/ г сухих дрожжей и осуществляют гидролиз при температуре 54-56°С в течение 1 час 45 мин - 2 час 15 мин при постоянном перемешивании. Полученная в результате ферментативного гидролиза смесь состоит из продуктов гидролиза бета-глюкана, освободившихся белков цитоплазмы, белков, полученных в результате гидролиза по пептидным связям белково-бета-глюканового, белково-маннанового и белково-хитинового комплексов, а также бета-глюкана, маннана и хитина, освободившихся из вышеуказанных комплексов.

Эту смесь после охлаждения до 45-48°С подвергают второй стадии гидролиза обработкой второй ферментной композицией при температуре 45-48°С в течение 3 час 45 мин - 4 час 15 мин при постоянном перемешивании. Во второй ферментной композиции в качестве источника протеиназ и пептидаз (карбоксильная, металлозависимая и сериновая протеиназы, аминопептидаза и карбоксипептидаза), смеси экзо-бета- глюканаз и эндо-бета- глюканаз, а также маннаназы и хитиназы используют культуральную жидкость штамма микромицета Aspergillus oryzae ВКПМ F-931 с добавлением ферментного препарата Целловиридина.

Полученный ферментолизат подвергают термической обработке при температуре 85-95°С в течение 15-20 минут с целью инактивации экзогенных ферментов, а затем высушивают на распылительной сушилке, получая целевой продукт, содержащий за счет глубокого гидролиза полимеров клеток дрожжей, в количествах, превышающих количества составных частей ферментолизата наиболее близкого аналога, растворимые белки, низкомолекулярные пептиды, аминокислоты и биологически активные продукты гидролиза полимеров клеточных стенок дрожжей с более высоким выходом целевого продукта, характеризующегося более высоким качеством.

Для сравнения качества продукта, получаемого в результате реализации способа согласно изобретению, с качеством продукта, получаемого в результате осуществления процесса по наиболее близкому аналогу, приводим таблицу 1.

Таблица 1 Показатели качества полученного продукта Способ по наиболее близкому аналогу Заявляемый способ Содержание аминного азота, % 2,9-3,1 3,8-4,1 Содержание растворимых протеинов, % от общего количества протеинов 89,0-93,0 97,0-99,0 Содержание редуцирующих веществ (углеводов), % 6,0-12,0 18,9-20,9 Содержание аминокислот и низкомолекулярных пептидов с молекулярной массой:     - менее 1,5 кДа (аминокислоты и низкомолекулярные пептиды), % 35,0-40,0 50,0-62,0 - 1,5-5,0 кДа, % 22,0-25,0 25,0-28,0 - 5,0-10,0 кДа, % 28,0-32,0 15,0-17,0 Выход целевого продукта, % 87-91 91-93

В таблице приведены данные для пищевых дрожжей (хлебопекарные, пивные).

Данные таблицы показывают, что по выходу конечного продукта по содержанию в нем аминного азота, растворимого белка, аминокислот, редуцирующих веществ целевой продукт, полученный по способу согласно изобретению, существенно превышает продукт, полученный в соответствии со способом, предложенным в наиболее близком аналоге.

Ниже приведены примеры реализации изобретения.

Пример 1. Готовят водную суспензию из 100 г сухих пекарных дрожжей и 250 мл воды. Смесь тщательно перемешивают. Для инактивации эндогенных ферментов клеток дрожжей приготовленную суспензию нагревают до температуры 85°С и выдерживают при этой температуре в течение 20 минут, после чего смесь охлаждают до температуры 54°С. Смесь имеет естественный рН 5,8. В нее задают первую ферментную композицию: ферментный препарат Протосубтилин как источник протеиназ, катализирующих гидролиз по пептидным связям белково-бета-глюканового, белково-маннанового и белково-хитинового полимеров, из расчета 0,5 ед. ПС на 1 г сухих дрожжей и ферментный препарат Целловиридин как источник смеси экзо-бета- глюканаз и эндо-бета- глюканаз, катализирующих бета-глюканы, в количестве 10,0 ед. бета-ГкС на 1 г сухих дрожжей. Активность в препарате Протосубтилина 260 ед. ПС на 1 г препарата. Активность в препарате Целловиридина 1000 ед. бета-ГкС на 1 г препарата. Ферментативный гидролиз полимеров клеток дрожжей на первой стадии проводят при температуре 54°С и постоянном перемешивании в течение 2 час 15 мин.

Затем суспензию, обработанную ферментами на первой стадии, охлаждают до температуры 45°С и проводят вторую стадию ферментативного гидролиза с использованием в качестве второй ферментной композиции культуральной жидкости штамма микромицета Aspergillus oryzae ВКПМ F-931 с добавлением ферментного препарата Целловиридина. Культуральную жидкость получают при культивировании штамма в аэробных условиях при температуре 32°С в течение 42 час на среде, содержащей, %: ячменную муку - 4,0; пшеничные отруби - 2,0; КН₂РO₄ - 1,0; воду водопроводную - остальное. Культуральная жидкость содержит высокоактивный комплекс протеиназ и пептидаз (карбоксильную, металлозависимую и сериновую протеиназы, аминопептидазу и карбокси-пептидазу) с активностью 30 ед. ПС на 1 мл культуральной жидкости, смесь экзо-бета- глюканаз и эндо-бета- глюканаз с активностью 4,5 ед. бета-ГкС на 1 мл, а также маннаназу и хитиназу с активностью соответственно 0,5 ед. МС на 1 мл и 0,07 ед. ХС на 1 мл. Культуральную жидкость микромицета Aspergillus oryzae ВКПМ F-931 дозируют из расчета 20 ед. ПС на 1 г сухих дрожжей (67 мл культуральной жидкости), активность маннаназы 5,0 ед. МС на 1 г сухих дрожжей, активность хитиназ 0,01 ед. ХС на 1 г сухих дрожжей, активность бета-глюканаз доводят до 40,0 ед. бета-ГкС на 1 г сухих дрожжей добавлением ферментного препарата Целловиридина. Ферментолиз дрожжевой суспензии на второй стадии проводят при естественном рН, температуре 45°С и постоянном перемешивании в течение 4 час 15 мин Об окончании ферментолиза судят по нарастанию концентрации аминного азота и растворимых сухих веществ в супернатанте обрабатываемой суспензии клеток дрожжей. Полученный ферментолизат нагревают до температуры 85°С и выдерживают при этой температуре в течение 20 мин для инактивации экзогенных ферментов, затем его сушат на распылительной сушилке, получая концентрированный препарат целевого продукта. В полученном ферментолизате концентрация аминного азота составляет 3,8%, содержание растворимых протеинов - 97%, концентрация редуцирующих веществ (углеводов) - 18,9%. Выход составляет 91%. Препарат содержит растворимые белки, низкомолекулярные пептиды, аминокислоты и биологически активные продукты гидролиза полимеров клеточной стенки. Полученная пищевая добавка может быть использована в качестве белково-аминокислотного обогатителя пищи.

Пример 2. Целевой продукт получают по методике примера 1 с соблюдением перечисленных далее режимных параметров. Инактивацию ферментов клеток дрожжей проводят при температуре 95°С в течение 15 мин. На первой стадии обработки суспензии клеток дрожжей используют первую ферментную композицию, содержащую на 1 г сухих дрожжей 5,0 ед. ПС протеиназ и 50,0 ед. бета-ГкС смеси эндо-бета- глюканаз и экзо-бета- глюканаз, а на второй стадии - вторую ферментную композицию, содержащую на 1 г сухих дрожжей 15,0 ед. ПС протеиназ и пептидаз, 100 ед. бета-ГкС смеси эндо-бета- глюканазы и экзо-бета- глюканазы, 20,0 ед. МС маннаназы и 0,5 ед. ХС хитиназы. Ферментолиз на второй стадии проводят при температуре 48°С, естественном рН и постоянном перемешивании в течение 3 час 45 мин. Готовый ферментолизат подвергают термической обработке при температуре 95°С в течение 15 мин. В полученном ферментолизате концентрация аминного азота составляет 4,1%, содержание растворимых протеинов - 99%, концентрация редуцирующих веществ (углеводов) - 20,9%. Выход составляет 93%.

Полученный ферментолизат подвергают распылительной сушке, получая концентрированный препарат. Препарат содержит растворимые белки, низкомолекулярные пептиды, аминокислоты и биологически активные продукты гидролиза полимеров клеточных стенок дрожжей. Полученная пищевая добавка может быть использована в качестве белково-аминокислотного обогатителя пищи.

Таким образом, способ согласно изобретению позволяет получать высококачественную пищевую добавку с повышением выхода целевого продукта.

Изобретение относится к биотехнологии и пищевой промышленности. Способ предусматривает следующее. Готовят водную суспензию клеток дрожжей. Приготовленную суспензию клеток дрожжей нагревают до температуры 85-95°С в течение 15-20 мин, инактивируя тем самым эндогенные ферменты. После чего водную суспензию охлаждают до 54-56°С. В охлажденную смесь добавляют первую ферментную композицию - смесь протеиназ, эндо- бета- глюканаз и экзо- бета- глюконаз, источниками которой является ферментные препараты протосубтилин и целовиридин. Осуществляют гидролиз при естественном рН, температуре 54-56°С в течение 1 ч 45 мин - 2 ч 15 мин при постоянном перемешивании. Полученный ферментолизат охлаждают до 45-48°С и вносят вторую ферментную композицию - комплекс протеиназ, пептидаз, эндо- бета -глюканаз и экзо- бета -глюконаз, маннаназы и хитиназы, источником которого является культуральная жидкость Aspergillus oryzae ВКПМ F - 931 с добавлением ферментного препарата целовиридина. Осуществляют гидролиз при естественном рН, температуре 45-48°С в течение 3 ч 45 мин - 4 ч 15 мин при постоянном перемешивании с последующим выдерживанием конечного ферментолизата при температуре 85-95°С в течение 15-20 мин, инактивируя эндогенные ферменты, и сушкой готового продукта. Изобретение позволяет повысить качество обогатителя пищи. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения белково-аминокислотного обогатителя пищи, предусматривающий приготовление водной суспензии клеток дрожжей, инактивирование эндогенных ферментов дрожжей при температуре 85-95°С в течение 15-20 мин, осуществление гидролиза полимеров клеток дрожжей комплексом экзогенных ферментов в две стадии, на первой из которых в охлажденную до температуры 54-56°С водную суспензию клеток дрожжей вносят первую ферментную композицию - смесь протеиназ, эндо-бета- глюканаз и экзо-бета- глюканаз и проводят гидролиз при естественном рН, температуре 54-56°С в течение 1 ч 45 мин - 2 ч 15 мин при постоянном перемешивании, а на второй стадии в охлажденный до температуры 45-48°С в ферментолизат после первой стадии гидролиза вносят вторую ферментную композицию - комплекс протеиназ, пептидаз, эндо-бета-глюканаз, экзо-бета- глюканаз, маннаназы и хитиназы и осуществляют гидролиз при естественном рН, температуре 45-48°С в течение 3 ч 45 мин - 4 ч 15 мин при постоянном перемешивании с выдерживанием конечного ферментолизата при температуре 85-95°С в течение 15-20 мин для инактивации экзогенных ферментов и последующей сушкой готового продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой стадии гидролиза полимеров клеток дрожжей используют протеиназы в количестве 0,05-5,0 ед. ПС на 1 г сухих дрожжей, источником которых является ферментный препарат Протосубтилин, и смесь эндо-бета-глюканазы и экзо-бета-глюканазы в количестве 10-50 ед. ГкС на 1 г сухих дрожжей, источником которых является ферментный препарат Целловиридин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на второй стадии гидролиза полимеров клеток дрожжей гидролизу подвергают охлажденную до температуры 45-48°С смесь, полученную после первой стадии гидролиза, при этом источником ферментов является культуральная жидкость штамма микромицета Aspergillus oryzae ВКПМ F-931, содержащая в пересчете на 1 г сухих дрожжей: протеиназы и пептидазы в количестве 15-20 ед. ПС, эндо-бета-глюканазу, экзо-бета-глюканазу - 10-100 ед. ГкС, маннаназу - 5-20 ед. МС, хитиназу - 0,01-0,5 ед. ХС, с добавлением ферментного препарата Целивиридина.