ПОЛУЧЕНИЕ ПРОДУКТА ИЗ БОБОВОГО БЕЛКА Российский патент 2020 года по МПК A23J1/14 A23J3/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к получению продукта из бобового белка, предпочтительно, концентрата бобового белка.

Уровень техники

В заявках на патент US: 13/103,528, поданной 9 мая 2011 (патентной публикации US 2011-027497, опубликованной 10 ноября 2011), №13/289,264, поданной 4 ноября 2011 (патентной публикации US 2012-0135117, опубликованной 31 мая 2012) и №13/556,357, поданной 24 июля 2012 (патентной публикации US 2013-0189408, опубликованной 25 июля 2013), принадлежащих авторам настоящей заявки, раскрытия которых включены посредством ссылки, описано получение нового продукта из бобового белка с содержанием белка по меньшей мере примерно 60 масс. % (N×6,25) в расчете на массу сухого вещества, предпочтительно, изолята бобового белка с содержанием белка по меньшей мере примерно 90 масс. % (N×6,25) с.в. Продукт из бобового белка обладает уникальной комбинацией свойств, а именно:

- полностью растворим в водной среде при кислых значениях рН меньше примерно 4,4;

- устойчив при нагревании в водной среде при кислых значениях рН меньше примерно 4,4;

- не требует стабилизаторов или других добавок для сохранения белкового продукта в растворе;

- имеет низкое содержание фитиновой кислоты;

- не требует ферментов при производстве.

Этот новый продукт из бобового белка готовят посредством способа, который включает:

(a) экстракцию источника бобового белка водным раствором соли кальция, предпочтительно, водным раствором хлорида кальция, для солюбилизации бобового белка из источника белка и получения водного раствора бобового белка;

(b) отделение водного раствора бобового белка от остаточного источника бобового белка;

(c) факультативно, разбавление водного раствора бобового белка;

(d) доведение рН водного раствора бобового белка до рН примерно от 1,5 до 4,4, предпочтительно, примерно от 2 до 4, до получения подкисленного раствора бобового белка;

(e) факультативно, осветление подкисленного раствора бобового белка, если он не является прозрачным;

(f) в качестве альтернативы этапам (b)-(е), факультативно, разбавление, а затем подведение рН объединенного водного раствора бобового белка и остаточного источника бобового белка до рН примерно от 1,5 до 4,4, предпочтительно, примерно от 2 до 4, с последующим отделением подкисленного, предпочтительно прозрачного раствора бобового белка от остаточного источника бобового белка;

(g) факультативно, концентрирование водного раствора бобового белка при сохранении по существу постоянной ионной силы посредством методики селективной мембраны;

(h) факультативно, диафильтрацию факультативно концентрированного раствора бобового белка; и

(i) факультативно, сушку факультативно концентрированного и факультативно диафильтрованного раствора бобового белка.

Продукт из бобового белка предпочтительно является изолятом, имеющим содержание белка по меньшей мере примерно 90 масс. %, предпочтительно, по меньшей мере примерно 100 масс. % (N×6,25) с.в.

Одним из ключевых этапов производства нового продукта из бобового белка, обсуждаемого выше, является осветление водного раствора бобового белка, полученного на этапе экстракции. Как правило, может применяться декантерная центрифуга для удаления массы отработанного источника бобового белка из водного раствора бобового белка. Может применяться тарельчатый сепаратор для удаления более мелких твердых веществ, не удаляемых декантерной центрифугой. Как правило, твердые вещества, извлекаемые в тарельчатом сепараторе, можно объединять с твердыми материалами, извлекаемыми из декантерной центрифуги, и повторно экстрагировать объединенные твердые вещества для получения дополнительного белка, сушить и поставлять для применения в качестве менее ценного продукта питания или корма для животных, или просто удалять в качестве отходов.

Сущность изобретения

Было установлено, что более мелкий твердый материал, собираемый тарельчатым сепаратором, можно факультативно промывать для удаления примесей и сушить до получения продукта из бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере примерно 50 масс. %, предпочтительно, по меньшей мере примерно 60 масс. % (N×6,25) с.в., более предпочтительно, концентрата бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере примерно 65 масс. % (N×6,25) с.в., который можно применять в различных приложениях белковых продуктов, включая обогащение белком подвергшихся технологической обработке продуктов питания и напитков, таких как питательные батончики, но не ограничиваясь им. Продукты из бобового белка можно также применять в питательных добавках. Другими видами применения продуктов из бобового белка является применение в корме для домашних животных, сельскохозяйственных животных, и промышленное и косметическое применение, и использование в продуктах для личной гигиены.

Соответственно, в одном аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ получения продукта из бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере примерно 50 масс. % (N×6,25) с.в., включающий:

(a) экстракцию источника бобового белка водным раствором соли кальция для солюбилизации бобового белка из источника белка и получения водного раствора бобового белка;

(b) отделение водного раствора бобового белка от массы остаточного источника бобового белка;

(c) применение второго этапа отделения источника бобового белка для извлечения более мелких остаточных твердых веществ, не удаляемых на исходном этапе отделения;

(d) в качестве альтернативы этапам (b)-(с), факультативно, разбавление, а затем подведение рН объединенного водного раствора бобового белка и остаточного источника бобового белка до рН примерно от 1,5 до 4,4, предпочтительно, примерно от 2 до 4, с последующим отделением подкисленного водного раствора бобового белка от остаточного источника бобового белка, и применение второго этапа отделения подкисленного раствора бобового белка для извлечения более мелких твердых веществ, не удаляемых на исходном этапе отделения;

(e) факультативно, промывание более мелких твердых веществ для удаления примесей; и

(f) факультативно, сушку факультативно промытых более мелких твердых веществ, извлеченных на втором этапе отделения, для получения продукта из бобового белка.

В другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ получения продукта из бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере примерно 50 масс. % (N×6,25) с.в., включающий:

(а) смешивание источника бобового белка с водой до получения суспензии;

(b) отделение водного раствора бобового белка от массы других компонентов суспензии;

(c) добавление соли кальция в водный раствор бобового белка для осаждения фитата кальция;

(d) применение второго этапа отделения для обработанного кальцием раствора бобового белка для извлечения осадка, а также любых более мелких твердых веществ, не удаленных на исходном этапе отделения (b);

(e) в качестве альтернативы этапу (d), факультативное разбавление, а затем подведение рН обработанного кальцием раствора бобового белка до рН примерно от 1,5 до 4,4, предпочтительно, примерно от 2 до 4, с последующим применением второго этапа отделения подкисленного обработанного кальцием раствора бобового белка для извлечения осадка, а также любых более мелких твердых веществ, не удаленных на исходном этапе отделения (b);

(f) факультативно, промывание твердых материалов, извлеченных на втором этапе отделения, для удаления примесей; и

(g) факультативно, сушку факультативно промытых твердых веществ, извлеченных на втором этапе отделения.

В каждом из этих вариантов осуществления твердые вещества можно промыть водой с натуральным значением рН или подкисленной водой для удаления примесей из продукта. Применение подкисленной воды снижает концентрацию фитиновой кислоты в продукте.

Продукт из бобового белка, полученный способами, описанными в настоящей заявке, является новым продуктом из бобового белка. Соответственно, в другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается продукт из бобового белка, имеющий содержание белка по меньшей мере примерно 50 масс. % (N×6,25) с.в., и по меньшей мере один параметр, выбранный из группы, состоящей из:

(a) содержания фитиновой кислоты по меньшей мере 2,5 масс. % с.в.;

(b) содержания неочищенных волокон менее примерно 1,5 масс. % с.в.;

(c) растворимости менее примерно 15 масс. % в диапазоне рН примерно от 3 до 6, где растворимость определяют белковым методом, описанным в Примере 5;

(d) растворимости менее примерно 25 масс. % в диапазоне рН примерно от 3 до 6, где растворимость определяют осадочным методом, описанным в Примере 5;

(e) водоудерживающей способности меньше примерно 2,5 мл/г; и

(f) маслоудерживающей способности продукта меньше примерно 2 мл/г

Раскрытие изобретения

Исходный этап способа получения продукта из бобового белка в вышеупомянутых заявках на патент, применяемый в настоящей заявке, включает солюбилизацию бобового белка из источника бобового белка. Бобовые растения, которые можно применять в настоящем изобретении, включают чечевицу, турецкий горох, сухой горох и сухую фасоль. Источник бобового белка может быть бобами или любым бобовым продуктом или субпродуктом, полученным при обработке бобов. Например, источник бобового белка может быть мукой, приготовленной путем помола факультативно лущеных бобов. В другом примере источником бобового белка может быть богатая белком фракция бобового белка, образованная путем лущения и помола бобов с последующей пневматической классификацией лущеного и измельченного материала на богатую крахмалом и богатую белком фракцию. Продукт из бобового белка, извлеченный из источника бобового белка, может быть белком, натурально содержащимся в бобах, или белковый материал может быть белком, модифицированным генетической манипуляцией, но обладающим характерными гидрофобными и полярными свойствами натурального белка.

(А) Первый аспект изобретения:

В этом аспекте изобретения солюбилизацию белка из материала источника бобового белка наиболее предпочтительно осуществляют с применением раствора хлорида кальция, хотя можно применять растворы других солей кальция. Кроме того, можно применять соединения других щелочноземельных металлов, такие как соли магния. Далее, экстракцию бобового белка из источника бобового белка можно выполнять с применением раствора соли кальция в комбинации с раствором другой соли, такой как хлорид натрия. Кроме того, в вариантах осуществления настоящего изобретения экстракцию бобового белка из источника бобового белка можно проводить с применением воды или раствора другой соли, такой как хлорид натрия, с последующим добавлением соли кальция к водному раствору бобового белка, полученному на этапе экстракции, для осаждения фитата кальция.

Когда концентрация раствора соли кальция увеличивается, степень солюбилизации белка из источника бобового белка вначале возрастает, пока не будет достигнуто максимальное значение. Любое последующее повышение концентрации соли не повышает общее содержание солюбилизированного белка. Концентрация раствора соли кальция, которая вызывает максимальную солюбилизацию белка, варьирует в зависимости от используемой соли. Обычно предпочтительно применять значение концентрации меньше примерно 1,0 М, и более предпочтительно, значение примерно от 0,10 до 0,15 М.

В периодическом способе солевую солюбилизацию белка выполняют при температуре примерно от 1°С до 100°С, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°С, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°С, предпочтительно сопровождая перемешиванием для снижения времени солюбилизации, которое обычно составляет примерно от 1 до 60 минут. Предпочтительно проводить солюбилизацию для экстракции как можно большего количества белка из источника бобового белка, насколько это возможно, чтобы обеспечить высокий общий выход продукта.

В непрерывном способе экстракцию бобового белка из источника бобового белка проводят любым образом, совместимым с выполнением непрерывной экстракции бобового белка из источника бобового белка. В одном варианте осуществления источник бобового белка непрерывно смешивают с раствором соли кальция, и смесь подают через канал или трубопровод, имеющий длину и скорость потока для времени выдержки, достаточного для обеспечения необходимой экстракции в соответствии с параметрами, описанными в настоящей заявке. В такой непрерывной процедуре этап солевой солюбилизации проводят в течение времени примерно от 1 минуты до 60 минут, предпочтительно для обеспечения солюбилизации для экстракции как можно большего количества белка из источника бобового белка, насколько это осуществимо. Солюбилизацию в непрерывной процедуре проводят при температуре примерно от 1°С до 100°С, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°С, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°С.

Экстракцию, как правило, проводят при рН примерно от 4,5 до 11, предпочтительно, примерно от 5 до 7. Значение рН системы экстракции (источника бобового белка и раствора соли кальция) можно регулировать до любого необходимого значения в диапазоне примерно от 4,5 до 11, для применения на этапе экстракции с помощью любой подходящей кислоты пищевого качества, обычно соляной кислоты или фосфорной кислоты, или щелочи пищевого качества, обычно гидроксида натрия, если необходимо.

Концентрация источника бобового белка в растворе соли кальция на этапе солюбилизации может широко варьировать. Типичные значения концентрации составляют примерно от 5 до 15% м/о.

Этап экстракции белков водным раствором соли оказывает дополнительное влияние на солюбилизацию жиров, которые могут присутствовать в источнике бобового белка, что затем приводит к присутствию жиров в водной фазе.

Белковый раствор, полученный на этапе экстракции, как правило, имеет концентрацию белка примерно от 5 до 50 г/л, предпочтительно, примерно от 10 до 50 г/л.

Водный раствор соли кальция может содержать антиоксидант. Антиоксидант может быть любым подходящим антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество используемого антиоксиданта может варьировать примерно от 0,01 до 1 масс. % от раствора, предпочтительно, составляя примерно 0,05 масс. %. Антиоксидант служит для подавления окисления любых фенольных соединений в белковом растворе.

Водный раствор соли кальция может содержать антипенное средство, такое как любое антипенное средство пищевого качества на не силиконовой основе, для снижения объема пены, образующейся при обработке. Количество используемого антипенного средства, как правило, составляет больше примерно 0,0003% м/о.

Водная фаза, полученная на этапе экстракции, может затем быть отделена от остаточного источника бобового белка любым подходящим способом, таким как с использованием декантерной центрифуги или любого подходящего сита для удаления массы остаточного источника бобового белка, с последующим применением тарельчатого сепаратора для удаления более мелкого материала остаточного источника бобового белка, не удаленного на исходном этапе отделения. Этапы отделения можно проводить при любой температуре в диапазоне примерно от 1°С до 100°С, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°С, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°С.

Альтернативно, смесь водного раствора бобового белка и остаточного источника бобового белка можно разбавить примерно 0,1-10 объемами, предпочтительно, примерно 0,5-2 объемами водного разбавителя. Такое разбавление обычно проводят с применением воды, хотя можно применять разбавленный солевой раствор, такой как раствор хлорида натрия или хлорида кальция с электропроводностью примерно 3 мС. Затем можно довести рН факультативно разбавленной смеси до значения примерно от 1,5 до 4,4, предпочтительно, примерно от 2 до 4, путем добавления любой подходящей кислоты пищевого качества, такой как соляная кислота или фосфорная кислота. Подкисленный водный раствор бобового белка можно затем отделить от остаточного источника бобового белка любым подходящим способом, таким как с помощью декантерной центрифуги или любого подходящего сита для удаления массы остаточного источника бобового белка, с последующим применением тарельчатого сепаратора для удаления более мелкого остаточного материала источника бобового белка, не удаленного на исходном этапе отделения. Этапы отделения можно проводить при любой температуре в диапазоне примерно от 1°С до 100°С, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°С, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°С.

Отделенный более мелкий остаточный источник бобового белка можно промыть для удаления загрязняющих веществ, как описано ниже.

(b) Второй аспект изобретения.

В этом аспекте настоящего изобретения экстракцию бобового белка из материала источника бобового белка проводят с применением воды. В периодическом способе источник бобового белка объединяют с водой, предпочтительно при перемешивании, в течение примерно 1-60 минут при температуре примерно от 1°С до 70°С, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°С, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°С.Температуры выше 70°С, такие как примерно до 100°С, можно также применять с тем условием, чтобы концентрация используемого источника бобового белка и содержание крахмала в указанном источнике бобового белка были такими, чтобы вязкость образца не стала слишком высокой. Предпочтительно выполнять этот этап смешивания для экстракции как можно большего количества белка из источника бобового белка, насколько это возможно, чтобы обеспечить высокий общий выход продукта.

В непрерывном способе экстракцию бобового белка из источника бобового белка проводят любым способом, пригодным для выполнения непрерывной экстракции бобового белка из источника бобового белка. В одном варианте осуществления источник бобового белка непрерывно смешивают с водой, и смесь подают через канал или трубопровод, имеющий длину и скорость потока для времени выдержки, достаточного для обеспечения необходимой экстракции в соответствии с параметрами, описанными в настоящей заявке. В такой непрерывной процедуре время смешивания составляет примерно от 1 минуты до 60 минут, предпочтительно, для экстракции как можно большего количества белка из источника бобового белка, насколько это осуществимо. Солюбилизацию в непрерывной процедуре проводят при температуре примерно от 1°С до 70°С, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°С, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°С.Температуры выше 70°С, такие как примерно до 100°С, можно также применять с тем условием, чтобы концентрация используемого источника бобового белка и содержание крахмала в указанном источнике бобового белка были такими, чтобы вязкость образца не стала слишком высокой.

Экстракцию, как правило, проводят при рН примерно от 4,5 до 11, предпочтительно, примерно от 5 до 7. Значение рН системы экстракции (источника бобового белка и раствора соли кальция) можно регулировать до любого необходимого значения в диапазоне примерно от 4,5 до 11, для применения на этапе экстракции с помощью любой подходящей кислоты пищевого качества, обычно соляной кислоты или фосфорной кислоты, или щелочи пищевого качества, обычно гидроксида натрия, если необходимо.

Концентрация источника бобового белка в воде во время этапа экстракции может составлять меньше 50% м/о, предпочтительно, от 5 до 25% м/о, более предпочтительно от 5 до 15% м/о.

Как в случае первого аспекта настоящего изобретения, этап экстракции белков водой оказывает дополнительное влияние на солюбилизацию жиров, которые могут присутствовать в источнике бобового белка, что затем приводит к присутствию жиров в водной фазе.

Как в случае первого аспекта настоящего изобретения, вода, используемая на этапе экстракции, может содержать антиоксидант. Антиоксидант может быть любым подходящим антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество используемого антиоксиданта может варьировать примерно от 0,01 до 1 масс. % от раствора, предпочтительно, составляя примерно 0,05 масс. %. Антиоксидант служит для подавления окисления любых фенольных соединений в белковом растворе.

Как в случае первого аспекта настоящего изобретения, вода, используемая на этапе экстракции, может содержать антипенное средство, такое как любое антипенное средство пищевого качества на не силиконовой основе, для снижения объема пены, образующейся при обработке. Количество используемого антипенного средства, как правило, составляет больше примерно 0,0003% м/о.

Суспензию, полученную при экстракции, затем обрабатывают для отделения водного белкового раствора от массы других компонентов суспензии, любым подходящим способом, таким как с помощью декантерной центрифуги или любого подходящего сита, и с получением водного белкового раствора.

Водный раствор белка, как правило, имеет концентрацию белка меньше примерно 250 г/л, предпочтительно, примерно от 5 до 100 г/л, более предпочтительно, примерно от 5 до 50 г/л.

Соль кальция, предпочтительно в форме водного раствора хлорида кальция, добавляют к водному раствору белка для осаждения главным образом фитата кальция. Это добавление соли кальция также оказывать влияние на осаждение некоторого количества белка, растворимого в воде, но не растворимого в присутствии соли кальция. В качестве альтернативы применению солей кальция, можно применять соединения других щелочноземельных металлов, таких как соли магния. Соль кальция, как правило, добавляют при рН белкового раствора, полученного на этапе исходного отделения. Если необходимо, рН белкового раствора можно довести примерно от 4,5 до 11, предпочтительно, примерно от 5 до 7, путем добавления любой подходящей кислоты пищевого качества или щелочи пищевого качества, как необходимо перед добавлением соли кальция.

Соль кальция или водный раствор соли кальция добавляют в раствор белка таким образом, чтобы после добавления кальция полученный раствор имел концентрацию соли кальция менее примерно 1,0 М, более предпочтительно, примерно от 0,05 М до 0,15 М.

После добавления кальция образец перемешивают подходящими средствами в течение периода примерно до 60 минут, предпочтительно, примерно от 15 до 30 минут при температуре примерно от 1°С до 100°С, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°С, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°С.

Полученную смесь затем разделяют на твердую фазу, включающую осажденные материалы и более мелкие твердые вещества, не отделенные прежде, и водную фазу, таким способом, как с помощью тарельчатого сепаратора. Этот второй этап отделения можно проводить при любой температуре в диапазоне примерно от 1°С до 100°С, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°С, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°С.

В качестве альтернативы, перед вторым этапом отделения обработанный кальцием водный раствор бобового белка может быть разбавлен примерно 0,1-10 объемами, предпочтительно, примерно 0,5-2 объемами водного разбавителя. Такое разбавление обычно проводят с применением воды, хотя можно применять разбавленный раствор соли, такой как хлорид натрия или хлорид кальция, с электропроводностью примерно до 3 мС. В факультативно разбавленной смеси затем доводят рН до значения примерно от 1,5 до 4,4, предпочтительно, примерно 2 до 4, путем добавления любой подходящей кислоты пищевого качества, такой как соляная кислота или фосфорная кислота. Подкисленный водный раствор бобового белка затем можно отделить от твердой фазы, таким способом, как с помощью тарельчатого сепаратора. Этот второй этап отделения можно проводить при любой температуре в диапазоне примерно от 1°С до 100°С, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°С, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°С.

В соответствии с каждым из аспектов настоящего изобретения, твердую фазу можно промыть примерно 1-20, предпочтительно, примерно от 1 до 10 объемов воды для удаления остального раствора экстрагированного бобового белка и загрязняющих веществ, с последующей факультативной сушкой любыми подходящими средствами для обеспечения продукта из бобового белка с содержанием белка по меньшей мере примерно 50 масс. % (N×6,25) с.в., предпочтительно, продукта из бобового белка с содержанием белка по меньшей мере примерно 60 масс. % (N×6,25) с.в., более предпочтительно, концентрата бобового белка с содержанием белка по меньшей мере примерно 65 масс. % (N×6,25) с.в.

Этап промывания в каждом из аспектов изобретения можно выполнять с применением подкисленной воды, предпочтительно, имеющей рН примерно от 4,2 до 4,8, для снижения концентрации фитиновой кислоты в продукте из бобового белка. Этап промывания можно повторить с применением тех же самых параметров для дополнительного снижения концентрации фитиновой кислоты.

Водной раствор белка, полученный на этапе осветления, можно подвергать дополнительным этапам обработки, описанным в вышеупомянутых заявках на патент US №№13/103,528, 13/289,264 и 13/556,357, до получения нового продукта из бобового белка, описанного в этих заявках.

Примеры

Пример 1

В этом примере поводили экстракцию горохового белка с применением воды, и в нем показана обработка водного раствора бобового белка.

«А» кг желтого вещества «b» добавляли к «с» литров воды при «d» и перемешивали в течение «е» минут для получения водного раствора белка. Часть суспендированных твердых веществ удаляли центрифугированием с применением декантерной центрифуги до получения «f» литров раствора белка с содержанием белка «g» масс. %. К «h» литров этого раствора белка добавляли «i» кг маточного раствора хлорида кальция, приготовленного путем растворения «j» кг гранул хлорида кальция (95,5%) в «k» литров воды, очищенной обратным осмосом (RO). Раствор смешивали «l», нагревали до «m»°C, а затем добавляли «n» литров «o» при «p»°С, затем «q» литров раствора центрифугировали тарельчатым сепаратором. Собирали «r» кг отходов влажных твердых веществ из тарельчатого сепаратора с содержанием белка «s»% (N×6,25) с.в. Часть этих твердых веществ массой «t» кг смешивали с «и» литров RO воды, затем «v» вновь центрифугировали тарельчатым сепаратором. Собирали влажные твердые отходы «w» кг после этапа промывания водой с содержанием белка «х»% (N×6,25) с.в. Второй этап промывания проводили путем объединения «у» кг промытых твердых веществ с «z» литров RO воды и доведения рН до «аа», перемешивания в течение «ab» минут с последующим повторным пропусканием смеси через тарельчатый сепаратор. Собирали «ас» килограмм влажных дважды промытых твердых отходов с содержанием белка «ad»% (N×6,25) с.в. После этапа промывания «ае» кг промытых твердых отходов объединяли с «af» литров RO воды, и смесь пастеризовали примерно при «ag»°C в течение «ah». Аликвоту «ai» кг пастеризованной суспензии смешивали с «aj» литров RO воды, и сушили распылительной сушкой до получения продукта с содержанием белка «ak»% (N×6,25) с.в. Продуктам присваивали код «al». К коду добавляли обозначение YP711, если продукт подвергали распылительной сушке.

Различные параметры получения продукта из бобового белка приведены в Таблице 1 ниже:

Пример 2

В этом примере проводили экстракцию горохового белка с применением раствора хлорида кальция, и в нем показана обработка водного раствора горохового белка.

«А» кг желтого вещества «b» добавляли к «с» литров «d» при «е» и перемешивали в течение «f» минут для получения водного раствора белка. Затем добавляли «g» кг гранул хлорида кальция (95,5%), и образец перемешивали в течение дополнительных «h» минут. Часть суспендированных твердых веществ удаляли путем центрифугирования с применением декантерной центрифуги до получения «i» литров раствора белка с содержанием белка «j» масс. %. К раствору белка с температурой «k» добавляли «l» литров «m» при «n», и раствор центрифугировали с применением тарельчатого сепаратора. Собирали «о» кг влажных твердых отходов из тарельчатого сепаратора с содержанием белка «p»% (N×6,25) с.в. Часть этих твердых веществ «q» кг смешивали с «r» литров RO воды «s», затем опять пропускали через тарельчатый сепаратор. Собирали «t» кг влажных твердых отходов после этапа промывания водой с содержанием белка «u»% (N×6,25) с.в. Второй этап промывания проводили путем объединения «v» кг промытых твердых веществ с «w» литров RO воды, и подведения рН до 4,5 раствором соляной кислоты, перемешивания в течения 30 минут с последующим пропусканием смеси через тарельчатый сепаратор. Собирали «х» кг влажных дважды промытых твердых отходов с содержанием белка «у»% (N×6,25) с.в. После этапов промывания «z» кг промытых твердых веществ объединяли с «аа» литров RO воды, и смесь пастеризовали в течение примерно «ab»°C в течение «ас» минут. Аликвоту суспензии «ad» кг подвергали распылительной сушке до получения продукта с содержанием белка «ае» % (N×6,25) с.в. Продуктам присваивали код «af». К коду добавляли обозначение YP711, если продукт подвергали распылительной сушке.

Параметры получения продукта из горохового белка приведены в Таблице 2 ниже:

Пример 3

В данном примере показано содержание фитиновой кислоты в подвергнутых распылительной сушке белковых продуктах из желтого гороха, как описано в Примерах 1 и 2.

В образцах определяли содержание фитиновой кислоты по методу Latta and Eskin (J. Agric. Food Chem., 28: 1313-1315). Полученные значения фитиновой кислоты показаны в Таблице 3 ниже.

Как можно видеть из результатов в Таблице 3, образцы, приготовленные со вторым этапом промывания с водой при рН около 4,5, имели слегка более низкое содержание фитиновой кислоты, чем образцы, приготовленные без этапа промывания водой с более низким значением рН.

Влияние этого второго этапа промывания на содержание фитиновой кислоты более ясно видно при анализе, в частности, серии YP09-G31-12A. Подвергали распылительной сушке образец твердых веществ, промытый один раз водой при натуральном рН, а также образец, промытый второй раз водой при рН 4,5. Значения содержания белка и фитиновой кислоты для этих образцов показаны в Таблице 4.

Как можно видеть из результатов в Таблице 4, второй этап промывания водой при рН 4,5 снижал содержание фитиновой кислоты в продукте без снижения содержания белка.

Пример 4

В этом примере проведена оценка содержания неочищенных волокон в некоторых высушенных распылением белковых продуктах из желтого гороха, полученных способами из Примеров 1 и 2. Уровни неочищенных волокон определяли в соответствии с процедурой AOCS Ва 6а-05.

Результаты анализа неочищенных волокон показаны в Таблице 5.

Как можно видеть из результатов, представленных в Таблице 5, во всех анализируемых образцах установлено низкое содержание неочищенных волокон. Пример 5

В этом примере содержится оценка растворимости в воде некоторых высушенных распылением белковых продуктов из желтого гороха, полученных способами из Примеров 1 и 2. Растворимость анализировали на основе растворимости белка (обозначали как белковый метод, модифицированная версия процедуры из Morr et al., J. Food Sci. 50:1715-1718) или общей растворимости продукта (обозначали как осадочный метод).

Готовили навеску белкового порошка, достаточную для получения 0,5 г белка, в стакане, и смачивали при смешивании примерно с 20-25 мл воды, очищенной обратным осмосом (RO). Затем добавляли дополнительное количество воды для доведения объема примерно до 45 мл. Содержимое стакана медленно перемешивали в течение 60 минут с применением магнитной мешалки. Немедленно после диспергирования белка определяли рН, и доводили до соответствующего уровня (2, 3, 4, 5, 6 или 7) с разбавленным NaOH или HCl. Образец также готовили при натуральном значении рН. Для образцов с подведенным рН измеряли рН и периодически корректировали в течение 60 минут перемешивания. Спустя 60 минут перемешивания объем образцов доводили до 50 мл с RO водой, получая дисперсию белка 1% м/о. Содержание белка в дисперсиях определяли в анализе методом сжигания образца с применением определителя азота Leco. Аликвоты (20 мл) дисперсии затем переносили в предварительно взвешенные центрифужные пробирки, и сушили в течение ночи в печи с температурой 100°С, затем охлаждали в эксикаторе, и закрывали пробирки пробками. Образцы центрифугировали при 7,800 g в течение 10 минут, при этом осаждая нерастворимый материал и получая надосадочную жидкость. Содержание белка в надосадочной жидкости измеряли посредством анализа со сжиганием образца, а затем надосадочную жидкость и крышки пробирок удаляли, и осадочный материал сушили в течение ночи в печи при 100°С. На следующее утро пробирки переносили в эксикатор и оставляли до остывания. Регистрировали массу сухого осадочного материала. Массу сухого вещества исходного белкового порошка рассчитывали путем умножения массы использованного порошка на фактор ((100 - содержание влаги порошка (%))/100). Затем рассчитывали растворимость продукта двумя различными способами:

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

2) Растворимость (осадочный метод) (%) = (1 - (масса сухого нерастворенного осадочного материала / ((масса 20 мл дисперсии / масса 50 мл дисперсии) × исходная масса сухого белкового порошка)))×100

Расчетные значения, превышающие 100%, регистрировали как 100%.

Значения натурального рН 1% м/о белковых растворов белковых продуктов показаны в Таблице 6.

Полученные результаты анализа растворимости показаны в следующих Таблицах 7 и 8.

Как можно видеть из результатов, представленных в таблицах 7 и 8, значения растворимости были в целом ниже по всему диапазону рН, независимо от используемого метода определения растворимости.

Пример 6

В этом примере показана водоудерживающая способность высушенных распылением белковых продуктов из желтого гороха, приготовленных способами из Примеров 1 и 2.

Водоудерживающую способность продуктов определяли посредством следующей процедуры. Готовили навески белкового порошка (1 г) в центрифужных пробирках (50 мл) с известной массой. К этому порошку добавляли примерно 20 мл воды, очищенной обратным осмосом (RO), при натуральном рН. Содержимое пробирок смешивали с применением вортекс-миксера при умеренной скорости в течение 1 минуты. Образцы инкубировали при комнатной температуре в течение 5 минут, затем перемешивали в вортекс-миксере в течение 30 секунд. Затем проводили инкубацию при комнатной температуре в течение еще 5 минут, затем перемешивали в течение еще 30 секунд на вортекс-миксере. Затем образцы центрифугировали при 1,000 g в течение 15 минут при 20°С. После центрифугирования надосадочную жидкость осторожно выливали, обеспечивая сохранения всего твердого материала в пробирке. Повторно взвешивали центрифужную пробирку, и определяли массу образца, насыщенного водой.

Водоудерживающую способность (ВУС) рассчитывали как:

ВУС (мл/г) = (масса образца, насыщенного водой (г) - масса исходного образца (г)) / (масса исходного образца (г) × общее содержание твердых веществ в образце)

Результаты определения водоудерживающей способности показаны в Таблице 9.

Как можно видеть из результатов в Таблице 9, продукты из горохового белка обладают низкой или средней водоудерживающей способностью.

Пример 7

Данный пример иллюстрирует маслоудерживающую способность высушенных распылением белковых продуктов из желтого гороха, приготовленных способами из Примеров 1 и 2.

Маслоудерживающую способность продуктов определяли с помощью следующей процедуры. Готовили навески белкового порошка (1 г) в центрифужных пробирках (50 мл) с известной массой. К этому порошку добавляли примерно 20 мл масла канолы (Canada Safeway, Калгари, Альберта). Содержимое пробирок смешивали с применением вортекс-миксера при умеренной скорости в течение 1 минуты. Образцы инкубировали при комнатной температуре в течение 5 минут, затем перемешивали в вортекс-миксере в течение 30 секунд. Затем проводили инкубацию при комнатной температуре в течение еще 5 минут, затем перемешивали в течение еще 30 секунд на вортекс-миксере. Затем образцы центрифугировали при 1,000 g в течение 15 минут при 20°С. После центрифугирования надосадочную жидкость осторожно выливали, обеспечивая сохранения всего твердого материала в пробирке. Повторно взвешивали центрифужную пробирку, и определяли массу образца, насыщенного маслом.

Маслоудерживающую способность (МУС) рассчитывали как:

МУС (мл/г) = (масса образца, насыщенного маслом (г) - масса исходного образца (г)) / 0,914 г/мл) / (масса исходного образца (г) × общее содержание твердых веществ в образце)

Результаты определения маслоудерживающей способности показаны в Таблице 10.

Как можно видеть из результатов в Таблице 10, продукты из горохового белка обладают низкой или средней маслоудерживающей способностью.

Пример 8

В данном примере проводили экстракцию чечевичного белка с применением раствора хлорида кальция, и в нем показана обработка водного раствора чечевичного белка.

Добавляли «а» кг «b» к «c» литров 0,13 М CaCl₂ при комнатной температуре, и перемешивали в течение 30 минут для получения водного раствора белка. Часть суспендированных твердых веществ удаляли центрифугированием с применением декантерной центрифуги до получения «d» литров раствора белка с содержанием белка «е» масс. %. Раствор белка затем центрифугировали с применением тарельчатого сепаратора. Собирали «f» кг влажных твердых отходов с тарельчатого сепаратора с содержанием белка «g»% (N×6,25) с.в. Продукту присваивали код «h». Применяемые параметры указаны в Таблице 11 ниже.

Сущность раскрытия заключается в том, что продукт из бобового белка, предпочтительно, концентрат бобового белка, получен в качестве субпродукта/побочного продукта от осветления раствора при экстракции бобового белка. В пределах объема настоящего изобретения возможны модификации.

Группа изобретений относится к пищевой промышленности. Экстрагируют источник бобового белка водным раствором соли кальция для солюбилизации бобового белка из источника белка и для получения водного раствора бобового белка. Отделяют водный раствор бобового белка от массы остаточного источника бобового белка. Отделяют раствор бобового белка для удаления более мелких остаточных твердых веществ, не удаленных на исходном этапе отделения. Промывают более мелкие твердые вещества, извлеченные на втором этапе отделения для удаления примесей. Сушат промытые более мелкие твердые вещества, извлеченные на втором этапе отделения для получения продукта из бобового белка с содержанием белка, по меньшей мере, 50 мас.% (N x 6,25) с.в. Предусмотрен вариант получения продукта из бобового белка. Группа изобретений обеспечивает получение продукта с низким содержанием фитиновой кислоты без снижения содержания белка. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 11 табл., 8 пр.

1. Способ получения продукта из бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере 50 мас.% (N x 6,25) с.в., включающий:

(а) экстракцию источника бобового белка водным раствором соли кальция для солюбилизации бобового белка из источника белка и для получения водного раствора бобового белка;

(b) отделение водного раствора бобового белка от массы остаточного источника бобового белка;

(с) применение второго этапа отделения раствора бобового белка для удаления более мелких остаточных твердых веществ, не удаленных на исходном этапе отделения;

(d) промывание более мелких твердых веществ, извлеченных на втором этапе отделения, для удаления примесей; и

(e) сушку промытых более мелких твердых веществ, извлеченных на втором этапе отделения, для получения продукта из бобового белка.

2. Способ по п. 1, в котором солью кальция является хлорид кальция.

3. Способ по п. 1, в котором раствор соли кальция имеет концентрацию меньше примерно 1,0 М.

4. Способ по п. 3, в котором концентрация раствора соли кальция составляет примерно от 0,10 до 0,15 М.

5. Способ по п. 1, в котором указанный этап экстракции проводят при температуре примерно от 1°С до 100°C, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°C, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°C.

6. Способ по п. 1, в котором указанную экстракцию водным раствором соли кальция проводят при рН примерно от 4,5 до 11, предпочтительно, примерно от 5 до 7.

7. Способ по п. 1, в котором указанный водный раствор бобового белка имеет концентрацию белка примерно от 5 до 50 г/л, предпочтительно, примерно от 10 до 50 г/л.

8. Способ по п. 1, в котором указанный водный раствор соли кальция содержит антиоксидант и/или антипенное средство.

9. Способ по п. 1, в котором твердые вещества, извлеченные на втором этапе отделения, промывают по меньшей мере на одном этапе промывания примерно 1-20, предпочтительно, примерно 1-10 объемами воды.

10. Способ по п. 9, в котором указанный по меньшей мере один этап промывания выполняют с применением подкисленной воды.

11. Способ по п. 10, в котором подкисленная вода имеет рН примерно от 4,2 до 4,8.

12. Способ по п. 1, в котором продукт из бобового белка имеет концентрацию белка по меньшей мере примерно 60 мас.% (N x 6,25) с.в.

13. Способ по п. 12, в котором указанный продукт из бобового белка имеет концентрацию белка по меньшей мере примерно 65 мас.% (N x 6,25) с.в.

14. Способ получения продукта из бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере примерно 50 мас.% (N x 6,25) с.в., включающий:

(а) смешивание источника бобового белка с водой до получения суспензии;

(b) отделение водного раствора бобового белка от массы других компонентов суспензии;

(с) добавление соли кальция в водный раствор бобового белка для осаждения фитата кальция;

(d) применение второго этапа отделения для обработанного кальцием раствора бобового белка для извлечения осадка, а также любых более мелких твердых веществ, не удаленных на исходном этапе отделения (b);

(e) промывание твердых материалов, извлеченных на втором этапе отделения, для удаления примесей; и

(f) сушку промытых твердых веществ, извлеченных на втором этапе отделения.

15. Способ по п. 14, в котором этап водной экстракции проводят примерно в течение 1-60 минут при температуре примерно от 1°С до 70°C, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°C, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°C.

16. Способ по п. 14, в котором этап водной экстракции проводят при рН примерно от 4,5 до 11, предпочтительно, примерно от 5 до 7.

17. Способ по п. 14, в котором водный раствор бобового белка имеет концентрацию белка меньше 250 г/л, предпочтительно, примерно от 5 до 100 г/л, более предпочтительно, примерно от 5 до 50 г/л.

18. Способ по п. 14, в котором соль кальция добавляют в форме водного раствора соли кальция.

19. Способ по п. 14, в котором соль кальция добавляют в количестве для обеспечения раствора, обработанного кальцием, имеющего концентрацию соли кальция меньше примерно 1,0 М, предпочтительно, примерно от 0,05 М до 0,15 М.

20. Способ по п. 19, в котором белковый раствор, обработанный кальцием, перемешивают в течение примерно 60 минут, предпочтительно, примерно от 15 до 30 минут, при температуре примерно от 1°С до 100°C, предпочтительно, примерно от 15°С до 65°C, более предпочтительно, примерно от 20°С до 35°C.

21. Способ по п. 14, в котором твердые вещества, извлеченные на втором этапе отделения, промывают по меньшей мере на одном этапе промывания примерно 1-20, предпочтительно, примерно 1-10 объемами воды.

22. Способ по п. 21, в котором указанный по меньшей мере один этап промывания выполняют с применением подкисленной воды.

23. Способ по п. 22, в котором подкисленная вода имеет рН примерно от 4,2 до 4,8.

24. Способ по п. 14, в котором продукт из бобового белка имеет концентрацию белка по меньшей мере примерно 60 мас.% (N x 6,25) с.в.

25. Способ по п. 24, в котором указанный продукт из бобового белка имеет концентрацию белка по меньшей мере примерно 65 мас.% (N x 6,25) с.в.