Способ производства смеси пептидов Российский патент 2024 года по МПК A23J3/16 

Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к способам проведения гидролиза белка, и может быть использовано для улучшения его усвояемости и снижения потенциальной аллергенности.

В настоящее время белковые гидролизаты широко применяются в пищевой промышленности, медицине, ветеринарии и микробиологической промышленности. Их широко применяют в качестве спортивного питания, энтерального питания для восстановления азотистого баланса после тяжелых операций, а также в качестве биологически активных добавок.

Из уровня техники известно множество различных способов ферментативного гидролиза белка.

В патенте US4107334 описан ферментативный гидролиз любого белка содержанием 5-20% с помощью любой протеазы при температуре от 20 до 65°С с последующей пастеризацией нагреванием до 80-100°С и лиофильным либо распылительным высушиванием.

В патентах US4563357, EP0797927A1 описан гидролиз при помощи папаина, бромелаина или фицина при температурах от 70 до 85°С в течение 1-5 мин с последующей инактивацией фермента нагреванием до 90°С.

В патентах US7771762B2, US20050053705A1 описан гидролиз соевого белка смесью грибных протеаз при температуре от 24 до 55°С с последующей инактивацией протеаз нагреванием до 80-100°С. В патенте US20020132287A1 предложено после двух часов гидролиза при помощи смеси грибных протеаз внесение папаина с последующей инкубацией при 50-55°С.

В патентах US5520935 и US5716801 описан гидролиз растительного белка в форме изолята либо концентрата с помощью фермента алкалаза или нейтраза при 60°С. В патенте US5716801 инактивацию фермента проводят доведением pH до 4.2, добавлением 1-5% активированного угля и нагреванием смеси до 50-70°С. В патенте US5520935 инактивация проводится инкубацией в течение 5 мин в присутствии 1-5% активированного угля с последующим нагреванием смеси до 130-150°С.

В патентах US7332192B2, US20080096243A1, US20080182002A1 и US20060134310A1 описан гидролиз изолята белка сои ферментными препаратами Алкалаза или Протекс при температурах 48-58°С и pH 9.5-10.5 в течение 30-60 мин с последующей инактивацией фермента нагреванием смеси до 146-157°С.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является патент US4100024, в котором 5-20% водную суспензию изолята белка сои гидролизуют ферментным препаратом Алкалаза при температуре 50°С, pH 7-10 с последующей инактивацией фермента доведением pH до 4.2 и добавлением активированного угля.

Недостатками всех приведенных выше способов, включая наиболее близкий аналог, является необходимость поддерживать pH на определенном уровне, а также инактивация фермента добавлением значительного количества кислоты или нагреванием реакционной смеси до 130-157°С в случае протеаз бактериального происхождения. При масштабировании производства необходимы большие количества реактивов для поддержания pH на необходимом уровне в промышленном масштабе, либо оборудование, способное нагревать большие объёмы гидролизата до температуры 130-150°С, что не только увеличивает расходы, но и создает дополнительные риски.

Задачей изобретения является разработка способа получения смеси пептидов из растительного белка при помощи гидролиза без необходимости поддержания pH и нагревания реакционной смеси до высоких температур.

Заявителем было установлено, что pH 10% водной суспензи изолята белка сои без использования буферных систем составляет 8.0, что близко к оптимальному значению для ферментных препаратов бактериального происхождения (Протосубтилин, Алкалаза). Таким образом, наведение буферного раствора для поддержания необходимого значения pH не требуется.

Также заявителем было установлено, что нагревания реакционной смеси до температуры 68-70°С достаточно для инактивации фермента.

Изобретение представляет собой способ гидролиза 5-17,8% водной суспензии изолята белка сои с помощью ферментного препарата, полученного из Bacillus subtilis, при температуре 50°С без контроля pH в течение 1-2 часов с последующей инактивацией фермента нагреванием реакционной смеси до 68-70°С.

В качестве исходного сырья используют изолят белка сои.

В термостатируемый реактор типа измельчитель-смеситель пищевой наливают воду и нагревают до 50°С. В подогретую воду вносят изолят белка сои и ферментный препарат, полученный из бактерий Bacillus subtilis. Протеазная активность фермента в реакционной смеси составляет 6-18 акт. ед. на 1 г белка. Содержание изолята белка сои в реакционной смеси - 5-20% по массе, соотношение изолят:вода - 1:5-1:20. Оптимальная температура процесса - 50°С, допустимая температура - 40-60°С. При внесении изолята белка сои в воду pH полученной суспензии составляет 8.0, что близко к оптимальному значению pH для субтилизиновых ферментов, поэтому необходимость в наведении буферного раствора для поддержания оптимального значения pH отсутствует.

Гидролиз проводят в течение 60-120 минут при постоянно работающем роторно-статорным диспергаторе, после чего останавливают реакцию гидролиза нагреванием реакционной смеси до 68-70°С. Точное значение времени зависит от активности фермента: если активность близка к 6 ед/г ИБС, то длительность процесса составит 2 часа, если же используется активность 18 ед/г ИБС, то достаточно 1 часа.

Полученный препарат высушивают с помощью лиофильной либо распылительной сушилки.

Способ позволяет гидролизовать 80% белка до пептидов молекулярной массой менее 26 кДа.

Пример 1.

Для получения 300 кг гидролизата соевого белка в 3150 л питьевой воды, помещенной в промышленный термостатируемым реактор типа измельчитель-смеситель, нагретой до температуры 50°С, вносят 350 кг изолята белка сои и ферментный препарат Протосубтилин Г3х в расчете 18 единиц активности на 1 г белка, после чего перемешивают при помощи ротор-статорного диспергатора в течение 60 минут. Далее полученную смесь нагревают до 70°С, после чего высушивают на распылительной сушилке при температуре 150°С.

Пример 2.

Для получения 600 кг гидролизата соевого белка в 3200 л питьевой воды, помещенной в промышленный термостатируемым реактор типа измельчитель-смеситель, нагретой до температуры 50°С, вносят 700 кг изолята белка сои и ферментный препарат Протосубтилин Г3х в расчёте 6 единиц активности на 1 г белка, после чего добавляют перемешивают при помощи ротор-статорного диспергатора в течение 120 минут. Далее полученную смесь нагревают до 70°С, после чего замораживают при температуре -40°С, а затем лиофильно высушивают.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения гидролизата соевого белка. Способ производства гидролизата соевого белка путем гидролиза изолята соевого белка ферментным препаратом бактериального происхождения предусматривает введение в термостатируемый реактор 10-17,5% водной суспензии изолята соевого белка и ферментного препарата, полученного из Bacillus subtilis, добавленного в количестве 6-18 международных единиц активности на 1 грамм изолята соевого белка. После чего оставляют в реакторе с постоянно работающим ротор-статорным диспергатором при температуре 50°C без контроля pH в течение 1-2 часов с последующей инактивацией фермента путем нагревания реакционной смеси до 68-70°C. После чего полученный продукт сушат методом распыления в горячем воздухе или лиофилизируют. Предпочтительно время экспозиции реакционной смеси при температуре 68-70°C во время инактивации фермента составляет 10 минут. Изобретение направлено на разработку способа получения смеси пептидов из растительного белка при помощи гидролиза без необходимости поддержания pH и нагревания реакционной смеси до высоких температур с обеспечением гидролиза 80% белка до пептидов молекулярной массой менее 26 кДа. 2 пр.

1. Способ производства гидролизата соевого белка путем гидролиза изолята соевого белка ферментным препаратом бактериального происхождения, предусматривающий введение в термостатируемый реактор 10-17,5% водной суспензии изолята соевого белка и ферментного препарата, полученного из Bacillus subtilis, добавленного в количестве 6-18 международных единиц активности на 1 грамм изолята соевого белка, и последующую экспозицию в реакторе с постоянно работающим ротор-статорным диспергатором при температуре 50°C без контроля pH в течение 1-2 часов с последующей инактивацией фермента путем нагревания реакционной смеси до 68-70°C, после чего полученный продукт сушат методом распыления в горячем воздухе или лиофилизируют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время экспозиции реакционной смеси при температуре 68-70°C во время инактивации фермента составляет 10 минут.