Способ получения белково-липидного комплекса из твердого растительного сырья Советский патент 1993 года по МПК A23J1/12 A23J1/14 

Изобретение относится к Пищевой промышленности и может быть использовано при экстракции стабильных, съедобных бел- ково-липидных пищевых продуктов из растительного сырья с помощью жидких побочных продуктов молочного производства, используемых в качестве жидкой экстрагирующей среды. Данное изобретение касается также съедобных продуктов, в частности эмульгаторов, образующихся в результате экстракционной обработки целевых соевых бобов сырной сывороткой.

Цель изобретения - повышение устойчивости белково-липидного комплекса.

Изобретение направлено на получение стабильного белково-липидного экстракта из твердого растительного сырья путем следующих операций:

(а) непрерывной подачи указанного растительного материала и жидких побочных продуктов молочного производства в относительном соотношении сухое вещест- во:жидкость примерно от 1-4 до 1:10 в

высокоимпульсное смесительное устройство для получения суспензии;

(б) разделении указанной суспензии на жидкую фазу, содержащую раствор стабильного белково-липидного экстракта, и твердофазный остаток.

Жидкие побочные продукты молочного производства, которые могут быть использованы для экстракции питательных веществ, согласно данному изобретению, включают обезжиренное молоко и сырную сыворотку. Сырная сыворотка представляет собой ту часть молока, из которой удалены белковые составляющие и/или жир в процессе производства конкретных сыров, таких как сыр в упаковке, чеддер, мозарелла и т.п. Целый ряд побочных продуктов молочного производства, которые могут быть использованы для экстракции белков и жиров из растительного сырья, такие как обезжиренное молоко, сами по себе поддаются сушке и могут быть легко переведены в жидкое состояние путем добавления воды. Тасл

с

00

го ел со о

СП

со

кие обратимофазные жидкие побочные продукты молочного производства также могут быть использованы в способе данного изобретения.

Растительное сырье, используемое в данном изобретении, включает зерно хлебных злаков различной степени очистки, такое как цельное зерно или мука, из которой полностью или частично удалены перикарпий, высевки или шолуха и введен эндосперм в виде тонкодисперсного порошка с помощью мельницы или аналогичных операций. Зерна хлебных злаков, которые могут быть использованы, включают пшеницу, овес, рожь, ячмень, рис. кукурузу и т.н., а также муку из этих продуктов.

Помимо зерна хлебных злаков, могут быть использованы бобовые, такие как чечевица, бобы, горох огородный и масляннчное семя, отдельно или в сочетании с хлебными злаками в качестве растительного сырья, подлежащего экстрагированию. Термин масляничное семя относится к тем культурам, которые содержат значительное количество липидов и- используются как промышленный источник растительных масел, применяемых в качестве пищевых продуктов, кормов и технических масел. Наиболее распространенные масляничные культуры: соя, земляной орех, семена подсолнечника, канола (капустное семя), кунжут, сафлор, семя хлопчатника и кукурузное семя,

Масляничные культуры, особенно соя, являются предпочтительным растительным сырьем из-за значительного содержания в них как липидов, так и белков.

Эффективность способа данного изобретения обусловлена неожиданным преимуществом жидких побочных продуктов молочного производства, в частности, сырной сыворотки, с точки зрения такого комп- лексообразования липидов по сравнению с водными или щелочными водными системами растворителей.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа данного изобретения, сыворотку сладкого сыра или смесь сывороток сладкого I. кислого сыров сначала нагревают до температуры, лежащей в пределах от 85°С до температуры кипения, а рН доводят до величины, лежащей между 7 и 8, путем добавления сильного водного раствора гидроксида натрия. Обе операции нагре- вания сыворотки и доведение рН могут осуществляться о режиме ин лайн, когда сырную сыворотку нагревают в теплообменнике, а затем рН нагретой сыворотки доводят до нужного значения путем инжекции щелочного раствора в поток сывороточного

растворителя, выходящий из теплообменника и поступающий в высокоимпульсное смесительное устройство. Нагревание сырной сыворотки можно также осуществлять

периодическим способом, при котором сыворотку сначала нагревают в обьеме массы и рН доводят после или в течение операции нагрева.

Соевые бобы и нагретую сыворотку в

соответствующем, заранее заданном соотношении, но не более 1 кг соевых бобов на 1 л сыворотки, одновременно подают в высокоимпульсное смесительное устройство, такое как молотковая мельница Fitzpatrick

5 или дисинтегратор Reltz. При соотношениях твердого вещества к экстрагирующему раствору больше чем 1:4 обычно образуются смеси, которые недостаточно жидкие для эффективного осуществления процесса экс0 тракции. Высокоимпульсное смесительное устройство снабжено ситом с отверстиями размером приблизительно 0,04 дюйма (0,018 см). Размер отверстий в этом сите обеспечивает практическое равновесие

5 между эффективностью экстракции белков в пределах очень короткого промежутка времени и легкостью последующего отделения белково-липидного экстракта от нерастворимого остатка.

0 Соевые бобы и сывороточный растворитель находятся в дисинтеграторе не свыше того времени, которое необходимо для прохождения полученной суспензии через сито в емкость для хранения. Затем суспензию

5 из емкости для хранения накачивают в трубопровод, в котором она находится примерно от 0 до 2,5 мин, а затем собирают в приемнике, из которого перекачивают в центробежный сепаратор. Для обработки

О суспензии предпочтителен центробежный сепаратор с откид.-юй корзиной непрерывного действия, но могут быть использованы отстойник или другое разделительное устройство.

5

Продуктами этой операции являются осветленный эмульгированный экстракт (легкая фаза) и нерастворимый остаток (тяжелая фаза). Тяжелую фазу можно непосредствен0 но высушить или ее можно сначала промыть один или несколько раз свежей сырной сывороткой и повторно центрифугировать и получить некоторое дополнительное количество продукта легкой фазы.

5 Легкую фазу и промывочные экстракты, если такие есть, концентрируют под вакуумом, а затем перекачивают, предпочтительно с помощью гомогенизирующего насоса, в обычную распылительную сушилку, где продукт высушивается в условиях, не вызывающих пригорания во время операции сушки.

Высушенный экстракт может быть использован в пищевой и кормовой промыш- ленностях из-за содержания в нем жиров, Оелков и лактозы. Он характеризуется значительно улучшенным запахом по сравнению с зеленым бобовым запахом обычной соевой муки и, кроме того, содержит высококачественные молочные белки, введенные из сывороточной экстрагирующей среды. Однако экстракт особенно рекомендован для использования в качестве агента для стабилизации комбинаций масло/вода в супах, приправах для салатов, фармацевтических препаратах, косметике и т.п. Зтот экстракт можно также использовать в качестве носителя для растворимых в жирах органических соединений, таких как инсектициды-и гербициды.

Тяжелая фаза (остаток) содержит значительное количество белка - 25% или выше - и может быть использована в качестве питательной добавки в муке для выпечки и кормах.

Отличительные особенности данного изобретения иллюстрируются в следующих примерах.

Пример 1. Целевые соевые бобы и раствор для экстракции непрерывно подавали в молотковую мельницу Fitzpatrick с относительным расходом 0,74 кг/мин и 7,4 л/мин. Раствор для экстракции представлял собой предварительно нагретую, нейтрализованную сырную сыворотку, полученную из 70% сладкой сыворотки после производства чеддера и 30% кислотной сыворотки после производства сыра в упаковке. Жидкую сыворотку, хранящуюся при пониженной температуре порядка 3°С, нагрели до 80°С в теплообменнике непосредственно перед использованием. Поток нагретой сыворотки нейтрализовали путем добавления водного раствора гидрокспда натрия (20 г/л) со скоростью 6 л/ч.

Мельница работала с экраном (ситом) с размером отверстий 0,018 см, и рН суспензии часто проверяли, чтобы убедиться, что величина его остается в пределах 7. В течение 2,5 мин суспензию держали в трубопроводе при температуре 75°С, откуда ее перекачивали в центробежный сепаратор с откидной корзиной непрерывного действия со скоростью 24 кг/мин. В сепараторе, работающем со скоростью 5000 об/мин, осуществили разделение растворимой и нерастворимой фаз.

Легкую фазу (содержащую растворимые компонечты) сконцентрировали под вакуумом в испарителе АРУ со скоростью.

несколько большей 76 л/ч (20 гал/ч). чтобы снизить объем жидкости с 45 галлонов (170 л) до 17 галлонов (64,4 л).

Затем сконцентрированную легкую фэ- зу высушили о распылительной сушилке Proctor Schwartz со скоростью 16 галлонов в час (60.5 л/ч) при температуре воздуха на входе 260°С и температуре воздуха на выходе 85°С.

0 Установлено, что высушенный экстракт (легкая фаза) состоит из 34% белка и 13,3% липида. Большую часть остатка составляет лактоза из сырной сыворотки, использованной в качестве растворителя. Существен5 ным фактором является то, что 93% содержания липида в экстракте не вымывается петролейным.эфиром.т.е. 93% липида, содержащегося в продукте, образует комплекс с белком.

0Установлено, что высушенный остаток

(тяжелая фаза) имеет содержание (белка 28,2%.

Пример 2. Технологические условия были те же, что в примере 1, за исключением

5 того, что использовали более высокие значения расходов (соевые бобы 1,7 кг/мин и сырная сыворотка 18,7 л/мин) и более высокую температуру экстрагирующего раствора - 85°С. Соотношение соевых бобов к

0 сырной сыворотке оставалось порядка 1:10. как и в примере 1.

В расчете на общее количество растворимых веществ в осветленном экстракте выход белка по исходному содержанию бобов

5 составил 71%. Содержание белка в высушенном экстракте и сухой тяжелой фазы составило 30 и 27% соответственно.

Белок, вводимый в продукты сывороточной экстрагирующей средой, оходит пре0 имущественно в ту или иную легкую фазу и тяжелую фазу, в зависимости от выбранной температуры переработки.

Было замечено, что при температурах 90°С и больше сырная сыворотка образовы5 вала осадок, и как установлено, долл белка в тяжелой фазе возрастала за счет легкой фазы. Соответственно, хотя сыворотка может быть использована в качестве экстрагирующей среды при более высокой

0 температуре, молочный белок может быть введен в остаток или тяжелую фазу скорее, чем в высушенный экстракт о этих условиях. Пример 3. Были использованы следующие параметры процесса: расход сое5 вых бобов 1.76 кг/мин и сырной сыворотки 10,8 л/мин, т.е. их соотношение составило 1:6. температура нагретой сырной сыворотки 95°С, остальные технологические параметры были аналогичны тем, что о примере 1. Установлено, что доля белка о растворимых составляющих высушенного экстракта составляла 30% и содержание липидов - 14.2%. Экстракта петролейным эфиром показала, что в этих условиях в комплексооб- разование вступает всего 61 % липидов, Формула изобретения 1.Способ получения белково-липидного комплекса из твердого растительного сырья, включающий непрерывное смешивание растительного сырья с экстрагирующим агентом с образованием суспензии и последующее разделение последней на твердофазный остаток и жидкую фазу, содержащую белково-липидный комплекс, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости белково-липидного комплекса, в качестве экстрагирующего агента используют побочный молочный продукт, при этом побочный молочный продукт

0

5

перед смешиванием нагревают от 80°С до кипения, доводят рН до нейтрального добавлением щелочи, а растительное сырье и побочный молочный продукт смешивают в соотношении 1:4-1:10 кг/л.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что образованную суспензию перед разделением выдерживают при температуре не менее 75°С не менее 2 мин.

3.Способ по п.1, отличающийся тем. что в качестве растительного сырья используют соевые бобы.

4.Способ по п.1,отличающийся тем, что в качестве побочного молочного продукта используют подсырную сыворотку.

Приоритет по пунктам:

9.08.88-попп.1,3и4;

15.06.89- по п.2.

Использование: в пищевой промышленности при получении белково-липидного комплекса из твердого растительного сырья. Сущность изобретения: проводят непрерывное смешивание растительного сырья с побочным молочным продуктом в соотношении 1:4-1:10 кг/л с образованием суспензии и последующее разделение последней на твердофазный осадок и жидкую фазу, содержащую белково-липидный комплекс. В качестве растительного сырья используют преимущественно соевые бобы. 3 з п.ф-лы.