Способ получения соевого концентрата

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению белкового концентрата из соевой обезжиренной муки или шрота с использованием ферментов. На стадии экстракции небелковых компонентов используют ферментный препарат термоустойчивой α-амилазы, выделенной из модифицированного штамма Bacillus licheniformis, температуру экстракционной среды увеличивают до 85-95°С. Изобретение позволяет уменьшить дозировку необходимого для гидролиза ферментного препарата, а также сократить продолжительность экстракции и количество последующих водных промывок концентрата без потери качества готового продукта. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению белкового концентрата из соевой обезжиренной муки или шрота с использованием ферментов.

Традиционно соевые белковые концентраты получают переводом протеина в нерастворимое состояние с последующей отмывкой всех растворимых веществ: небелковых азотистых веществ, олигосахаридов, минеральных солей и др. Широкое распространение в промышленности нашел способ производства соевых концентратов способом кислотной промывки, который при сравнительно небольших затратах обеспечивает получение концентратов, имеющих хорошие функциональные свойства.

Известен способ получения соевого концентрата из обезжиренной муки или шрота при изоэлектрической точке белков (Sair L. Proteinaceous soy composition and method of preparing. US Patent 2881076, 1959). Шрот или муку с низким содержанием жира замешивают в десятикратном по массе количестве воды, подкисленной соляной кислотой до pH 4,6 и выдерживают в течение часа. Затем производят разделение твердой и жидкой фаз путем центрифугирования, после которого твердый осадок еще дважды промывают свежей порцией подкисленной воды. Согласно другому способу промывку осуществляют в противотоке для концентрирования растворимых веществ в экстракте (Circle S.J., Whitney R.W. Process of non-evaporative countercurrent concentration of solids in the processing of protein and carbohydrate-containing materials from soybean, US Patent 3365440, 1968). После конечной промывки добавляют едкий натр, доводя pH среды до 6,7-7,1. Суспензию прогревают при 60^oC в течение 30 мин для улучшения некоторых функциональных свойств концентрата, а затем высушивают в распылительной сушилке.

Недостатком аналога является невысокое содержание белка в полученном концентрате из-за низкого растворения углеводной части шрота, а также необходимость использования в процессе большого количества промывной воды.

Весьма перспективными считаются методы получения растительных белковых продуктов с применением микробных препаратов различной направленности действия (протеолитических, амилолитических, целлюлолитических и др.), использование которых увеличивает выход белка и позволяет влиять на его функциональные свойства. Однако использование ферментных препаратов, в основном касается лишь способов получения изолированных форм растительного белка.

Наиболее близким к заявленному является способ получения пищевой добавки, предусматривающий приготовление водной суспензии из стерилизованной соевой муки, гомогенизацию, внесение ферментного препарата, представляющего мультэнзимную композицию, состоящую из амилолитического протеолитического препаратов, взятых в соотношении (0,008-0,012):1, и гидролиз при температуре 40-50^oC в течение 5,5-7,5 часа. (SU 1807853 A3, 07.04.1993).

Недостатком прототипа является многостадийность процесса, необходимость использования нескольких ферментных препаратов в довольно больших концентрациях для достижения высокой производительности, что в итоге удорожает продукт.

Предложен способ получения белкового продукта, а именно соевого концентрата с использованием ферментов, отличающийся тем, что проводят обработку соевой обезжиренной муки или шрота раствором кислоты при гидромодуле 1:6-1: 13 при температуре экстракционной среды 85-95^oC и использовании термостабильного препарата α-амилазы, выделенной из модифицированного штамма Bacillus licheniformis в количестве 0,02-0,1% к массе муки или шрота, а для стабилизации ферментного препарата используют соли Ca²⁺ в количестве 100-200 мг/дм³, по истечении 30-90 мин pH суспензии доводят соляной или другой пищевой кислотой до 4,4-4,6, разделяют на твердую и жидкую фракции и промывают твердый осадок водой температурой 15-90^oC, предпочтительно ближе к 90^oC, промытый концентрат нейтрализуют гидроксидом щелочного или щелочеземельного металла, например натриевой щелочью до pH 6,8-7,2, гомогенизируют до однородной консистенции, а затем высушивают в сушилке распылительного или другого типа. Стадию нейтрализации пропускают, если необходимо получить концентрат с минимальной степенью растворимости.

Предлагаемый способ позволяет увеличить содержание белка в готовом продукте за счет лучшего растворения углеводного комплекса под действием ферментного препарата термоустойчивой α-амилазы, а также сократить продолжительность экстракции и количество последующих водных промывок за счет повышенной температуры процесса. Снижение дозировки фермента, сокращение продолжительности экстракции и количества последующих водных промывок практически не сказывается на качестве готового концентрата, но уменьшает себестоимость продукта.

Пример 1. В качестве исходного сырья используют соевую обезжиренную муку промышленного производства, имеющую следующий химический состав (в % на сухое вещество): сырого протеина - 49,2; жира - 1,4; растворимых углеводов - 18,0; гидролизуемых - 11,8. Соотношение обезжиренной муки и воды берут 1:8. Изменение гидромодуля в большую сторону улучшает качество промывки, но увеличивает количество потребляемой воды; меньший гидромодуль позволяет сократить количество потребляемой воды, но требует увеличения продолжительности экстракции. Для доведения pH до требуемого уровня используют соляную кислоту. Количество препарата термостабильной α-амилазы берут из расчета 0,02% к массе исходной муки. В качестве стабилизатора фермента используют хлористый кальций в количестве 0,15 г на 1 дм³ водно-мучной суспензии. Экстракцию проводят при температуре 90 ± 5^oC в течение 90 мин. По истечении экстракции устанавливают pH 4,5. Затем суспензию разделяют на твердую (непосредственно влажный концентрат) и жидкую фракции (сывороточные воды). Полученный концентрат промывают водой температурой 90^oC. Использование воды с меньшей температурой, незначительно ухудшает качество промывки, но позволяет сократить затраты для нагрева воды. Промытый концентрат нейтрализуют натриевой щелочью до pH 6,8-7,2, гомогенизируют до однородной консистенции, а затем высушивают в сушилке распылительного типа. Химический состав готового продукта см. в таблице.

Пример 2. Исходное сырье и последовательность технологических операций как в примере 1. Количество препарата термостабильной α-амилазы берут из расчета 0,05% к массе исходной муки. Продолжительность экстракции составляет 60 мин. Химический состав готового продукта см. в таблице.

Пример 3. Исходное сырье и последовательность технологических операций как в примере 1. Количество препарата термостабильной α-амилазы берут - из расчета 0,1% к массе исходной муки. Продолжительность экстракции составляет 30 мин. Химический состав готового продукта см. в таблице.

В таблице для сравнения представлен концентрат, полученный по традиционной технологии методом кислотной промывки (контроль 1) и концентрат, полученный при повышенной температуры экстракции, но без использования ферментного препарата (контроль 2). Все параметры технологического процесса и исходное сырье соответствует опытным образцам. Следует отметить, что повышение температуры экстракции до 90^oC (контроль 2), увеличивает массовую долю протеина в концентрате по сравнению с контролем 1 на 4%, однако наблюдаемое при этой температуре набухание и, вероятно, клейстеризация некоторых полисахаридов, значительно затрудняет процесс разделения водно-мучной суспензии. При использовании ферментного препарата термоустойчивой α-амилазы в количестве 0,02; 0,05 и 0,1% к массе исходной муки не возникает проблем с разделением суспензии на твердую и жидкую фракции. Во всех случаях уровень протеина увеличивается по сравнению с контролем 1 на 8-9%. Таким образом, для получения соевого концентрата с повышенным содержанием, белка достаточно использовать 0,02-0,05% термостабильной α амилазы и повысить температуру экстракции до 90 ± 5^oC. Использование фермента в больших количествах может лишь сократить продолжительность экстракции.

Формула изобретения

1. Способ получения белкового продукта, а именно соевого концентрата с использованием ферментов, отличающийся тем, что проводят обработку соевой обезжиренной муки или шрота раствором кислоты при гидромодуле 1 : 6 - 1 : 13 при температуре экстракционной среды 85 - 95^oС и использовании термостабильного препарата α-амилазы, выделенной из модифицированного штамма Bacillus licheniformis, в количестве 0,02 - 0,1% к массе муки или шрота, а для стабилизации ферментного препарата используют соли Ca²⁺ в количестве 100 - 200 мг/дм³, по истечении 30 - 90 мин pH суспензии доводят соляной или другой пищевой кислотой до 4,4 - 4,6, разделяют на твердую и жидкую фракции и промывают твердый осадок водой температурой 15 - 90^oС, предпочтительно ближе к 90^oС, промытый концентрат нейтрализуют гидроксидом щелочного или щелочноземельного металла, например натриевой щелочью, до pH 6,8 - 7,2, гомогенизируют до однородной консистенции, а затем высушивают в сушилке распылительного или другого типа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию нейтрализации пропускают, если необходимо получить концентрат с минимальной степенью растворимости.

РИСУНКИ

Рисунок 1