Способ получения соевого белкового материала, богатого изофлавонами (варианты) и соевый белковый материал (варианты)

 

Изобретение относится к способу получения соевого белкового материала, богатого изофлавонами. Соевый материал, содержащий белок и, по крайней мере, одно изофлавоновое соединение, экстрагируют водным экстрагентом, имеющим рН, близкое к нейтральному. Белок и изофлавоны экстрагируют экстрагентом. Затем экстрагент, содержащий белок и изофлавоны, отделяют от нерастворимых растительных материалов с получением белкового экстракта. рН белкового экстракта доводят до примерно изоэлектрической точки белка для осаждения белка. Экстракт, содержащий осажденный белок, охлаждают до температуры примерно 0-32^oС, после чего белок отделяют от экстракта. Изобретение позволяет значительно увеличить концентрацию изофлавонов в выделенном белке и предотвратить потерю белка. 4 с. и 16 з.п. ф-лы, 7 табл.

Уровень техники Настоящее изобретение относится к растительному белковому изоляту, обогащенному изофлавонами, и способу его получения.

Изофлавоны присутствуют во многих бобовых растениях и масляничных культурах, включая такие растительные материалы, как соевые бобы. Эти соединения для целей данного изобретения включают даидзин, 6"-ОАс даидзин, 6"-ОМаl даидзин, даидзеин, генистин, 6"-ОАс генистин, 6"-OMal генистин, генистеин, глицитин, 6"-ОМаl глицитин, глицитеин, биоханин А и формононетин. "Маl" означает "малонил" и "Ас" означает "ацетил". Структура этих изофлавонов представлена ниже формулами 1 и 2.

Формула 1 (таблица 1) 2. Формула 2 (таблица 2) Не так давно было установлено, что изофлавоны, содержащиеся в растительных белках, таких как соевые белки, могут ингибировать рост человеческих раковых клеток, таких как клетки рака молочной железы и клетки рака простаты, как описано в следующих статьях: "Genistein Inhibition of the Growth of Human Breast Cancer Cells: Independence from Estrogen Receptors and the Multi-Drug Resistance Gene", Peterson and Barnes, Biochemical and Biophysical Research Communications, т. 179, 1 стр. 661-667, 30 августа 1991; Genistein and Biochanin A Inhibit the Growth of Human Prostate Cancer Cells but not Epidermal Growth Factor Receptor Tyrosine Autophosphorylation", Peterson and Barnes, The Prostate 22: 335-345 (1993); и "Soybeans Inhibit Mammary-Tumors in Models of Breast Cancer", Barnes et al. Mutagens and Carcinogens in the Diet стр. 239-253 (1990). Было показано, что эти изофлавоны также снижают сердечно-сосудистые факторы риска, например, понижая уровни атеросклероза, стимулируя липопротеины и холестерин низкой плотности и увеличивая эндотелий-зависимый сосудорасширяющий ответ.

Обычно эти изофлавоновые соединения связывали с неотъемлемым горьким привкусом растительных белковых материалов, таких как соевые. В коммерческом производстве белковых материалов, таких как белковые изоляты и белковые концентраты, внимание было сосредоточено на удалении этих изофлавоновых соединений.

В обычном традиционном способе получения растительного белкового изолята, например белкового изолята сои, растительный материал, содержащий белок, экстрагируют водно-щелочным экстрагентом, обычно имеющим рН примерно от 8 до 11, чтобы экстрагировать белок из нерастворимого растительного материала. Экстрагент предпочтительно является щелочным, обычно с рН примерно 9-10, так как растительные белки прекрасно растворимы в экстрагентах с более высоким рН, что приводит к экстракции большей части белка из растительного материала. Экстрагент, содержащий белок, отделяют от нерастворимого растительных белковых материалов с получением белкового экстракта.

Затем из белкового экстракта выделяют белковый изолят. Белковый материал высаживают из экстракта, доводя рН экстракта до примерно изоэлектрической точки белка при помощи подходящей кислоты. Затем осажденный белковый материал отделяют от экстракта. Обычно белковый материал отделяют от экстракта при температуре от примерно 49^oС до 66^oС, т.к. осажденный белок при таких температурах образует плотный осадок, что повышает выход выделенного белкового материала. Избегают отделения осадка при температуре ниже 32^oС, так как при таких температурах белок становится рыхлым, что снижает выход и коммерческую пригодность выделенного белкового материала. После того как белковый материал отделен от экстракта, его интенсивно промывают для удаления оставшихся углеводов, изофлавонов, золы и других небелковых материалов.

В тех случаях, когда растительный материал помимо белка содержит изофлавоны, они экстрагируются водным экстрагентом вместе с белком. Большая часть изофлавонов остается солюбилизированной экстрактом и в ходе последующего отделения осажденного белкового материала от экстракта. После отделения осажденного белкового материала от экстракта экстракт и солюбилизированные в нем изофлавоны обычно выбрасывают. Остаточные изофлавоны, оставшиеся в выделенном белковом материале, обычно удаляют тщательным промыванием белкового материала для того, чтобы вкус, связанный с изофлавонами, гарантированно отсутствовал в белковом материале.

Однако желательно получить богатый изофлавонами белковый материал, подходящий для диетического питания, и разработать способ его получения. Такой белковый материал, богатый изофлавонами, в случае его назначения в диетическом питании может быть использован для получения двойного полезного эффекта: питательности, которую обеспечивает белок, и пользы для здоровья, которую обеспечивают изофлавоны.

Сущность изобретения Настоящее изобретение представляет собой способ получения белкового материала, богатого изофлавонами, и сам конечный богатый изофлавонами белковый материал. Растительный материал, содержащий белок и изофлавоны, экстрагируют водным экстрагентом, имеющим рН, близкий к нейтральному, экстрагент отделяют от нерастворимого растительного материала с получением экстракта, содержащего изофлавоны и белок. рН экстракта доводят до примерно изоэлектрической точки белка для высаживания белкового материала, содержащего изофлавоны. Белковый материал отделяют от экстракта при температуре примерно от 0^oС до 32^oС, стадию промывания выделенного белкового материала опускают, в результате чего получают обогащенный изофлавоном белковый материал.

Другой вариант настоящего изобретения представляет собой способ, очень близкий к описанному выше, за исключением того, что выделенный белковый материал промывают водой. В предпочтительном варианте выполнения выделенный белковый материал промывают водой, количество которой по весу менее чем примерно в четыре раза превышает вес исходного растительного материала и более предпочтительно менее чем в два раза превышает вес исходного растительного материала. В другом предпочтительном варианте выполнения вода, используемая для промывания выделенного белкового материала, имеет температуру примерно от 0^oС до 32^oС.

В предпочтительном варианте выполнения изофлавоны в белковом материале, полученном согласно настоящему изобретению, включают хотя бы одно из следующих соединений: даидзин, 6"-ОМаl даидзин, 6"-ОАс даидзин, даидзеин, генистин, 6"-ОМаl генистин, 6"-ОАс генистин, генистеин, глицитин, 6"-ОМаl глицитин, глицитеин, биоханин А, формононетин или их смесь.

Содержание изофлавонов в белковом материале, выделенном из содержащего белки и изофлавоны растительного материала согласно способу, описанному в настоящем изобретении, существенно выше, чем в белковом материале, выделенном из такого же растительного сырья с использованием традиционного способа выделения белков. Во-первых, отсутствие стадии промывания выделенного белкового материала водой или использование ограниченного количества воды для промывания выделенного белкового материала увеличивает количество изофлавонов, остающихся в белковом материале по сравнению с традиционным способом, согласно которому выделенный белковый материал интенсивно промывают. Во-вторых, выделение осажденного белкового материала из экстракта при пониженных или низких температурах неожиданно значительно увеличивает количество изофлавонов, захваченных выделенным белковым материалом. Авторы настоящего изобретения установили, что выделение белкового материала при пониженных или низких температурах ниже 32^oС в значительной степени увеличивает количество изофлавонов в белковом материале.

В традиционных способах выделения белков избегали отделения осажденного белкового материал при пониженных или низких температурах для предотвращения образования рыхлых осадков белков. Авторы также установили, что можно предотвратить образование рыхлых белковых осадков при пониженных или низких температурах ниже 32^oС, экстрагируя исходное растительное сырье водным экстрагентом, имеющим рН, близкий к нейтральному, вместо умеренно-щелочных или сильно щелочных водных экстрагентов. Осажденный белковый материал, сформированный из нейтрального водного экстрагента, неожиданно образует плотную массу даже при пониженных или низких температурах ниже 32^oС, что позволяет выделить белковый материал с выходом, сопоставимым с выходом белкового материала, полученного согласно традиционному способу. В то же время, выделенный белковый материал в результате применения низкотемпературного способа отделения осадка оказывается богатым изофлавонами. Таким образом, использование нейтрального водного экстрагента позволяет увеличить содержание изофлавонов в белковом материале путем отделения белкового материала от экстракта при пониженных или низких температурах без уменьшения выхода белка, который обычно вызван формированием рыхлых белковых осадков при температурах ниже 32^oС.

Таким образом, способ получения соевого белкового материала, богатого изофлавонами, включает экстракцию соевого материала, содержащего белок и по крайней мере один изофлавон, водным экстрагентом, имеющим рН от 6 до 8, отделение полученного экстракта от нерастворимого соевого материала для получения экстракта, содержащего изофлавоны и белок, осаждение из него белкового материала, содержащего, по крайней мере, один изофлавон, доведением рН до изоэлектрической точки белка и отделение соевого белкового материала от экстракта при температуре от 0^oС до 32^oС с исключением промывки отделенного белкового материала.

В другом варианте способ получения соевого белкового материала, богатого изофлавонами, включает экстракцию соевого материала, содержащего белок и по крайней мере один изофлавон, водным экстрагентом, имеющим рН от 6 до 8, отделение полученного экстракта от нерастворимого соевого материала для получения экстракта, содержащего изофлавоны и белок, осаждение из него белкового материала, содержащего, по крайней мере, один изофлавон, доведением рН до изоэлектрической точки белка, отделение соевого белкового материала от экстракта при температуре от 0^oС до 32^oС и промывку отделенного белкового материала водой.

В первом варианте осуществления способа водный экстрагент предпочтительно имеет рН примерно от 6,5 до 7,5.

В этом варианте соевый материал предпочтительно содержит, по крайней мере, один изофлавон, выбранный из группы, содержащей генистеин, генистин, 6" -OMal генистин, 6" -ОАс генистин, даидзеин, даидзин, 6" -OMal даидзин, 6" -ОАс даидзин, глицитеин, глицитин, 6" -OMal глицитин, формононетин, биоханин А и их смесь.

В этом варианте соевый белковый материал предпочтительно отделяют от экстракта при температуре примерно от 5^oС до 27^oС.

В другом варианте выполнения способа водный экстрагент предпочтительно имеет рН примерно от 6,5 до 7,5.

В этом варианте выполнения способа соевый материал предпочтительно содержит, по крайней мере, один изофлавон, выбранный из группы, содержащей генистеин, генистин, 6" -OMal генистин, 6" -ОАс генистин, даидзеин, даидзин, 6" -OMal даидзин, 6" -ОАс даидзин, глицитеин, глицитин, 6" -OMal глицитин, формононетин, биоханин А и их смесь.

В этом варианте выполнения способа соевый белковый материал предпочтительно отделяют от экстракта при температуре примерно от 5^oС до 27^oС.

Соевый белковый материал отделяют от экстракта предпочтительно при температуре примерно от 10^oС до 21^oС.

Отделенный белковый материал предпочтительно промывают водой, вес которой менее чем примерно в четыре раза превышает вес исходного соевого материала.

Отделенный белковый материал предпочтительно промывают водой, вес которой менее чем примерно в два раза превышает вес исходного соевого материала.

Вода для промывания белкового материала предпочтительно имеет температуру примерно от 0^oС до 32^oС.

Вода для промывания белкового материала предпочтительно имеет температуру примерно от 10^oС до 21^oС.

Поставленная задача решается также соевым белковым материалом, полученным по данному способу.

Соевый белковый материал, богатый изофлавонами, согласно изобретению характеризуется тем, что его получают экстракцией соевого материала, содержащего белок и по крайней мере один изофлавон, водным экстрагентом, имеющим рН от 6 до 8, отделением полученного экстракта от нерастворимого соевого материала для получения экстракта, содержащего изофлавоны и белок, осаждением из него белкового материала, содержащего, по крайней мере, один изофлавон, доведением рН до изоэлектрической точки белка и отделением соевого белкового материала от экстракта при температуре от 0^oС до 32^oС с исключением промывки отделенного белкового материала.

Соевый белковый материал, полученный по другому варианту способа, характеризуется тем, что его получают экстракцией соевого материала, содержащего белок и по крайней мере один изофлавон, водным экстрагентом, имеющим рН от 6 до 8, отделением полученного экстракта от нерастворимого соевого материала для получения экстракта, содержащего изофлавоны и белок, осаждением из него белкового материала, содержащего, по крайней мере, один изофлавон, доведением рН до изоэлектрической точки белка, отделением соевого белкового материала от экстракта при температуре от 0^oС до 32^oС, и промывкой отделенного белкового материала водой.

Соевый белковый материал предпочтительно содержит, по крайней мере, один изофлавон, выбранный из группы, содержащей генистеин, генистин, 6" -OMal генистин, 6" -ОАс генистин, даидзеин, даидзин, 6" -OMal даидзин, 6" -ОАс даидзин, глицитеин, глицитин, 6" -OMal глицитин, формононетин, биоханин А и их смесь.

Соевый белковый материал в первом варианте предпочтительно содержит, по крайней мере, 2,8 или более предпочтительно, 4,2 милиграмма изофлавонов на грамм белка.

Соевый белковый материал во втором варианте предпочтительно содержит, по крайней мере, 1,6 или более предпочтительно 3,2 милиграмма изофлавонов на грамм белка.

Описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения.

Несмотря на то, что настоящее изобретение будет описано для соевых материалов и способ особенно пригоден для получения богатого изофлавонами белкового изолята из соевых материалов, тем не менее настоящий способ применим для получения белковых изолятов из разнообразных источников растительного белка, содержащих изофлавоны. Другие источники растительного белка, содержащие изофлавоны, которые могут быть использованы согласно способу по данному изобретению, включают, но не ограничены только этими, один или более следующих растительных материалов: нут обыкновенный, горох обыкновенный, марама бин, кановалия мочелистная, кановалия мочевидная, кластер бин, долихос обыкновенный, чина посевная, горох огородный, бобы дженко, гоа бин, пахиризус, кормовые бобы, бомбарский земляной орех, чечевица, джампин бин, бархатные бобы. Африканское рожковое дерево и производные этих растительных материалов.

Исходный соевый материал для использования согласно способу, описанному в данном изобретении, представляет собой содержащий соевый белок и изофлавоны соевый материал, такой как соевые хлопья, соевые пищевые продукты и соевая мука. Изофлавоновые соединения, содержащиеся в исходном соевом материале, обычно содержат генистин, 6"-ОМаl генистин, 6"-ОАс генистин, генистеин, даидзин, 6"-ОМаl даидзин, 6"-ОАс даидзин, даидзеин, глицитин, 6"-ОМаl глицитин, и глицитеин, представленные выше формулами 1 и 2. Исходный соевый материал может быть модифицирован для регулирования содержания изофлавона в исходном материале, например, ферментативным превращением конъюгатов изофлавонов и глюкозидов изофлавонов формулы 2 в более биологически активные аглюконизофлавоны формулы 1 перед использованием исходного материала согласно способу, описанному в данном изобретении.

Предпочтительный исходный материал для использования согласно способу, описанному в данном изобретении, представляет собой соевые хлопья, из которых предварительно экстракцией растворителем или механической экстракцией было удалено масло и которые могут быть получены из сои при помощи стандартных способов. Способ по данному изобретению будет описан для соевых хлопьев в качестве исходного материала, хотя вместо описанных соевых хлопьев могут быть использованы другие исходные материалы, содержащие соевый и другие растительные белки.

Сначала хлопья подвергают экстракции водным экстрагентом, имеющим рН, близкий к нейтральному, для экстракции белка и изофлавонов из хлопьев. рН, близкий к нейтральному, означает диапазон рН примерно от рН 6 до рН 8. Использование экстрагента, имеющего рН, близкий к нейтральному, необходимо для получения максимального количества белкового материала, выделяемого из экстракта в ходе отделения осадка белка при пониженных или низких температурах, т. к. использование нейтрального экстрагента предотвращает формирование рыхлого белкового осадка. Наиболее предпочтительно, чтобы водный экстрагент имел рН примерно от рН 6,5 до рН 7.5. Если необходимо, то для доведения рН до нужного уровня могут быть использованы типичные щелочные или кислотные реагенты, включая гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид кальция, соляную кислоту, серную кислоту, уксусную кислоту и фосфорную кислоту.

Желаемые изофлавоновые соединения солюбилизируются водным экстрактом вместе с белками, и для максимального извлечения этих соединений в водный экстракт весовое соотношение хлопьев и водного экстракта предпочтительно должно контролироваться на определенном уровне для того, чтобы солюбилизировать максимальное количество изофлавонов и белка. Экстракция белков и изофлавонов может быть проведена множеством способов, включая противоточную экстракцию хлопьев предпочтительно при весовом соотношении экстрагент : хлопья примерно от 5: 1 до 12:1, где первичный экстракт используется для реэкстракции хлопьев и обеспечивает экстракцию белка и изофлавонов в водную фазу. Альтернативно, может быть использован процесс двухстадийной экстракции, в которой весовое соотношении экстрагент : хлопья на начальной стадии предпочтительно составляет порядка 8:1, а вторую стадию экстракции хлопьев свежим экстрагентом проводят при весовом соотношении экстрагент : хлопья примерно от 3:1 до 6:1 таким образом, чтобы общее весовое соотношение экстрагент : хлопья на двух стадиях экстракции не превышало порядка 11:1-14:1.

Экстракция может быть проведена, хотя это не столь критично, при температурах до примерно 49^oС, предпочтительно около 32^oС, в течение примерно от 5 до 60 минут, предпочтительно в течение примерно 15 минут.

Водный экстрагент, содержащий белковый материал и изофлавоны, затем отделяют от нерастворимых растительных материалов. Экстракт может быть отделен от нерастворимых растительных материалов обычными способами разделения жидкость/твердое тело, такими как фильтрация или центрифугирование. В предпочтительном варианте выполнения экстракт, содержащий белки и изофлавоны, отделяют от нерастворимых материалов центрифугированием, и экстракт собирают как супернатант.

рН полученного белкового экстракта, содержащего изофлавоны, доводят до примерно изоэлектрической точки белка пищевой кислотой для осаждения содержащего изофлавоны белкового материала, что облегчает отделение белкового материала от других водорастворимых соединений, таких как углеводы и поташ, экстрагируемых из растительного материала. Изоэлектрическая точка соевого белка обычно находится в интервале примерно от рН 4.0 до рН 5.0 и более точно в интервале рН 4.4-4.6. Пищевая кислота, добавляемая для доведения рН экстракта до примерно изоэлектрической точки белка, может быть любой подходящей пищевой кисдлотой, такой как уксусная кислота, серная кислота, фосфорная кислота и соляная кислота.

Кислое осаждения белка из экстракта приводит к разделению экстракта на две фазы, одна из которых представляет собой творожистую массу осажденного белка, а другая - водный экстракт. Белковую творожистую массу отделяют от экстракта с получением белкового изолята.

Водный экстракт охлаждают до температуры ниже 32^oС перед отделением белковой творожистой массы от экстракта для того, чтобы значительно увеличить концентрацию изофлавонов в выделенном белковом материале. Авторы настоящего изобретения установили, что отделение белковой творожистой массы от экстракта при пониженных или низких температурах может неожиданно значительно повысить количество изофлавонов, захваченных выделенным белковым материалом. Как показано на фиг. 1, концентрация изофлавонов на единицу выделенного белкового материала и, следовательно, общее количество изофлавонов в выделенном белке увеличивается с понижением температуры отделения творожистой белковой массы от экстракта. Творожистую белковую массу отделяют от экстракта предпочтительно при температуре ниже примерно 32^oС, обычно примерно от 0^oС до 32^oС, более предпочтительно примерно от 5^oС до 27^oС и наиболее предпочтительно примерно от 10^oС до 21^oС.

Водный экстракт, содержащий белковый материал, может быть охлажден до пониженных или низких температур, подходящих для отделения богатого изофлавонами белкового материала, в любой момент после проведения экстракции белкового материала из растительного сырья, но до проведения отделения осажденного белкового материала от экстракта. Например, температура экстракта может быть доведена до пониженной или низкой температуры отделения перед доведением рН экстракта до изоэлектрической точки белка кислотой или после кислого осаждения белкового материала и перед отделением осажденного белкового материала от экстракта.

Если необходимо охладить экстракт для достижения желательной температуры отделения, температура экстракта может быть доведена любыми стандартными способами перед отделением белка от экстракта. Например, в условиях крупномасштабного промышленного производства экстракт для охлаждения может быть пропущен через теплообменник, а в условиях мелкого производства охлажден в холодильнике или помещен на лед.

Отделение может быть проведено традиционными способами отделения твердых материалов от жидкостей. Предпочтительно, содержащий изофлавоны белковый материал отделяют центрифугированием, более предпочтительно, используя центрифугу с охлаждением. Могут быть использованы также и другие способы отделения, такие как отделение белкового материала от экстракта с помощью фильтрации.

Авторы также установили, что выдерживание осажденного белкового материала в условиях, соответствующих отделению при пониженных или низких температурах в течение некоторого времени перед проведением его отделения от экстракта, может также увеличивать количество изофлавонов, захваченных белковым материалом. Количество изофлавонов, захваченных белковым материалом, растет со временем в течение ограниченного промежутка времени, обычно до примерно 1 часа, когда осажденный белковый материал выдерживают при пониженных или низких температурах до проведения отделения от экстракта при пониженных или низких температурах. Предпочтительно, чтобы осажденный белковый материал был выдержан в экстракте до проведения отделения по крайней мере в течение 30 минут и более предпочтительно около 1 часа при пониженных или низких температурах, при которых предполагается проводить отделение белкового материала от экстракта.

Выход белкового материала, отделенного от экстракта при температурах ниже примерно 32^oС при использовании водного экстрагента с рН, близким к нейтральному, для экстракции белкового материала и изофлавонов, как описано выше, может быть неожиданно сохранен на уровне, практически эквивалентном выходам белкового материала, выделенного согласно стандартным способам. Белковый материал, экстрагированный водным экстрагентом с рН, близким к нейтральному, и затем осажденный, формирует плотные осадки при пониженных или низких температурах ниже 32^oС и может быть легко отделен от экстракта. В отличие от белкового материала, обычно экстрагируемого умеренно или сильно щелочными экстрагентами, белковый материал, экстрагированный водным экстрагентом с рН, близким к нейтральному, не дает рыхлого осадка при этих температурах. Авторы полагают, что экстракция белков умеренно или сильно щелочным экстрагентом вследствие электростатического отталкивания в щелочных условиях вызывает переход белка в более развернутое состояние, чем при экстракции экстрагентом с рН, близким к нейтральному, что в случае применения щелочных экстрагентов вызывает образование более рыхлого осадка белка при пониженных или низких температурах. Настоящее изобретение, однако, не ограничено этим предложенным механизмом.

Выделенный богатый изофлавонами белковый материал может быть обезвожен с получением богатого изофлавонами белкового изолята, или альтернативно, выделенный белковый материал, богатый изофлавонами, может быть промыт водой и затем обезвожен с получением богатого изофлавонами белкового изолята. Предпочтительно избегать промывания осажденного белкового материала для того, чтобы предотвратить вымывание изофлавонов из белка. Если выделенный белковый материал промывают, предпочтительно свести к минимуму степень промывания для существенного уменьшения удаления изофлавонов из белка. Избегая или сводя к минимуму промывание выделенного белкового материала, можно более чем в два раза повысить извлечение изофлавонов в белок по сравнению с белковым изолятом, полученным в соответствии с традиционными способами получения белковых изолятов, в которых белковый материал интенсивно промывают после отделения от экстракта.

Если белковый материал промывают, предпочтительно ограничиться одним промыванием минимальным количеством воды. Если белковый материал необходимо промыть, предпочтительно ограничиться одним промыванием таким количеством воды, которое в 2-4 превышает вес исходного растительного материала. Более того, предпочтительно, чтобы температура воды для промывания была пониженной или низкой, предпочтительно примерно от 0^oС до 32^oС, что способствует сведению к минимуму потерь изофлавонов в ходе промывки.

После отделения богатого изофлавонами белкового материала от экстракта и промывания белкового материала он может быть обезвожен традиционным способом. Предпочтительно белковый материал обезвоживают центрифугированием, или концентрированием, или их комбинацией. Обезвоженный белковый материал может быть затем высушен обычными способами высушивания, предпочтительно распылительной сушкой, с получением сухого богатого изофлавонами белкового материала.

Богатый изофлавонами белковый материал, полученный согласно способу, описанному в данном изобретении, содержит по крайней мере 1 мг/г изофлавонов. Если богатый изофлавонами белковый материал не промывали, материал предпочтительно содержит по крайней мере 2.8 мг/г изофлавонов и более предпочтительно содержит по крайней мере 4.2 мг/г изофлавонов. Если богатый изофлавонами белковый материал промывали, материал предпочтительно содержит по крайней мере 1.6 мг/г изофлавонов и более предпочтительно содержит по крайней мере 3.2 мг/г изофлавонов. В предпочтительном варианте выполнения богатый изофлавонами белковый материал содержит примерно от 2 мг/г до 40 мг/г изофлавонов и более предпочтительно содержит примерно от 25 мг/г до 30 мг/г изофлавонов.

Богатый изофлавонами белковый материал может входить в состав множества пищевых продуктов, что обеспечивает как питательную полезность (белки), так и пользу для здоровья (изофлавоны). Например, богатый изофлавонами белковый материал может быть использован в следующих пищевых продуктах: мясе, в частности эмульгированном мясе и фарше; напитках, таких как питательные напитки, напитки для спортсменов, напитки, обогащенные белками, соки, молоко, заменители молока, напитки для уменьшения веса; сырах, таких как твердые и мягкие сыры, сливочный сыр и прессованный творог; замороженных десертах, таких как мороженое, молоко со льдом, замороженные десерты низкой жирности и немолочные замороженные десерты; йогуртах; супах; пудингах; хлебобулочных изделиях, соусах и заправках для салатов и мягких пастах для приготовления бутербродов, таких как майонез и соусы для чипсов.

Перечисленные выше пищевые продукты, в которых может быть использован богатый изофлавонами белковый материал, даны только в качестве примеров и не составляют исчерпывающий перечень пищевых продуктов, в которых может быть использован богатый изофлавонами белковый материал. Богатый изофлавонами белковый материал может входить в состав любых пищевых продуктов, в которые обычно включают белковые материалы, согласно стандартным способам введения белкового материала в конкретный тип пищевых продуктов.

Следующие рецептуры, которые могут быть дополнены, но не ограничиваясь лишь этим, иллюстрируют диетические добавки, которые могут быть разработаны с использованием богатого изофлавонами белкового материала, полученного согласно способу, описанному в настоящем изобретении. В приведенных ниже рецептурах богатый изофлавонами соевый белковый материал содержит обычно примерно от 1 до 25 миллиграмм изофлавоновых соединений формул 1 и 2 на грамм соевого белка.

РЕЦЕПТУРЫ Рецептура 1 Напиток, готовый к употреблению Готовый к употреблению напиток может быть получен из следующих компонентов:
Ингредиент - Содержание в композиции, вес.%
Вода - 80-85
Богатый изофлавонами выделенный соевый белок - 10-15
Сахароза - 5-8
Какао - 0.1-1
Витамины/Минералы - 0.1-1
Ароматизатор - 0.1-1
Целлюлозный гель - 0.1-0.5
Готовый к употреблению напиток может быть упакован в емкости на 8 унций, содержащие порядка 20 грамм выделенного соевого белка, включающего примерно от 20 до 500 миллиграмм изофлавоновых соединений.

Рецептура 2
Порошок для приготовления напитка
Порошок для приготовления напитка может быть получен из следующих компонентов:
Ингредиент - Содержание в композиции, вес.%
Богатый изофлавонами соевый белок - 85-90
Сахароза - 8-15
Мальтодекстрин - 1-5
Витамины/минералы - 0.5-2
Аспартам - 0-0.5
Ароматизатор - 0-0.5
30 грамм порошка для приготовления напитка можно добавить в воду для получения полезного напитка, содержащего порядка 20 грамм выделенного соевого белка, включающего примерно от 20 до 500 миллиграммов изофлавоновых соединений.

Рецептура 3
Пищевой батончик
Пищевой батончик может быть получен из следующих компонентов:
Ингредиент - Содержание в композиции, вес.%
Богатый изофлавонами соевый белок - 20-30
Кукурузный сироп - 35-45
Сухой рисовый сироп - 7-14
Глицерин - 1-5
Какао - 2-7
Вещество для покрытия - 15-25
Пищевой батончик может использоваться в виде порций по 70 грамм, содержащих порядка 15 грамм соевого белка, включающего примерно от 15 до 375 миллиграмм изофлавоновых соединений.

Рецептура 4
Соевый йогурт
Соевый йогурт может быть получен из следующих компонентов:
Ингредиент - Содержание в композиции, вес.%
Вода - 65-75
Богатый изофлавонами белковый материал - 5-15
Сахароза - 3-8
Кукурузный крахмал - 1-5
Декстрин - 0.3-1
Целлюлозный гель - 1-3
Культура (йогуртовая) - 0.01-0.1
Фрукты - 10-20
Витамины/минералы - 0.05-0.3
Соевый йогурт может быть использован в упаковках на 170 грамм, содержащих порядка 8 грамм соевого белка, включающего примерно от 8 до 200 миллиграмм изофлавоновых соединений.

Приведенные ниже примеры призваны лишь проиллюстрировать настоящее изобретение. В примерах термин "генистин" включает все соединения генистинового семейства изофлавонов, присутствующих в сое, а именно общее количество генистина, генистеина, 6"-ОМаl генистина и 6"-ОАс генистина. "Даидзин" в примерах включает все соединения даидзинового семейства изофлавонов, присутствующих в сое, а именно общее количество даидзина, даидзеина, 6"-ОМаl даидзина и 6"-ОАс даидзина. Примеры не ограничивают рамки данного изобретения.

ПРИМЕР 1
Для иллюстрации повышенных уровней изофлавонов в белковых изолятах, полученных согласно способу, описанному в настоящем изобретении, получили традиционный белковый изолят, чтобы показать степень извлечения желаемых изофлавонов стандартным способом. 100 фунтов обезжиренных соевых хлопьев помещают в экстракционный резервуар и экстрагируют 1000 фунтами воды, нагретой до 32^oС, к которой добавлено достаточное для доведения рН до 9.7 количество гидроксида кальция. Это обеспечивает весовое соотношение вода : хлопья 10:1. Хлопья отделяют от экстракта и реэкстрагируют 600 фунтами водного экстракта с рН 9.7 и температурой 32^oС. Эта вторая стадия экстракции обеспечивает весовое соотношение вода : хлопья 6 : 1. Хлопья удаляют центрифугированием, первый и второй экстракт объединяют и доводят рН до 4.5 соляной кислотой для осаждения белковой творожистой массы. Осажденную в кислой среде творожистую массу отделяют от экстракта центрифугированием при 57^oС, оставляя водную сыворотку, и затем промывают водой, вес которой в семь раз превышает вес исходных хлопьев, с получением белкового изолята. Белковый изолят, сыворотку, использованные хлопья и исходный материал анализируют на содержание "генистина" и "даидзина". Эти результаты приведены ниже в таблице 3 в виде концентрации изофлавонов и в виде процента извлечения изофлавонов по отношению к содержанию изофлавонов в исходном материале.

Приведенный выше пример явственно иллюстрирует, что при использовании традиционного способа желаемые изофлавоны в основном концентрируются в сыворотке, что является причиной низких уровней изофлавонов в большинстве коммерческих белковых изолятов.

ПРИМЕР 2
Изучено влияние экстакции белка из растительного белкового материала экстрагентом с нейтральным рН с последующим отделением белка от экстракта при относительно низких температурах на уровни изофлавонов в выделенном белке, промытом водой согласно традационным способам получения белковых изолятов. Обезжиренные соевые хлопья экстрагируют водой, имеющей рН 6.8 и температуру 32^oС в течение 15 минут при соотношении вода для экстракции : хлопья 6: 1. Хлопья отделяют от экстрагента и реэкстрагируют второй порцией воды, имеющей температуру 32^oС при соотношении вода для экстракции : хлопья 4: 1. Вторую порцию экстрагента отделяют от нерастворимого материала хлопьев центрифугированием и объединяют с первой порцией экстрагента. Доводят рН объединенного экстракта до рН 4.5 соляной кислотой для осаждения белковой творожистой массы. Полученную смесь белковой творожистой массы и экстракта охлаждают до 6^oС. Затем белковую творожистую массу отделяют от экстракта при 7^oС, оставляя водную сыворотку. Отделенную белковую массу промывают водой при 7^oС, количество которой в восемь раз превышает вес исходных хлопьев с получением белкового изолята. Белковый изолят, сыворотку и исходный материал анализируют на содержание "генистина" и "даидзина". Результаты приведены ниже в таблице 4.

Как видно из сопоставления с изолятом, полученным по примеру 1, концентрация и процент извлечения желаемых изофлавонов белковым изолятом, полученным из нейтрального экстракта и отделенным от сыворотки при пониженных температурах, оказывается существенно выше, чем концентрации и процент извлечения изофлавонов белковым изолятом, полученным согласно стандартному способу.

ПРИМЕР 3
Изучено влияние на уровни изофлавонов в выделенном белке экстакции белка из растительного белкового материала экстрагентом с нейтральным рН с последующим отделением белка от экстракта при относительно низких температурах, без промывания выделенной белковой творожистой массы. 100 г обезжиренных соевых хлопьев экстрагируют 600 г воды, имеющей рН 6.8 и температуру 32^oС в течение 15 минут. Хлопья отделяют от экстрагента и реэкстрагируют 400 г воды, имеющей температуру 32^oС. Вторую порцию экстрагента отделяют от нерастворимых материалов хлопьев центрифугированием и объединяют с первой порцией экстрагента. Доводят рН объединенного экстракта до рН 4.5 соляной кислотой для осаждения белковой творожистой массы. Полученную смесь белковая творожистая масса/экстракт охлаждают до 6^oС и выдерживают при этой температуре в течение 16 часов. Затем белковую творожистую массу отделяют от экстракта центрифугированием при 10 000 об./мин при 6^oС, оставляя водную сыворотку. Полученную белковую массу не промывают. Белковую творожистую массу, сыворотку и исходный материал анализируют на содержание "генистина" и "даидзина". Результаты приведены ниже в таблице 5.

Как видно из сопоставления с изолятом, полученным по примеру 1, относительная концентрация и процент извлечения желаемых изофлавонов в непромытой творожистой белковой массе, полученной из нейтрального экстракта и отделенной от сыворотки при пониженных температурах, оказывается значительно выше, чем концентрации и процент извлечения изофлавонов белковым изолятом, полученным согласно стандартному способу.

ПРИМЕР 4
Изучено влияние на уровни изофлавонов в выделенных белках экстакции белка из растительного белкового материала экстрагентом с нейтральным рН с последующим отделением белка от экстракта при относительно низких температурах и промыванием отделенной белковой творожистой массы относительно небольшим количеством воды. 100 г обезжиренных соевых хлопьев экстрагируют 600 г воды, имеющей рН 6.8 и температуру 32^oС в течение 15 минут. Хлопья отделяют от экстрагента и реэкстрагируют 600 г воды, имеющей температуру 32^oС. Вторую порцию экстрагента отделяют от нерастворимых материалов хлопьев центрифугированием и объединяют с первым экстрактом. Доводят рН объединенного экстракта до 4.5 соляной кислотой для осаждения белковой творожистой массы. Полученную смесь белковая творожистая масса/экстракт охлаждают до 6^oС и выдерживают при этой температуре в течение 16 часов. Затем белковую творожистую массу отделяют от экстракта центрифугированием при 10 000 об./мин при 6^oС в течение 15 минут, оставляя водную сыворотку. Полученную белковую массу промывают водой, имеющей температуру 6^oС при весовом соотношении вода для промывки : исходные хлопья 2:1 (200 г воды). Полученную белковую творожистую массу, сыворотку и исходный материал анализируют на содержание "генистина" и "даидзина". Результаты приведены ниже в таблице 6.

Как видно из сопоставления с изолятом, полученным по примеру 1, относительная концентрация и процент извлечения желаемых изофлавонов слабо промытым белковым изолятом, полученным из нейтрального экстракта и отделенным от сыворотки при пониженных температурах, оказывается существенно выше, чем концентрации и процент извлечения изофлавонов белковым изолятом, полученным согласно стандартному способу.

ПРИМЕР 5
Изучено влияние экстакции белков из растительного белкового материала, содержащего белки и изофлавоны, экстрагентом с нейтральным рН на выход выделенного белка по сравнению с выходом белка, полученного щелочной экстракцией из такого же растительного материала. Определили эффективность на стадиях экстракции и отделения белкового осадка для нейтрального и щелочного экстрагентов и сравнили с данными для традиционных относительно высоких и пониженных температур отделения, применение которых приводит к существенному повышению содержания изофлавонов в выделенном белковом материале.

1000 фунтов коммерчески доступных обезжиренных соевых хлопьев экстрагируют водой, имеющей рН 6.8 и температуру 32^oС. Экстрацию проводят в противоточном режиме, причем первую порцию экстрагента, весящую 10 000 фунтов, используют для экстракции хлопьев, а вторую порцию экстрагента, весящую 6000 фунтов, используют для реэкстракции хлопьев, уже подвергшихся экстракции. Первую и вторую порции экстрагента объединяют с получением экстракта, содержащего белок и изофлавоны. Отбирают образец экстракта, в котором содержание белка определяют по Кьельдалю. Затем экстракт разделяют на три равные порции. Во всех порциях рН экстракта доводят до 4.5 соляной кислотой для осаждения белковой творожистой массы. Температуру первой порции экстракта доводят до 57^oС, температуру второй порции до 18^oС и температуру третьей порции до 6^oС. Затем в каждой порции осажденный белок отделяют от жидкой фазы центрифугированием и декантацией супернатанта. Выделенный белок каждой порции промывают 4000 фунтов воды, имеющей температуру 18^oС, и высушивают. Белковый материал, выделенный из каждой порции, взвешивают для определения количества белка, выделенного в ходе экстракции и отделения белкового осадка.

Такой же процесс проводят с другими 1000 фунтами обезжиренных соевых хлопьев, за исключением того, что экстракцию проводят водно-щелочным (гидроксид натрия) экстрагентом, имеющим рН 9.7.

Вычисляют процент белка, выделенного на стадиях экстракции и отделения белкового осадка для трех порций нейтрального экстракта и трех порций щелочного экстракта. Процент выделенного белка считают как процент белка, выделенного из исходных хлопьев, и как процент белка, выделенного из экстракта (на основании данных анализа по Кьельдалю). Результаты приведены ниже в таблице 7.

Как видно из сравнения извлечения белка из нейтрального и щелочного экстракта при 18^oС и 6^oС, количество белка, выделенного с использованием нейтрального экстрагента при пониженных или низких температурах отделения, заметно выше, чем количество белка, выделенного с использованием щелочного экстрагента в тех же условиях, причем как из исходных хлопьев, так и из белкового экстракта.

Следует понимать то, что описанное выше представляет собой лишь предпочтительные варианты выполнения изобретения и что различные изменения и вариации могут быть использованы без отклонения от сути и более широких аспектов изобретения, описанных в приведенных ниже пунктах изобретения, которые следует интерпретировать согласно принципам патентного законодательства, включая принцип эквивалентов.

Формула изобретения

1. Способ получения соевого белкового материала, богатого изофлавонами, включающий экстракцию соевого материала, содержащего белок и по крайней мере один изофлавон, водным экстрагентом, имеющим рН 6 - 8, отделение полученного экстракта от нерастворимого соевого материала для получения экстракта, содержащего изофлавоны и белок, осаждение из него белкового материала, содержащего, по крайней мере, один изофлавон, доведением рН до изоэлектрической точки белка и отделение соевого белкового материала от экстракта при температуре 0 - 32^oС с исключением промывки отделенного белкового материала.

2. Способ получения соевого белкового материала, богатого изофлавонами, включающий экстракцию соевого материала, содержащего белок и по крайней мере один изофлавон, водным экстрагентом, имеющим рН 6 - 8, отделение полученного экстракта от нерастворимого соевого материала для получения экстракта, содержащего изофлавоны и белок, осаждение из него белкового материала, содержащего, по крайней мере, один изофлавон, доведением рН до изоэлектрической точки белка, отделение соевого белкового материала от экстракта при температуре 0 - 32^oС и промывку отделенного белкового материала водой.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водный экстрагент имеет рН примерно 6,5 - 7,5.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соевый материал содержит, по крайней мере, один изофлавон, выбранный из группы, содержащей генистеин, генистин, 6''-Омаl генистин, 6''-ОАс генистин, даидзеин, даидзин, 6''-Омаl даидзин, 6''-ОАс даидзин, глицитеин, глицитин, 6''-Омаl глицитин, формононетин, биоханин А и их смесь.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соевый белковый материал отделяют от экстракта при температуре примерно 5 - 27^oС.

6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что водный экстрагент имеет рН примерно 6,5 - 7,5.

7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что соевый материал содержит, по крайней мере, один изофлавон, выбранный из группы, содержащей генистеин, генистин, 6''-Омаl генистин, 6''-ОАс генистин, даидзеин, даидзин, 6''-Омаl даидзин, 6''-ОАс даидзин, глицитеин, глицитин, 6''-Омаl глицитин, формононетин, биоханин А и их смесь.

8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что соевый белковый материал отделяют от экстракта при температуре примерно 5 - 27^oС.

9. Способ по п. 5 или 8, отличающийся тем, что соевый белковый материал отделяют от экстракта при температуре примерно 10 - 21^oС.

10. Способ по п. 2, отличающийся тем, что отделенный белковый материал промывают водой, вес которой менее чем примерно в четыре раза превышает вес исходного соевого материала.

11. Способ по п. 2, отличающийся тем, что отделенный белковый материал промывают водой, вес которой менее чем примерно в два раза превышает вес исходного соевого материала.

12. Способ по п. 2, отличающийся тем, что вода для промывания белкового материала имеет температуру примерно 0 - 32^oС.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что вода для промывания белкового материала имеет температуру примерно 10 - 21^oС.

14. Соевый белковый материал, богатый изофлавонами, отличающийся тем, что его получают экстракцией соевого материала, содержащего белок и по крайней мере один изофлавон, водным экстрагентом, имеющим рН 6 - 8, отделением полученного экстракта от нерастворимого соевого материала для получения экстракта, содержащего изолфлавоны и белок, осаждением из него белкового материала, содержащего, по крайней мере, один изофлавон, доведением рН до изоэлектрической точки белка и отделением соевого белкового материала от экстракта при температуре 0 - 32^oС с исключением промывки отделенного белкового материала.

15. Соевый белковый материал, богатый изофлавонами, отличающийся тем, что его получают экстракцией соевого материала, содержащего белок и по крайней мере один изофлавон, водным экстрагентом, имеющим рН 6 - 8, отделением полученного экстракта от нерастворимого соевого материала для получения экстракта, содержащего изофлавоны и белок, осаждением из него белкового материала, содержащего, по крайней мере, один изофлавон, доведением рН до изоэлектрической точки белка, отделением соевого белкового материала от экстракта при температуре 0 - 32^oС и промывкой оделенного белкового материала водой.

16. Соевый белковый материал по п. 14 или 15, отличающийся тем, что он содержит, по крайней мере, один изофлавон, выбранный из группы, содержащей генистеин, генистин, 6''-Омаl генистин, 6''-ОАс генистин, даидзеин, даидзин, 6''-Омаl даидзин, 6''-ОАс даидзин, глицитеин, глицитин, 6''-Омаl глицитин, формононетин, биоханин А и их смесь.

17. Соевый белковый материал по п. 14, отличающийся тем, что он содержит, по крайней мере, 2,8 мг изофлавонов на 1 г белка.

18. Соевый белковый материал по п. 14, отличающийся тем, что он содержит, по крайней мере, 4,2 мг изофлавонов на 1 г белка.

19. Соевый белковый материал по п. 15, отличающийся тем, что он содержит, по крайней мере, 1,6 мг изофлавонов на 1г белка.

20. Соевый белковый материал по п. 15, отличающийся тем, что он содержит, по крайней мере, 3,2 мг изофлавона на 1 г белка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7

PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:
СОЛАЕ, ЛЛС (US)

(73) Патентообладатель:
АРШЕР-ДЭНИЕЛС-МИДЛЕНД КОМПАНИ (US)

Договор № РД0017967 зарегистрирован 02.02.2007

Извещение опубликовано: 20.03.2007        БИ: 08/2007