Способ получения пищевого белка, обогащенного биологически активными компонентами

Способ получения пищевого белка, обогащенного биологически активными компонентами, включает двухстадийную обработку клеток дрожжей экзогенными ферментами, катализирующими гидролиз клеточных полимеров. При этом на первой стадии используют первую ферментную композицию. После завершения первой стадии первую ферментную композицию инактивируют. Затем осуществляют обработку второй ферментной композицией. Первая ферментная композиция содержит на 1 г сухих дрожжей 0,1-5,0 ед. активности протеиназ и 10,0-80,0 ед. активности смеси эндо-β-глюканазы и экзо-β-глюканазы. Вторая ферментная композиция содержит 50,0-300,0 ед. активности смеси эндо-β-глюканазы и экзо-β-глюканазы, 5,0-20,0 ед. активности маннаназы и 0,01-0,5 ед. активности хитиназы. Способ позволяет получить продукт с высоким содержанием белка. Содержание белка в продукте составляет 68%. 11 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, к биотехнологии и может быть использовано при производстве пищевых белков, белковых обогатителей пищи.

Известен способ получения пищевого белка, предусматривающий осуществление кислотного гидролиза полимеров клеток дрожжей (Патент США №3833552, кл. A23J 1/18, опубл. 1974 г.) /1/.

Однако данный известный способ предусматривает осуществление химической обработки клеток дрожжей в жестких условиях агрессивной кислой среды, что сопровождается разрушением ценных компонентов клетки дрожжей, снижением биологической ценности целевого продукта.

Известен способ получения белоксодержащей биологически активной добавки, предусматривающий обработку биомассы клеток дрожжей экзогенными гидролитическими ферментами (Патент РФ №2230466, кл. A23L 1/30, опубл. 2004 г.) /2/.

Однако в данном известном способе не описаны условия обработки клеток дрожжей гидролитическими ферментами, не раскрыт состав используемого ферментного препарата, что не позволяет воспроизвести этот известный способ в части осуществления процесса ферментолиза.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является известный способ получения продукта обработки клеток дрожжей композицией гидролитических ферментов (Патент РФ №2104300, кл. A23L 1/28, опубл. 1998 г.) /3/.

Однако качество целевого продукта, получаемого этим известным способом, недостаточно высокое за счет несоблюдения условий ферментативного гидролиза, обеспечивающих сохранность белков клеток дрожжей при их обработке экзогенными ферментами.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение качества целевого продукта за счет обеспечения сохранности полимерной структуры дрожжевого белка и обогащения его биологически активными продуктами ферментолиза полимеров клеточной оболочки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ получения пищевого белка, обогащенного биологически активными компонентами, заключается в осуществлении двухстадийной обработки клеток дрожжей экзогенными ферментами, катализирующими гидролиз клеточных полимеров, при этом на первой стадии используют первую ферментную композицию, которую после завершения первой стадии инактивируют, а затем осуществляют обработку второй ферментной композицией, первая ферментная композиция содержит на 1 г сухих дрожжей 0,1-5,0 ед. ПС протеиназ и 10,0-80,0 ед. β-ГкС смеси эндо-β-глюканазы и экзо-β-глюканазы, а вторая - 50,0-300,0 ед. β-ГкС смеси эндо-β-глюканазы и экзо-β-глюканазы, а также 5,0-20,0 ед. МС маннаназы и 0,01-0,5 ед. ХС хитиназы.

Обработке экзогенными ферментами целесообразно подвергать водную суспензию клеток дрожжей.

Перед обработкой клеток дрожжей экзогенными ферментами рекомендуется инактивировать эндогенные ферменты клеток дрожжей.

Инактивацию эндогенных ферментов клеток дрожжей рекомендуется осуществлять путем нагревания суспензии их клеток до температуры 85-95°С и выдерживания при этой температуре в течение 15-20 мин.

Инактивацию экзогенных ферментов первой ферментной композиции рекомендуется осуществлять путем нагревания суспензии клеток дрожжей до температуры 84-86°С и выдерживания ее при этой температуре в течение 14-16 мин.

Обработку суспензии клеток дрожжей первой ферментной композицией целесообразно осуществлять при температуре 54-56°С в течение 1 ч 45 мин - 2 ч 15 мин.

А обработку суспензии клеток дрожжей второй ферментной композицией рекомендуется осуществлять при температуре 50-52°С в течение 2 ч 45 мин - 3 ч 15 мин.

Обработку суспензии клеток дрожжей ферментными композициями целесообразно осуществлять при постоянном перемешивании.

В первой ферментной композиции в качестве источника протеиназ можно использовать протосубтилин.

В первой ферментной композиции в качестве источника эндо-β-глюканазы и экзо-β-глюканазы можно использовать целловеридин.

Во второй ферментной композиции в качестве источника эндо-β-глюканазы, экзо-β-глюканазы и маннаназы можно использовать целловеридин.

Из полученного ферментолизата этиловым спиртом можно осаждать целевой продукт, который можно пастеризовать и сушить.

При подборе условий ферментативного гидролиза полимеров клеток дрожжей были подобраны условия, обеспечивающие глубокий гидролиз полимеров оболочки клеток дрожжей с получением биологически активных, легко усваиваемых продуктов гидролиза. При этом в рекомендуемых условиях проведения ферментативного гидролиза максимально сохраняются белковые вещества дрожжевых клеток, белковые полимеры не подвергаются существенной деградации, сохраняется полимерность их структуры. При этом процесс ферментолиза проводится в максимально мягких условиях при естественных значениях рН дрожжевой суспензии.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример 1. Готовят водную суспензию из 100 г сухих пекарных дрожжей и 250 мл воды. Приготовленную смесь тщательно перемешивают. Эндогенные ферменты дрожжевых клеток инактивируют путем нагревания полученной клеточной суспензии до температуры 85°С и выдерживания при этой температуре в течение 20 мин. Затем суспензию дрожжевых клеток охлаждают до 54°С. При этом рН суспензии естественный - 5,8. Затем в суспензию клеток задают целловиридин как источник β-глюканаз из расчета 10,0 ед. β-ГкС на 1 г сухих дрожжей (активность β-глюканаз в препарате целловиридин составляет 1000 ед. β-ГкС на 1 г препарата). Кроме того, в суспензию клеток задают также препарат протосубтилин как источник протеиназ, катализирующих гидролиз пептидных связей в белково-β-глюкановых, белково-маннановых и белково-хитиновых комплексах. Протосубтилин задают из расчета 0,1 ед. ПС на 1 г сухих дрожжей (активность протеиназ в препарате протосубтилина составляет 260 ед. ПС на 1 г препарата). Ферментативный гидролиз оболочек клеток дрожжей на первой стадии обработки проводят при естественном рН в течение 2 ч 15 мин при температуре 54°С при постоянном перемешивании. Затем выполняют процедуру инактивации протеиназ-ферментов, катализирующих гидролиз полимеров оболочки клеток дрожжей по пептидной связи. Для этого суспензию клеток, обработанную ферментами на первой стадии, нагревают до температуры 84°С и выдерживают при ней в течение 16 мин. Затем суспензию охлаждают до температуры 50°С и задают в нее препарат целловиридина как источник экзо- и эндо-β-глюканаз, маннаназы и хитиназы из расчета 50 ед. β-ГкС, 5,0 ед. МС и 0,01 ед. ХС на 1 г сухих дрожжей. На второй стадии обработки гидролиз дрожжевой суспензии проводят при естественном рН в течение 3 ч 15 мин при температуре 50°С при постоянном перемешивании. Об окончании гидролиза судят по нарастанию концентрации растворимых сухих веществ и редуцирующих углеводов в супернатанте реакционной массы. По окончании гидролиза проводят отделение остаточных клеточных стенок центрифугированием полученной массы. Из супернатанта выделяют целевой белковый препарат путем добавления предварительно охлажденного до температуры +5°С спирта-ректификата в соотношении супернатант-спирт, равном 1:4, при перемешивании. Процесс осаждения проводят в течение 20-30 мин с последующим отделением полученного осадка белка центрифугированием и высушиванием продукта при теппературе 85°С.

Содержание белка в полученном продукте составляет 67%, концентрация редуцирующих веществ (углеводов) составляет 10,2%.

Пример 2. Готовят водную суспензию из 100 г сухих пекарных дрожжей и 250 мл воды. Приготовленную смесь тщательно перемешивают. Эндогенные ферменты дрожжевых клеток инактивируют путем нагревания полученной клеточной суспензии до 95°С и выдерживания при этой температуре в течение 15 мин. Затем суспензию дрожжевых клеток охлаждают до 56°С. При этом рН суспензии естественный - 5,8. Затем в суспензию клеток задают целловиридин как источник β-глюканаз из расчета 80,0 ед. β-ГкС на 1 г сухих дрожжей (активность β-глюканаз в препарате целловиридина составляет 1000 ед. β-ГкС на 1 г препарата). Кроме того, в суспензию клеток задают также препарат протосубтилин как источник протеиназ, катализирующих гидролиз пептидных связей в белково-β-глюкановых, белково-маннановых и белково-хитиновых комплексах. Протосубтилин задают из расчета 5,0 ед. ПС на 1 г сухих дрожжей (активность протеиназ в препарате протосубтилина составляет 260 ед. ПС на 1 г препарата). Ферментативный гидролиз оболочек клеток дрожжей на первой стадии обработки проводят при естественном рН в течение 1 ч 45 мин при температуре 56°С при постоянном перемешивании. Затем выполняют процедуру инактивации протеиназ - ферментов, катализирующих гидролиз полимеров оболочки клеток дрожжей по пептидной связи. Для этого суспензию клеток, обработанную ферментами на первой стадии, нагревают до температуры 86°С и выдерживают при ней в течение 14 мин. Затем суспензию охлаждают до температуры 52°С и задают в нее препарат целловиридин как источник экзо- и эндо-β-глюканаз, маннаназы и хитиназы из расчета 300,0 ед. β-ГкС, 20,0 ед. МС и 0,5 ед. ХС на 1 г сухих дрожжей. На второй стадии обработки гидролиз дрожжевой суспензии проводят при естественном рН в течение 2 ч 45 мин при температуре 52°С при постоянном перемешивании. Об окончании гидролиза судят по нарастанию концентрации растворимых сухих веществ и редуцирующих углеводов в супернатанте. По окончании гидролиза проводят отделение остаточных клеточных стенок центрифугированием полученной массы. Из супернатанта выделяют целевой белковый препарат путем осаждения этиловым спиртом-ректификатом с последующей сушкой продукта.

Содержание белка в полученном высушенном продукте составляет 68%, концентрация редуцирующих веществ (углеводов) составляет 8,3%.

Продукт, получаемый способом согласно изобретению, не токсичен. Он может быть использован в пищевых целях без его дополнительной очистки.

Таким образом, способ согласно изобретению позволяет получить с высоким выходам высококачественный белковый продукт, обогащенный биологически активными, легко усваиваемыми компонентами.

1. Способ получения пищевого белка, обогащенного биологически активными компонентами, заключающийся в осуществлении двухстадийной обработки клеток дрожжей экзогенными ферментами, катализирующими гидролиз клеточных полимеров, при этом на первой стадии используют первую ферментную композицию, которую после завершения первой стадии инактивируют, а затем осуществляют обработку второй ферментной композицией, первая ферментная композиция содержит на 1 г сухих дрожжей 0,1-5,0 ед. активности протеиназ и 10,0-80,0 ед. активности смеси эндо-бета-глюканазы и экзо-бета-глюканазы, а вторая - 50,0-300,0 ед. активности смеси эндо-бета-глюканазы и экзо-бета-глюканазы, а также 5,0-20,0 ед. активности маннаназы и 0,01-0,5 ед. активности хитиназы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработке экзогенными ферментами подвергают водную суспензию клеток дрожжей.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед обработкой клеток дрожжей экзогенными ферментами инактивируют эндогенные ферменты клеток дрожжей.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что инактивацию эндогенных ферментов клеток дрожжей осуществляют путем нагревания суспензии их клеток до температуры 85-95°С и выдерживания при этой температуре в течение 15-20 мин.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что инактивацию экзогенных ферментов первой ферментной композиции осуществляют путем нагревания суспензии клеток дрожжей до температуры 84-86°С и выдерживания ее при этой температуре в течение 14-16 мин.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку суспензии клеток дрожжей первой ферментной композицией осуществляют при температуре 54-56°С в течение 1 ч 45 мин - 2 ч 15 мин.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку суспензии клеток дрожжей второй ферментной композицией осуществляют при температуре 50-52°С в течение 2 ч 45 мин - 3 ч 15 мин.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку суспензии клеток дрожжей ферментными композициями осуществляют при постоянном перемешивании.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в первой ферментной композиции в качестве источника протеиназ используют протосубтилин.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в первой ферментной композиции в качестве источника эндо-бета-глюканазы и экзо-бета-глюканазы используют целловиридин.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что во второй ферментной композиции в качестве источника эндо-бета-глюканазы, экзо-бета-глюканазы и маннаназы используют целловиридин.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что из полученного ферментолизата этиловым спиртом осаждают целевой продукт, который пастеризуют и сушат.