Получение соевых белковых продуктов ("s810")
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения соевого белкового продукта с содержанием белка, по меньшей мере, 60 мас. % и, по меньшей мере, 90 мас. % (N x 6.25) в пересчёте на сухую массу, в котором не используется соль кальция, осуществляют следующим образом. Подвергают экстракционной обработке водой источник соевого белка для обусловливания переведения в растворимую форму соевого белка из источника белка и образования водного раствора соевого белка, где pH экстракции составляет 6-11. По меньшей мере, частично отделяют водный раствор соевого белка от остаточного источника соевого белка. Доводят уровень pH водного раствора соевого белка до величины pH от 1,5 до 3,6 для получения подкисленного раствора соевого белка и нерастворимого в кислоте твёрдого материала. Отделяют нерастворимый в кислоте твёрдый материал от подкисленного раствора соевого белка. При необходимости концентрируют подкисленный раствор соевого белка при помощи селективной мембранной технологии, диафильтруют и высушивают. Изобретение обеспечивает получение продукта с очень слабыми бобовыми вкусоароматическими оттенками без использования в способе соли кальция или другой соли. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 11 табл., 11 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к соевым белковым продуктам, а также к способам получения белковых продуктов из соевых бобов.
Предшествующий уровень техники изобретения
В патентах США № 8563071 и 8691318, а также заявке на патент США № 13/879418, поданной 1 августа 2013 г. (публикация патента США № 2013-0316069, опубликованная 28 ноября 2013 г.) ("S701"), переуступленных патентообладателю сего и раскрытия которых включены в настоящий документ ссылкой, описаны процедуры получения белковых продуктов с высокой растворимостью, термической стабильностью и прозрачностью в форме растворов с низким уровнем pH, а также чистыми вкусоароматическими свойствами, без бобового оттенка.
В заявке на патент США № 13/924860, поданной 24 июня 2013 г. (публикация патента США № 2014-0010940, опубликованная 9 января 2014 г.) ("S701N2"), а также в заявках на патент США № 12/975805, поданной 22 декабря 2010 г. (публикация патента США № US 2011-0165314, опубликованная 7 июля 2011 г.), и № 13/518217, поданной 5 сентября 2012 г. (публикация патента США № US 2012-0322980), переуступленных патентообладателю сего и раскрытия которых включены в настоящий документ ссылкой, изложено предоставление форм соевых белковых продуктов с нейтральным или близким к нейтральному уровнем pH, описанных выше. Указанные продукты, с их чистым вкусом, применимы для пищевых композиций, имеющих нейтральный или близкий к нейтральному уровень pH. Хотя растворимость по-прежнему желательна, варианты применения в форме продуктов питания при нейтральном или близком к нейтральному уровне pH, как правило, не являются прозрачными, и поэтому полная растворимость и прозрачность в водной среде необязательно являются требованием.
В рамках процедур, описанных в упомянутых выше патентах США № 8563071 и 8691318, а также заявках на патент США № 13/879418, № 13/924860, № 12/975805 и № 13/518217, экстракцию белка осуществляют раствором соли кальция. Раствор соли кальция способствует переведению белка в растворимую форму из источника белка при одновременном отделении его от фитиновой кислоты, которая осаждается и остаётся с остаточным источником белка. Раствор экстракта белка, необязательно, разбавляют водой и доводят до уровня pH от величины около 1,5 примерно до 4,4 для получения чистого, подкисленного раствора белка. Хотя и не желая быть связанными любой конкретной теорией, полагают, что чистым вкусоароматическим свойствам соевых белковых продуктов, достигаемым при помощи указанных процедур, способствует обработка образца при низком уровне pH, предпочтительно, в сочетании с необязательными последующими стадиями мембранной обработки.
Одну из возможных задач, требующих разрешения в связи с процедурами, описанными в упомянутых выше патентах США №№ 8563071 и 8691318, а также заявках на патент США №№ 13/879418, 13/924860, 12/975805 и 13/518217, представляет собой количество соли кальция, необходимой для осуществления стадии экстракции белка, и затраты, а также проблемы количества соли, поступающей в процесс, и выделение или утилизация солей кальция, имеющихся в потоках отходов способа. Уменьшение количества или исключение соли кальция может приводить в результате к значительной экономии в стоимости переработки и получения белковых продуктов.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к соевым белковым продуктам с очень слабыми бобовыми вкусоароматическими оттенками или, по существу, не заключающим их в себе, а также к способам их получения, при этом способы не включают в себя непосредственного добавления и использования соли кальция или другой соли в ходе экстракции белка из материала источника белка или на любой другой стадии способа.
Соответственно, в одном из аспектов настоящего изобретения предлагается способ получения соевого белкового продукта с содержанием белка, по меньшей мере, около 60 масс. %, предпочтительно, по меньшей мере, около 90 масс. % (Nx 6.25) в расчёте на сухую основу, при этом способ включает в себя следующее:
(a) осуществляют экстракционную обработку источника соевого белка водой для обусловливания переведения соевого белка в растворимую форму из источника белка и образования водного раствора соевого белка,
(b) по меньшей мере, частично отделяют водный раствор соевого белка от остаточного источника соевого белка,
(c) доводят уровень pH водного раствора соевого белка до величины от значения около 1,5 примерно до 3,6 для получения подкисленного раствора соевого белка,
(d) отделяют нерастворимый в кислоте твёрдый материал от подкисленного раствора соевого белка,
(e) необязательно, концентрируют подкисленный раствор соевого белка с использованием селективной мембранной технологии,
(f) необязательно, подвергают диафильтрации, необязательно, концентрированный раствор соевого белка,
(g) необязательно, высушивают, необязательно, концентрированный и, необязательно, подвергнутый диафильтрации раствор соевого белка.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт настоящего изобретения, если его получают при низком уровне pH, хорошо подходит для использования в вариантах применения в качестве продуктов питания, характеризующихся низким уровнем pH.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения уровень pH подкисленного раствора соевого белка или, необязательно, концентрированного и, необязательно, подвергнутого диафильтрации подкисленного раствора соевого белка доводят до величины примерно меньше 8,0 перед необязательной стадией сушки. В другом варианте осуществления настоящего изобретения уровень pH подкисленного раствора соевого белка или, необязательно, концентрированного и, необязательно, подвергнутого диафильтрации подкисленного раствора соевого белка доводят до величины от значения около 6,0 примерно до 8,0 перед необязательной стадией сушки. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения уровень pH подкисленного раствора соевого белка или, необязательно, концентрированного и, необязательно, подвергнутого диафильтрации подкисленного раствора соевого белка доводят до величины от значения около 6,5 примерно до 7,5 перед необязательной стадией сушки.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, если соевый белковый продукт получен при нейтральном или близком к нейтральному уровне pH, он находится в форме, пригодной для использования в вариантах применения в качестве нейтральных или близких к нейтральным продуктов питания, как например, нейтральные напитки или батончики.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения нерастворимый в кислоте твёрдый материал, появляющийся в результате воплощения способа настоящего изобретения и собранный, как описано выше, на стадии (d), дополнительно обрабатывают для получения ещё одного соевого белкового продукта. Указанный продукт в общем случае может иметь более низкую чистоту и более высокий уровень бобовых вкусоароматических оттенков по сравнению с продуктами, полученными из подкисленного раствора соевого белка. Однако чистота и вкусоароматические свойства продукта, полученного из нерастворимого в кислоте твёрдого материала, являются таковыми, что он по-прежнему пригоден для использования в вариантах применения в качестве пищевых продуктов и напитков.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения нерастворимый в кислоте твёрдый материал, необязательно, высушивают с образованием соевого белкового продукта, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6,25) в расчёте на сухую массу.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения уровень pH нерастворимого в кислоте твёрдого материала доводят до величины примерно меньше 8,0 перед необязательной стадией сушки. В другом варианте осуществления настоящего изобретения уровень pH нерастворимого в кислоте материала доводят до величины от значения около 6,0 примерно до 8,0 перед необязательной стадией сушки. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения уровень pH нерастворимого в кислоте материала доводят до величины от значения около 6,5 примерно до 7,5 перед необязательной стадией сушки.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения нерастворимый в кислоте твёрдый материал промывают путём смешивания с водой в количестве примерно от 1 до величины около 20 объёмов воды, характеризующейся уровнем pH, выбранным из группы, состоящей из величин примерно от 1,5 до значения около 3,6 и примерно такого же, что и уровень pH нерастворимого в кислоте материала, затем отделяют от промывной воды перед необязательной стадией сушки.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения уровень pH промытого нерастворимого в кислоте материала доводят до величины примерно меньше 8,0 перед необязательной стадией сушки. В другом варианте осуществления настоящего изобретения уровень pH промытого нерастворимого в кислоте материала доводят до величины от значения около 6,0 примерно до 8,0 перед необязательной стадией сушки. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения уровень pH промытого нерастворимого в кислоте материала доводят до величины от значения около 6,5 примерно до 7,5 перед необязательной стадией сушки.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения промывную воду объединяют с подкисленным раствором соевого белка стадии (d) отделения и обрабатывают в таком виде на стадии (e), (f) и/или (g).
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения стадию (a) экстракции осуществляют при температуре от значения около 1° примерно до 100°C. В другом варианте осуществления настоящего изобретения стадию (a) экстракции воплощают при температуре от значения около 15° примерно до 65°C. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения стадию (a) экстракции осуществляют при температуре от значения около 50° примерно до 60°C.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения вода, используемая для экстракции, заключает в себе регулятор уровня pH таким образом, что экстракцию проводят при уровне pH от значения около 6 примерно до 11. В другом варианте осуществления настоящего изобретения вода, используемая для экстракции, заключает в себе регулятор уровня pH таким образом, что экстракцию проводят при уровне pH от значения около 7 примерно до 8,5. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения регулятор уровня pH представляет собой гидроксид натрия, гидроксид калия или любую другую традиционную пищевую щёлочь и их сочетания.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения вода, используемая для экстракции, содержит антиоксидант.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения водный раствор соевого белка, полученный на стадии (b) отделения, имеет концентрацию белка от значения около 5 примерно до 50 г/л. В другом варианте осуществления настоящего изобретения водный раствор соевого белка имеет концентрацию белка от значения около 10 примерно до 50 г/л.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, после стадии (b) отделения и до стадии (c) подкисления, водный раствор соевого белка подвергают обработке с использованием адсорбента для удаления из водного раствора белка соединений, придающих цвет и/или запах.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, после стадии (b) отделения и до стадии (c) подкисления, водный раствор соевого белка доводят по температуре до величины от значения около 1 примерно до 35°C. В другом варианте осуществления температуру водного раствора соевого белка доводят до величины от значения около 15 примерно до 35°C.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения уровень pH указанного водного раствора соевого белка доводят на стадии (c) подкисления до величины от значения около 2,0 примерно до 2,5.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения подкисленный водный раствор белка после стадии (d) отделения подвергают воплощению стадии тепловой обработки. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения стадию тепловой обработки осуществляют для инактивирования термолабильных антипитательных компонентов. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения антипитательные компоненты представляют собой термолабильные ингибиторы трипсина. В другом варианте осуществления настоящего изобретения стадию тепловой обработки воплощают для пастеризации подкисленного водного раствора белка.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения тепловую обработку выполняют при температуре от значения около 70° примерно до 160°C в течение периода времени примерно от 10 секунд до периода около 60 минут. В другом варианте осуществления настоящего изобретения тепловую обработку воплощают при температуре от значения около 80° примерно до 120°C в течение периода времени примерно от 10 секунд до периода около 5 минут. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения тепловую обработку выполняют при температуре от значения около 85° примерно до 95°C в течение периода времени примерно от 30 секунд до периода около 5 минут.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения подвергнутый тепловой обработке, подкисленный раствор соевого белка охлаждают до температуры от значения около 2° примерно до 65°C. В другом варианте осуществления настоящего изобретения подвергнутый тепловой обработке, подкисленный раствор соевого белка охлаждают до температуры от значения около 50° примерно до 60°C.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения подкисленный водный раствор соевого белка высушивают для получения соевого белкового продукта, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6.25) на сухую основу.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения подкисленный водный раствор соевого белка подвергают обработке на стадии (e) концентрирования. В другом варианте осуществления настоящего изобретения подкисленный водный раствор соевого белка подвергают обработке на стадии (e) концентрирования для получения концентрированного подкисленного раствора соевого белка, имеющего концентрацию белка от значения около 50 примерно до 300 г/л.
В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения подкисленный водный раствор соевого белка подвергают обработке на стадии (e) концентрирования для получения концентрированного подкисленного раствора соевого белка, имеющего концентрацию белка от значения около 100 примерно до 200 г/л.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения стадию (e) концентрирования воплощают посредством ультрафильтрации с использованием мембраны, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой от величины около 1000 примерно до 1000000 Дальтон. В другом варианте осуществления настоящего изобретения стадию (e) концентрирования выполняют посредством ультрафильтрации с использованием мембраны, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой от величины около 1000 примерно до 100000 Дальтон.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения подкисленный раствор соевого белка подвергают обработке на стадии (f) диафильтрации. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения стадию (f) диафильтрации воплощают с использованием воды или подкисленной воды в отношении подкисленного водного раствора соевого белка в отсутствие стадии (e) концентрирования, либо до или после его частичного или полного концентрирования.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения стадию (f) диафильтрации воплощают с использованием от количества около 1 примерно до 40 объёмов диафильтрационного раствора. В другом варианте осуществления настоящего изобретения стадию (f) диафильтрации воплощают с использованием от количества около 2 примерно до 25 объёмов диафильтрационного раствора.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения стадию (f) диафильтрации выполняют до тех пор, пока никаких значительных дополнительных количеств загрязнителей или видимого окрашивания не будет иметься в пермеате.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения стадию (f) диафильтрации выполняют до тех пор, пока ретентат не будет очищен в достаточной степени так, чтобы получать изолят соевого белка с содержанием белка, по меньшей мере, около 90 масс. % (N x 6.25) на сухую основу.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения стадию (f) диафильтрации реализуют с использованием мембраны, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой от величины около 1000 примерно до 1000000 Дальтон. В другом варианте осуществления настоящего изобретения стадию (f) диафильтрации выполняют с использованием мембраны, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой от величины около 1000 примерно до 100000 Дальтон.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения антиоксидант присутствует в диафильтрационной среде, по меньшей мере, в продолжение части стадии (f) диафильтрации.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения стадию (e) концентрирования и/или стадию (f) диафильтрации воплощают при температуре от значения около 2° примерно до 65°C. В другом варианте осуществления настоящего изобретения стадию (e) концентрирования и/или стадию (f) диафильтрации воплощают при температуре от значения около 50° примерно до 60°C.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, необязательно, частично или полностью концентрированный и, необязательно, подвергнутый диафильтрации, подкисленный раствор соевого белка подвергают воплощению стадии тепловой обработки. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения стадию тепловой обработки выполняют для инактивирования термолабильных антипитательных компонентов, включая термолабильные ингибиторы трипсина.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения тепловую обработку реализуют при температуре от значения около 70° примерно до 160°C в течение периода времени примерно от 10 секунд до периода около 60 минут. В другом варианте осуществления настоящего изобретения тепловую обработку выполняют при температуре от значения около 80° примерно до 120°C в течение периода времени примерно от 10 секунд до периода около 5 минут. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения тепловую обработку выполняют при температуре от значения около 85°C примерно до 95°C в течение периода времени примерно от 30 секунд до периода около 5 минут.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения подвергнутый тепловой обработке раствор соевого белка охлаждают до температуры от значения около 2° примерно до 65°C. В другом варианте осуществления настоящего изобретения подвергнутый тепловой обработке раствор соевого белка охлаждают до температуры от значения около 50° примерно до 60°C.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, необязательно, концентрированный и, необязательно, подвергнутый диафильтрации, подкисленный раствор белка подвергают обработке с использованием адсорбента для удаления соединений, придающих цвет и/или запах.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, необязательно, концентрированный и, необязательно, подвергнутый диафильтрации, подкисленный раствор белка перед высушиванием пастеризуют.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения стадию пастеризaции воплощают при температуре от значения около 55° примерно до 75°C в течение периода времени примерно от 15 секунд до периода около 60 минут.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, необязательно, концентрированный и, необязательно, подвергнутый диафильтрации, подкисленный раствор соевого белка подвергают обработке на стадии (g) сушки для получения изолята соевого белка, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 90 масс. % (N x 6.25) на сухую основу. Заявитель обозначил указанный изолят соевого белка S810.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения уровень pH, необязательно, концентрированного и, необязательно, подвергнутого диафильтрации, подкисленного раствора соевого белка доводят до величины примерно меньше 8,0 перед необязательной стадией (g) сушки. В другом варианте осуществления настоящего изобретения уровень pH, необязательно, концентрированного и, необязательно, подвергнутого диафильтрации, подкисленного раствора соевого белка доводят до величины от значения около 6,0 примерно до 8,0 перед необязательной стадией (g) сушки. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения уровень pH, необязательно, концентрированного и, необязательно, подвергнутого диафильтрации, подкисленного раствора соевого белка доводят до величины от значения около 6,5 примерно до 7,5 перед необязательной стадией (g) сушки.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения необязательную стадию концентрирования и/или необязательную стадию диафильтрации выполняют способом, благоприятным для удаления ингибиторов трипсина.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения в продолжение стадии (a) экстракции присутствует восстановитель. В другом варианте осуществления настоящего изобретения восстановитель присутствует в продолжение необязательной стадии (e) концентрирования и/или необязательной стадии (f) диафильтрации. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения восстановитель добавляют, необязательно, к концентрированному и, необязательно, подвергнутому диафильтрации раствору соевого белка перед необязательной стадией (g) сушки и/или к высушенному соевому белковому продукту. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения восстановитель выбран из группы, состоящей из сульфита натрия, цистеина, N-ацетилцистеина и их сочетаний. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения присутствие восстановителя предназначено для разрыва или перегруппировки дисульфидных связей ингибиторов трипсина с целью достижения ослабления активности ингибиторов трипсина.
Соответственно, в другом аспекте настоящего изобретения предлагается соевый белковый продукт, имеющий содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6.25) на сухую основу, который приготовляется без использования стадии способа, включающей в себя непосредственное добавление соли, и без использования стадии способа, включающей в себя осаждение белка при уровне pH от значения около 4,0 примерно до 5,0 и имеет слабые бобовые вкусоароматические свойства или не обладает ими. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения получение соевого белкового продукта не требует применения ферментов. В другом варианте осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт содержит примерно больше 1,5 масс. % фитиновой кислоты в расчёте на сухую основу. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт имеет содержание белка, по меньшей мере, около 90 масс. % (N x 6.25) в расчёте на сухую основу. В ещё одном варианте осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт характеризуется низкой активностью ингибиторов трипсина.
Соответственно, в ещё одном аспекте настоящего изобретения предлагается пищевой продукт, содержащий в своём составе соевый белковый продукт настоящего изобретения. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения пищевым продуктом является напиток.
Соответственно, в ещё одном аспекте настоящего изобретения предлагается соевый белковый продукт, имеющий содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6.25) на сухую основу и характеризующийся растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 2, составляющей примерно от 45 до 66%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 3, составляющей примерно от 35 до 65%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 4, составляющей примерно менее 35%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 5, составляющей менее 30%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 6, составляющей от значения около 25 примерно до 55%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 7, составляющей от значения около 36 примерно до 65%. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения растворимость соевого белкового продукта определяют способом примера 6.
Соответственно, в ещё одном аспекте настоящего изобретения предлагается соевый белковый продукт, имеющий содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6.25) на сухую основу, и характеризующийся водосвязывающей способностью больше 3,0 мл/г и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH от значения около 2 примерно до 3, составляющей примерно более 45%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 4, составляющей примерно менее 25%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 5, составляющей примерно менее 30%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 6, составляющей менее 65%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 7, составляющей примерно более 58%. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения растворимость соевого белкового продукта определяют способом примера 6. В другом варианте осуществления настоящего изобретения водосвязывающую способность определяют способом примера 10.
Соответственно, в другом аспекте настоящего изобретения предлагается соевый белковый продукт, имеющий содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6.25) на сухую основу, а содержание фитиновой кислоты более 1,5 масс. % и характеризующийся растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 2, составляющей от значения около 10 примерно до 35%; растворимостью при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 3, составляющей примерно меньше 40%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH от значения около 4 примерно до 5, составляющей примерно меньше 30%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 6, составляющей примерно меньше 40%; и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 7, составляющей от величины около 15 примерно до 40%. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения растворимость соевого белкового продукта определяют способом примера 6.
Соответственно, в ещё одном аспекте настоящего изобретения предлагается соевый белковый продукт, имеющий молекулярно-массовый состав, включающий в себя следующее: от доли около 26 примерно до 42% больше примерно 100000 Дальтон, от доли около 31 примерно до 52% от массы около 15000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 4 примерно до 21% от массы около 5000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 3 примерно до 25% от массы около 1000 примерно до 5000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав включает в себя: от доли около 31 примерно до 37% больше примерно 100000 Дальтон, от доли около 36 примерно до 47% от массы около 15 000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 9 примерно до 16% от массы около 5000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 8 примерно до 20% от массы около 1000 примерно до 5000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют при уровне pH около 3,5. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют способом примера 7. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт, обладающий одним из вышеупомянутых молекулярно-массовых составов, имеет содержание фитиновой кислоты примерно больше 1,5 масс. %.
Соответственно, в другом аспекте настоящего изобретения предлагается соевый белковый продукт, имеющий молекулярно-массовый состав, включающий в себя следующее: от доли около 22 примерно до 85% больше примерно 100000 Дальтон, от доли около 8 примерно до 50% от массы около 15000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 0 примерно до 23% от массы около 5000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 0 примерно до 18% от массы около 1000 примерно до 5000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав включает в себя: от доли около 27 примерно до 80% больше примерно 100000 Дальтон, от доли около 13 примерно до 45% от массы около 15000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 4 примерно до 18% от массы около 5000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 2 примерно до 13% от массы около 1000 примерно до 5000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют при уровне pH около 3,5. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют способом примера 7. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт, обладающий одним из вышеупомянутых молекулярно-массовых составов, имеет содержание фитиновой кислоты примерно больше 1,5 масс. %. В другом варианте осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт, обладающий одним из вышеупомянутых молекулярно-массовых составов, имеет содержание фитиновой кислоты примерно больше 2,0 масс. %.
Соответственно, в ещё одном аспекте настоящего изобретения предлагается соевый белковый продукт, имеющий молекулярно-массовый состав, включающий в себя следующее: от доли около 4 примерно до 34% больше примерно 100000 Дальтон, от доли около 10 примерно до 42% от массы около 15000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 2 примерно до 22% от массы около 5000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 22 примерно до 72% от массы около 1000 примерно до 5000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав включает в себя: от доли около 9 примерно до 29% больше примерно 100000 Дальтон, от доли около 15 примерно до 37% от массы около 15 000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 7 примерно до 17% от массы около 5000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 27 примерно до 67% от массы около 1000 примерно до 5000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют при уровне pH около 3,5. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют способом примера 7. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт, обладающий одним из вышеупомянутых молекулярно-массовых составов, имеет содержание фитиновой кислоты примерно больше 1,5 масс. %. В другом варианте осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт, обладающий одним из вышеупомянутых молекулярно- массовых составов, имеет содержание фитиновой кислоты примерно больше 2,0 масс. %.
Соответственно, в другом аспекте настоящего изобретения предлагается соевый белковый продукт, имеющий молекулярно-массовый состав, включающий в себя следующее: от доли около 11 примерно до 35% больше примерно 100000 Дальтон, от доли около 19 примерно до 39% от массы около 15 000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 9 примерно до 28% от массы около 5 000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 19 примерно до 38% от массы около 1000 примерно до 5000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав включает в себя: от доли около 16 примерно до 30% больше примерно 100000 Дальтон, от доли около 24 примерно до 34% от массы около 15 000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 14 примерно до 23% от массы около 5000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 21 примерно до 33% от массы около 1000 примерно до 5000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют при уровне pH около 6. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют способом примера 11. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт имеет содержание фитиновой кислоты примерно больше 1,5 масс. %.
Соответственно, в ещё одном аспекте настоящего изобретения предлагается соевый белковый продукт, имеющий молекулярно-массовый состав, включающий в себя следующее: от доли около 2 примерно до 32% больше примерно 100000 Дальтон, от доли около 17 примерно до 42% от массы около 15 000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 8 примерно до 38% от массы около 5000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 19 примерно до 46% от массы около 1000 примерно до 5000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав включает в себя: от доли около 7 примерно до 27% больше примерно 100000 Дальтон, от доли около 22 примерно до 37% от массы около 15000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 13 примерно до 33% от массы около 5000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 24 примерно до 41% от массы около 1 000 примерно до 5 000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют при уровне pH около 6. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют способом примера 11. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт имеет содержание фитиновой кислоты примерно больше 1,5 масс. %. В другом варианте осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт имеет содержание фитиновой кислоты примерно больше 2,0 масс. %.
Соответственно, в другом аспекте настоящего изобретения предлагается соевый белковый продукт, имеющий молекулярно-массовый состав, включающий в себя следующее: от доли около 1 примерно до 30% больше примерно 100 000 Дальтон, от доли около 27 примерно до 50% от массы около 15000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 6 примерно до 36% от массы около 5 000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 14 примерно до 49% от массы около 1000 примерно до 5000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав включает в себя: от доли около 6 примерно до 25% больше примерно 100000 Дальтон, от доли около 32 примерно до 45% от массы около 15000 примерно до 100000 Дальтон, от доли около 11 примерно до 31% от массы около 5000 примерно до 15000 Дальтон и от доли около 19 примерно до 44% от массы около 1000 примерно до 5000 Дальтон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют при уровне pH около 6. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения молекулярно-массовый состав соевого белкового продукта определяют способом примера 11. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт имеет содержание фитиновой кислоты примерно больше 1,5 масс. %. В другом варианте осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт имеет содержание фитиновой кислоты примерно больше 2,0 масс. %.
Соответственно, в ещё одном аспекте настоящего изобретения предлагается соевый белковый продукт, имеющий содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6.25) на сухую основу и содержание фитиновой кислоты примерно больше 2,0 масс. %, который характеризуется показанием прибора L* для раствора, приготовленного путём растворения порошка белка, достаточного для привнесения 0,48 г белка, в 15 мл воды, составляющим примерно больше 60; показанием прибора b* для раствора, приготовленного путём растворения порошка белка, достаточного для привнесения 0,48 г белка в 15 мл воды, составляющим меньше 26, и растворимостью белка при концентрации 1% масс./об. белка в воде и уровне pH около 6, составляющей от значения около 10 примерно до 50%. В другом варианте осуществления настоящего изобретения соевый белковый продукт, обеспечивающий приготовление растворов, характеризующихся вышеупомянутыми показаниями прибора L* и b*, и обладающий вышеуказанной растворимостью в воде при уровне pH около 6, имеет содержание фитиновой кислоты примерно больше 3,0%.
Соевые белковые продукты, полученные по способам настоящего изобретения, раскрытым в настоящем документе, применимы для использования в широком круге традиционных вариантов применения белковых продуктов, включая обогащение белком произведённых продуктов питания и напитков, а также в качестве функциональных ингредиентов в составе продуктов питания и напитков, но не ограничиваясь ими. Другие варианты применения соевых белковых продуктов настоящего изобретения реализуются в виде кормов для домашних животных, комбикормов, а также вариантов применения в промышленности и косметике, и товаров для личной гигиены.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 представляет собой технологическую схему варианта осуществления способа настоящего изобретения.
Общее описание изобретения
Начальная стадия способа получения соевых белковых продуктов настоящего изобретения включает в себя переведение соевого белка в растворимую форму из источника соевого белка. Источник соевого белка может представлять собой соевые бобы или любой соевый продукт, или побочный продукт, полученный в результате переработки соевых бобов, включая соевый шрот, соевые хлопья, соевую крупку и соевую муку, но не ограничиваясь ими. Источник соевого белка можно использовать в полножирной форме, частично обезжиренной форме или полностью обезжиренной форме. Если источник соевого белка содержит заметное количество жира, в ходе осуществления способа, как правило, требуется стадия удаления масла. Соевый белок, выделенный из источника соевого белка, может быть натуральным белком соевого боба или белковый материал может представлять собой белок, модифицированный с помощью генетического воздействия, но обладающий характерными гидрофобными и полярными свойствами натурального белка.
Соевые белковые продукты настоящего изобретения можно приготавливать из источника соевого белка либо периодическим способом, либо непрерывным способом, либо полунепрерывным способом. Переведение белка в растворимую форму из материала источника соевого белка осуществляют с использованием воды. Используемая вода может быть водопроводной водой или водой, имеющей различные уровни чистоты. Предпочтительной является вода, очищенная способом обратного осмоса (RO).
Уровень pH при экстракции может составлять от значения около 6 примерно до 11, предпочтительно, от значения около 7,0 примерно до 8,5. К воде можно добавлять пищевой гидроксид натрия, гидроксид калия или любую другую традиционную пищевую щёлочь и их сочетания для регулирования уровня pH при экстракции в соответствии с требованиями. Переведение белка в растворимую форму осуществляют при температуре от значения около 1° примерно до 100°C, предпочтительно, от значения около 15° примерно до 65°C, более предпочтительно, от значения около 50° примерно до 60°C, предпочтительно сопровождая перемешиванием для сокращения периода времени переведения в растворимую форму, который обычно составляет от периода около 1 примерно до 60 минут. Предпочтительно воплощать переведение в растворимую форму для извлечения белка из источника соевого белка по существу настолько, насколько это возможно на практике с целью обеспечения общего высокого выхода продукта.
Экстракцию белка из источника соевого белка, при проведении её в непрерывном режиме, выполняют любым способом, совместимым с осуществлением непрерывной экстракции белка из источника соевого белка. В одном из вариантов осуществления источник соевого белка постоянно смешивают с водой и смесь перекачивают по трубе или трубопроводу определённой длины и при определённой скорости потока с целью обеспечения времени пребывания, достаточного для осуществления желаемой экстракции в соответствии с параметрами, описанными в настоящем документе.
Концентрация источника соевого белка в воде в продолжение стадии переведения в растворимую форму может варьироваться в широком диапазоне. Типичные величины концентрации составляют от значения около 5 примерно до 15% масс./об.
Стадия экстракции белка заключает в себе дополнительный эффект переведения в растворимое состояние жиров, которые могут присутствовать в источнике соевого белка, что в результате затем приводит к наличию жиров, представленных в водной фазе.
Раствор белка, полученный в результате осуществления стадии экстракции, как правило, имеет концентрацию белка от значения около 5 примерно до 50 г/л, предпочтительно, от значения около 10 примерно до 50 г/л.
Вода для экстракции может содержать антиоксидант. Антиоксидант может представлять собой любой традиционный антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество используемого антиоксиданта может изменяться от значения около 0,01 примерно до 1 масс. % от массы раствора, предпочтительно, около 0,05 масс. %. Антиоксидант может способствовать замедлению окисления любых фенольных смол в растворе белка.
Затем водную фазу, полученную в результате осуществления стадии экстракции, можно отделять от основного объёма остаточного источника соевого белка любым традиционным способом, как например, с использованием декантерной центрифуги. Предпочтительно, более мелкий остаточный материал источника соевого белка остаётся в растворе соевого белка, но при желании, указанные более мелкие твёрдые частицы можно удалять любым традиционным способом, как например, при помощи дисковой центрифуги и/или фильтрования. Стадию отделения можно проводить при той же температуре, что и стадию экстракции, или при любой температуре в пределах диапазона от значения около 1° примерно до 100°C, предпочтительно, от значения около 15° примерно до 65°C, более предпочтительно, от значения около 50° примерно до 60°C. Отделённый остаточный материал источника соевого белка можно сушить для утилизации или подвергать дополнительной переработке, как например, с целью выделения остаточного белка. Остаточный белок можно извлекать путём повторной экстракционной обработки отделённого остаточного источника соевого белка свежей водой и объединять раствор белка, полученный после осветления, с первоначальным раствором белка для дальнейшей переработки, как описано ниже. Также можно использовать процедуру противоточной экстракции. В качестве альтернативы отделённый остаточный источник соевого белка можно подвергать переработке с помощью любой другой традиционной процедуры для извлечения остаточного белка.
Водный раствор соевого белка можно обрабатывать противовспенивателем, таким как любой подходящий пищевой, несиликоновый противовспениватель, для уменьшения объёма пены, образующейся при дальнейшей переработке. Количество используемого противовспенивателя, как правило, примерно больше 0,0003% масс./об. В качестве альтернативы противовспениватель в описанном количестве можно добавлять на стадиях экстракции.
Отделённый водный раствор соевого белка можно подвергать операции обезжиривания, при желании или необходимости. Обезжиривания отделённого водного раствора соевого белка можно достигать при помощи любой традиционной процедуры.
Водный раствор соевого белка можно подвергать обработке с использованием адсорбента, такого как гранулированный активированный уголь, для удаления соединений, придающих цвет и/или запах. Такую обработку с использованием адсорбента можно выполнять в любых традиционных условиях, как правило, при температуре окружающей среды отделённого водного раствора белка.
Затем раствор соевого белка доводят по уровню pH до величины от значения около 1,5 примерно до 3,6, предпочтительно, от значения около 2,0 примерно до 2,5 путём добавления любой традиционной пищевой кислоты, такой как соляная кислота, фосфорная кислота или любая другая традиционная пищевая кислота и их сочетания. В случае соевых белков изоэлектрическое осаждение обычно выполняют при уровне pH около 4,5. В результате доведения уровня pH до более низких величин в способе настоящего изобретения более существенная доля белков, предпочтительно, значительная доля белков, как например, около 25 масс.% или больше, предпочтительно, около 60 масс.% или больше, более предпочтительно, около 80 масс. % белка или больше, растворима в подкисленном растворе. Остаточный белок содержится в том, что называется нерастворимым в кислоте твёрдым материалом, который удаляют из подкисленного раствора соевого белка любым традиционным способом, как например, с использованием тарельчатой центрифуги, и подвергают дальнейшей переработке, как описано ниже. Регулирование уровня pH можно выполнять при температуре раствора соевого белка, но предпочтительно температура раствора соевого белка в продолжение регулирования уровня pH составляет от 1° до 35°C, более предпочтительно, от 15° до 35°C, так как в подкисленном растворе белка при более низких температурах растворима повышенная доля соевого белка. При желании, раствор соевого белка можно разбавлять водой перед стадией подкисления, описанной выше.
При желании, уровень pH подкисленного раствора белка можно дополнительно понижать перед дальнейшей переработкой. Отрегулированный уровень pH подкисленного раствора белка по-прежнему должен находиться в диапазоне от величины около 1,5 примерно до 3,6, предпочтительно, от величины около 2,0 примерно до 2,5.
Подкисленный водный раствор соевого белка можно подвергать тепловой обработке для инактивирования термолабильных антипитательных компонентов, таких как ингибиторы трипсина, присутствующих в таком растворе в результате экстракции из материала источника соевого белка в течение стадии экстракции. Такая стадия нагревания обеспечивает также достижение дополнительного положительного результата снижения микробной нагрузки. Как правило, раствор белка нагревают до температуры от значения около 70° примерно до 160°C, предпочтительно, от значения около 80° примерно до 120°C, более предпочтительно, от значения около 85° примерно до 95°C, в течение периода времени примерно от 10 секунд до периода около 60 минут, предпочтительно, примерно от 10 секунд до периода около 5 минут, более предпочтительно, примерно от 30 секунд до периода около 5 минут. Затем подвергнутый тепловой обработке подкисленный раствор соевого белка можно охлаждать для дальнейшей переработки, как описано ниже, до температуры от значения около 2° примерно до 65°C, предпочтительно, от значения около 50°C примерно до 60°C.
Образовавшийся подкисленный водный раствор соевого белка можно непосредственно высушивать для получения соевого белкового продукта. С целью получения соевого белкового продукта с пониженным содержанием примесей, такого как изолят соевого белка, подкисленный водный раствор соевого белка можно перерабатывать, как описано ниже, перед высушиванием. Предполагается также, что дальнейшая переработка, описанная ниже, оказывает положительное влияние на вкусоароматические свойства продукта.
Подкисленный водный раствор соевого белка можно концентрировать для получения концентрированного раствора соевого белка, имеющего концентрацию белка от значения около 50 примерно до 300 г/л, предпочтительно, от значения около 100 примерно до 200 г/л.
Стадию концентрирования можно осуществлять любым традиционным способом, совместимым с периодической или непрерывной операцией, как например, путём использования любой традиционной селективной мембранной технологии, такой как ультрафильтрация или диафильтрация, с применением мембран, таких как половолоконные мембраны или спирально-навитые мембраны, с подходящей номинально отсекаемой молекулярной массой, как например, от величины около 1000 примерно до 1000000 Дальтон, предпочтительно, от величины около 1000 примерно до 100000 Дальтон, сопряженные с разнообразными мембранными материалами и конфигурациями, а в случае непрерывной операции, согласованные по размерам для обеспечения возможности достижения желаемой степени концентрирования по мере прохождения водного раствора белка через мембраны.
Как хорошо известно, ультрафильтрация и аналогичные селективные мембранные технологии обусловливают прохождение частиц с низкой молекулярной массой через мембраны при одновременном предотвращении подобного пропускания частиц с более высокой молекулярной массой. Частицы с низкой молекулярной массой включают в себя материалы с низкой молекулярной массой, извлечённые из материала источника, такие как углеводы, пигменты, белки с низкой молекулярной массой и антипитательные компоненты, как например, ингибиторы трипсина, которые сами являются белками с низкой молекулярной массой. Величину номинально отсекаемой молекулярной массы мембраны обычно выбирают с учётом различных мембранных материалов и конфигураций для обеспечения удерживания значительной доли белка в растворе при одновременном обусловливании пропускания загрязнителей.
Затем концентрированный раствор соевого белка можно подвергать обработке на стадии диафильтрации с использованием воды. Диафильтрационная вода характеризуется, предпочтительно, уровнем pH, равным таковому для раствора белка, подвергаемого диафильтрации. Такую диафильтрацию можно осуществлять с использованием от количества около 1 примерно до 40 объёмов диафильтрационного раствора, предпочтительно от количества около 2 примерно до 25 объёмов диафильтрационного раствора. В ходе операции диафильтрации дополнительные количества загрязнителей удаляются из водного раствора соевого белка с пермеатом в результате прохождения через мембрану. Это очищает водный раствор белка и также может снижать его вязкость. Операцию диафильтрации можно выполнять до тех пор, пока в пермеате не будут присутствовать никакие значительные дополнительные количества загрязнителей или видимое окрашивание, или пока ретентат не очистится в степени, достаточной для получения изолята соевого белка с содержанием белка, по меньшей мере, около 90 масс. % (N x 6.25) на сухую основу. Такую диафильтрацию можно осуществлять с использованием той же мембраны, что и на стадии концентрирования. Однако, при желании, стадию диафильтрации можно осуществлять с использованием отдельной мембраны с другой номинально отсекаемой молекулярной массой, как например, мембраны, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой в диапазоне от значения около 1000 примерно до 1000000 Дальтон, предпочтительно, от значения около 1000 примерно до 100000 Дальтон, сопряженной с разнообразными мембранными материалами и конфигурациями.
В качестве альтернативы, стадию диафильтрации можно применять в отношении подкисленного водного раствора белка до концентрирования или в отношении частично концентрированного подкисленного водного раствора белка. Диафильтрацию также можно применять в многочисленные моменты в продолжение процесса концентрирования. Если диафильтрацию применяют до концентрирования или в отношении частично концентрированного раствора, образующийся подвергнутый диафильтрации раствор затем можно дополнительно концентрировать. Многократное выполнение диафильтрации, поскольку раствор белка при этом концентрируется, может позволять достигать более высокой конечной концентрации полностью концентрированного раствора белка. Это уменьшает объём материала, подлежащего высушиванию.
В настоящем документе стадию концентрирования и стадию диафильтрации можно осуществлять таким образом, чтобы соевый белковый продукт, выделяемый далее, содержал меньше количества около 90 масс. % белка (N x 6.25) на сухую основу, как например, по меньшей мере, около 60 масс. % белка (N x 6.25) на сухую основу. Путём осуществления частичного концентрирования и/или частичной диафильтрации водного раствора соевого белка можно лишь частично удалять загрязнители. Затем указанный раствор белка можно высушивать для получения соевого белкового продукта с пониженными степенями чистоты.
Антиоксидант может присутствовать в диафильтрационной воде в продолжение, по меньшей мере, части стадии диафильтрации. Антиоксидант может представлять собой любой традиционный антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, используемого в диафильтрационной воде, зависит от применяемых материалов и может варьироваться от величины около 0,01 примерно до 1 масс. %, предпочтительно, примерно около 0,05 масс. %. Антиоксидант может способствовать замедлению окисления любых фенольных смол, присутствующих в растворе соевого белка.
Необязательную стадию концентрирования и необязательную стадию диафильтрации можно воплощать при любой традиционной температуре, в общем случае от значения около 2° примерно до 65°C, предпочтительно, от значения около 50° примерно до 60°C и в течение периода времени, достаточного для достижения желаемой степени концентрирования и диафильтрации. Температура и другие используемые условия в определённой степени зависят от мембранного устройства, применяемого для осуществления мембранной обработки, желаемой концентрации белка в растворе и эффективности удаления загрязнителей в пермеат.
Как упомянуто ранее, соя содержит антипитательные ингибиторы трипсина. Уровень активности ингибиторов трипсина в конечном соевом белковом продукте можно регулировать путём управления различными переменными параметрами способа.
Как отмечено выше, тепловую обработку подкисленного водного раствора соевого белка можно использовать для инактивирования термолабильных ингибиторов трипсина. Частично концентрированный или полностью концентрированный подкисленный раствор соевого белка также можно подвергать тепловой обработке для инактивирования термолабильных ингибиторов трипсина. Если тепловую обработку применяют в отношении частично концентрированного подкисленного раствора соевого белка, образующийся в результате тепловой обработки раствор затем можно дополнительно концентрировать.
В дополнение к этому, стадии концентрирования и/или диафильтрации можно осуществлять способом, благоприятным для удаления ингибиторов трипсина в пермеате наряду с другими загрязнителями. Удалению ингибиторов трипсина способствует применение мембраны с большим размером пор, как например мембраны с молекулярной массой от 30000 до 1000000 Дальтон, работа мембраны при повышенных температурах, как например, от значения около 30° примерно до 65°C, предпочтительно, от значения около 50° примерно до 60°C, и использование более значительных объёмов диафильтрационной среды, как например, от 10 до 40 объёмов.
Подкисление и мембранная обработка раствора соевого белка при более низком уровне pH, как например, от 1,5 до 3, может снижать активность ингибиторов трипсина в сопоставлении с обработкой раствора при более высоком уровне pH, как например, от 3 до 3,6. Если раствор белка концентрируют и/или подвергают диафильтрации на нижней границе диапазона pH, может быть желательным повышение уровня pH раствора перед высушиванием. Уровень pH концентрированного и/или подвергнутого диафильтрации раствора белка можно повышать до желаемой величины, например, до уровня pH 3, путём добавления любой традиционной пищевой щёлочи, такой как гидроксид натрия, гидроксид калия и их сочетания.
Далее, снижения активности ингибиторов трипсина можно достигать путём воздействия на соевые материалы восстановителей, которые разрывают или перегруппировывают дисульфидные связи ингибиторов. Подходящие восстановители включают в себя сульфит натрия, цистеин, N-ацетилцистеин, любой другой традиционный восстановитель и их сочетания.
Добавление таких восстановителей можно осуществлять на разных стадиях всего способа. Восстановитель можно добавлять вместе с материалом источника соевого белка на стадии экстракции, можно добавлять к водному раствору соевого белка после удаления остаточного материала источника соевого белка, можно добавлять к подвергнутому диафильтрации ретентату перед высушиванием или можно смешивать в сухом состоянии с высушенным соевым белковым продуктом. Добавление восстановителя можно сочетать со стадией тепловой обработки и стадиями мембранной обработки, как описано выше.
Если желательно удерживать активные ингибиторы трипсина в растворе белка, этого можно достигать путём исключения или ослабления интенсивности стадии тепловой обработки; отказа от использования восстановителей; осуществления необязательных стадий концентрирования и диафильтрации на верхней границе диапазона pH, как например, при уровнях от 3 до 3,6; применения мембраны с меньшим размером пор для концентрирования и диафильтрации; функционирования мембраны при более низких температурах и использования меньших объёмов диафильтрационной среды.
Необязательно, концентрированный и, необязательно, подвергнутый диафильтрации раствор белка можно подвергать дополнительной операции обезжиривания, если требуется. Обезжиривания, необязательно, концентрированного и, необязательно, подвергнутого диафильтрации раствора белка можно достигать при помощи любой традиционной процедуры.
Необязательно, концентрированный и, необязательно, подвергнутый диафильтрации подкисленный водный раствор белка можно подвергать обработке с использованием адсорбента, такого как гранулированный активированный уголь, для удаления соединений, придающих цвет и/или запах. Такую обработку с использованием адсорбента можно проводить в любых традиционных условиях, как правило, при температуре окружающей среды раствора белка.
Необязательно, концентрированный и, необязательно, подвергнутый диафильтрации водный раствор соевого белка можно пастеризовать перед высушиванием или дальнейшей переработкой. Такую пастеризацию можно осуществлять в любых традиционных условиях пастеризации. В общем случае, необязательно концентрированный и, необязательно, подвергнутый диафильтрации раствор соевого белка нагревают до температуры от значения около 55° примерно до 75°C в течение периода времени примерно от 15 секунд до периода около 60 минут. Затем пастеризованный раствор соевого белка можно охлаждать, как например, до температуры от значения около 20° примерно до 35°C.
Необязательно, концентрированный, необязательно, подвергнутый диафильтрации и, необязательно, пастеризованный раствор соевого белка затем можно высушивать любым традиционным способом, таким как распылительная сушка или сушка вымораживанием для получения соевого белкового продукта. В качестве альтернативы, необязательно, концентрированный, необязательно, подвергнутый диафильтрации и, необязательно, пастеризованный раствор соевого белка можно доводить по уровню pH до величины примерно меньше 8,0, предпочтительно, примерно от 6,0 до значения около 8.0, более предпочтительно, примерно от 6,5 до значения около 7,5 перед необязательным высушиванием. Уровень pH можно повышать любым традиционным способом, как например, путём добавления раствора гидроксида натрия, гидроксида калия или любой другой традиционной пищевой щёлочи и их сочетаний. Если раствор белка не пастеризуют перед регулированием уровня pH, пастеризацию можно проводить после регулирования уровня pH при использовании условий, описанных выше.
Соевый белковый продукт (приготовленный с использованием стадии регулирования уровня pH перед необязательным высушиванием или без неё) имеет содержание белка примерно более 60 масс. % на сухую основу. Предпочтительно, соевый белковый продукт представляет собой изолят с содержанием белка свыше примерно 90 масс. % белка (N x 6.25) на сухую основу.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения нерастворимый в кислоте твёрдый материал, собранный после регулирования уровня pH раствора соевого белка до величины в диапазоне примерно от 1,5 до значения около 3,6, предпочтительно, примерно от 2,0 до значения около 2,5, можно, необязательно, разбавлять водой, очищенной способом обратного осмоса (RO), затем, необязательно, высушивать с образованием соевого белкового продукта, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6.25) на сухую основу. В качестве альтернативы, уровень pH, необязательно, разбавленного, нерастворимого в кислоте твёрдого материала можно повышать до величины примерно меньше 8,0, предпочтительно, примерно от 6,0 до значения около 8,0, более предпочтительно, примерно от 6,5 до значения около 7,5 любым традиционным способом, как например, путём добавления раствора гидроксида натрия, гидроксида калия или раствора любой другой традиционной пищевой щёлочи и их сочетаний перед необязательной сушкой с образованием соевого белкового продукта, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6.25) на сухую основу. Предпочтительно, нерастворимый в кислоте твёрдый материал промывают с целью удаления загрязнителей, а также улучшения чистоты и вкусоароматических свойств продукта. Нерастворимый в кислоте твёрдый материал можно промывать путём суспендирования твёрдых частиц в количестве от величины около 1 примерно до 20 объёмов, предпочтительно, от величины около 1 примерно до 10 объёмов RO-воды, характеризующейся уровнем pH в пределах диапазона от значения около 1,5 примерно до 3,6 и предпочтительно совпадающим с уровнем pH нерастворимого в кислоте твёрдого материала. Стадию промывания можно проводить при любой традиционной температуре, такой как от значения около 15° примерно до 35°C. Нерастворимый в кислоте твёрдый материал смешивают с промывным раствором в течение периода времени любой традиционной продолжительности, предпочтительно, 15 минут или меньше. Затем промытый нерастворимый в кислоте твёрдый материал можно отделять от кислого промывного раствора любым традиционным способом, как например, центрифугированием с использованием тарельчатой центрифуги. Кислый промывной раствор можно добавлять к подкисленному раствору белка для дальнейшей переработки, как обсуждалось выше. Промытый, нерастворимый в кислоте твёрдый материал, необязательно, можно разбавлять RO-водой, затем, необязательно, высушивать любым традиционным способом, таким как распылительная сушка или сушка вымораживанием, для получения соевого белкового продукта, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6.25) на сухую основу. В качестве альтернативы, уровень pH, необязательно, разбавленного, промытого, нерастворимого в кислоте твёрдого материала можно доводить до величины примерно меньше 8,0, предпочтительно, от значения около 6,0 примерно до 8,0, более предпочтительно, от значения около 6,5 примерно до 7,5 любым традиционным способом, как например, путём добавления раствора гидроксида натрия, раствора гидроксида калия или раствора любой другой традиционной пищевой щёлочи и их сочетаний, перед необязательной сушкой. Вкусоароматические свойства продуктов, полученных из нерастворимого в кислоте твёрдого материала, в общем случае могут характеризоваться более сильными бобовыми оттенками по сравнению с продуктами, приготовленными путём переработки кислой фракции растворимого белка. Однако вкусоароматические свойства продуктов, полученных из нерастворимого в кислоте твёрдого материала, являются таковыми, что данные продукты подходят для использования в вариантах применения в качестве пищевых продуктов и напитков.
Стадию пастеризaции можно использовать в отношении, необязательно, разбавленного, нерастворимого в кислоте твёрдого материала или, необязательно, разбавленного, промытого, нерастворимого в кислоте твёрдого материала перед необязательной стадией сушки. Такую пастеризацию можно осуществлять в любых традиционных условиях пастеризации. Как правило, необязательно, разбавленный, нерастворимый в кислоте твёрдый материал или, необязательно, разбавленный, промытый, нерастворимый в кислоте твёрдый материал нагревают до температуры от значения около 55° примерно до 75°C в течение периода времени примерно от 15 секунд до периода около 60 минут. Затем пастеризованный, необязательно, разбавленный, нерастворимый в кислоте твёрдый материал или, необязательно, разбавленный, промытый, нерастворимый в кислоте твёрдый материал можно охлаждать, как например, до температуры от значения около 20° примерно до 35°C. Если, необязательно, разбавленный, нерастворимый в кислоте твёрдый материал или, необязательно, разбавленный, промытый, нерастворимый в кислоте твёрдый материал не пастеризуют перед регулированием уровня pH, пастеризацию можно проводить после регулирования уровня pH при использовании условий, описанных выше.
Обращаясь далее к фигуре 1, на которой показан способ 10 согласно одному из аспектов настоящего изобретения, можно видеть, что источник соевого белка подвергают начальной экстракционной обработке водой при уровне pH от значения около 6 примерно до 11, предпочтительно, от значения около 7,0 примерно до 8,5 на стадии 12. Затем раствор экстракта белка полностью или частично осветляют путём удаления остаточного источника соевого белка на стадии 14, при этом удаляемые твёрдые частицы собирают на стадии 16. После этого раствор 18 экстракта белка доводят по уровню pH до величины от значения около 1,5 примерно до 3,6, предпочтительно от значения около 2,0 примерно до 2,5 на стадии 20. Нерастворимый в кислоте материал удаляют центрифугированием на стадии 22, получая нерастворимый в кислоте твёрдый материал на стадии 24 и подкисленный раствор белка на стадии 26.
Извлечённый, нерастворимый в кислоте твёрдый материал, необязательно, можно промывать на стадии 28 водой, характеризующейся тем же уровнем pH, что и твёрдые частицы, а именно, от значения около 1,5 примерно до 3,6, предпочтительно, от значения около 2,0 примерно до 2,5; и, необязательно промытые твёрдые частицы 34, необязательно, можно доводить по уровню pH до величины примерно меньше 6,0 на стадии 46, затем высушивать на стадии 48 для получения на стадии 50 соевого белкового продукта, обозначенного S810PA, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6.25) на сухую основу.
В качестве альтернативы, необязательно промытые твёрдые частицы 34 доводят по уровню pH, как правило, до величины от значения около 6,0 примерно до 8,0, предпочтительно, от значения около 6,5 примерно до 7,5 на стадии 36 и высушивают на стадии 38 для получения на стадии 40 соевого белкового продукта, обозначенного S810PN, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6,25) на сухую основу.
Промывной фильтрат 30 центрифуги, поступающий с необязательной стадии 28 промывания, можно добавлять к подкисленному раствору 26 белка. Уровень pH раствора растворимого белка можно понижать в пределах диапазона от значения около 1,5 примерно до 3,6, предпочтительно, от значения около 2,0 примерно до 2,5 на стадии 60. Затем раствор растворимого белка подвергают необязательному концентрированию и/или необязательной диафильтрации на стадии 62. Ретентат 64, поступающий со стадии необязательного концентрирования и/или необязательной диафильтрации, необязательно, можно доводить по уровню pH до величины примерно меньше 6,0 на стадии 76, затем высушивать на стадии 78 для получения на стадии 80 соевого белкового продукта, обозначенного S810A, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6,25) на сухую основу. Предпочтительно, продукт S810A представляет собой изолят, имеющий содержание белка, по меньшей мере, около 90 масс. % (N x 6,25) на сухую основу. В качестве альтернативы, ретентат 64, поступающий со стадии необязательного концентрирования и/или необязательной диафильтрации, доводят по уровню pH, как правило, до величины от значения около 6,0 примерно до 8,0 на стадии 66, затем высушивают на стадии 68 для получения на стадии 70 соевого белкового продукта, обозначенного S810N, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6,25) на сухую основу. Предпочтительно, продукт S810N представляет собой изолят, имеющий содержание белка, по меньшей мере, около 90 масс. % (N x 6,25) на сухую основу.
Белковые продукты S810A и S810PA можно использовать сами по себе или можно объединять путём составления смеси в сухом состоянии на стадии 84. В качестве альтернативы, объединённый продукт 810A/810PA можно формировать путём смешивания необязательно промытого, нерастворимого в кислоте твёрдого материала, необязательно доведённого по уровню pH до величины примерно меньше 6,0 на стадии 46, с ретентатом стадии необязательного концентрирования/необязательной диафильтрации, необязательно доведённым по уровню pH до величины примерно меньше 6,0 на стадии 76, и высушивания смеси 86. Белковые продукты S810N и S810PN можно использовать сами по себе или можно объединять путём составления смеси в сухом состоянии на стадии 84. В качестве альтернативы, объединённый продукт S810N/S810PN можно формировать путём смешивания необязательно промытого, нерастворимого в кислоте твёрдого материала, доведённого по уровню pH до величины от значения около 6,0 примерно до 8,0, предпочтительно, от значения около 6,5 примерно до 7,5 на стадии 36, с ретентатом стадии необязательного концентрирования/необязательной диафильтрации, доведённым по уровню pH до величины от значения около 6,0 примерно до 8,0, предпочтительно, от значения около 6,5 примерно до 7,5 на стадии 66, и высушивания смеси на стадии 82.
Примеры
Пример 1
В данном примере описано приготовление соевых белковых продуктов согласно одному из вариантов осуществления способа настоящего изобретения.
Обезжиренные соевые хлопья массой «a» кг добавляли к воде, очищенной способом обратного осмоса, объёмом «b» л вместе с раствором NaOH (50% масс./масс.), достаточным для доведения уровня pH до заданного значения 8,5. Смесь перемешивали при температуре окружающей среды в течение 30 минут для получения водного раствора белка. Проверяли уровень pH и периодически доводили примерно до 8,5 на протяжении всего времени экстракции. Более грубые суспендированные твёрдые частицы удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги, добавляли «c» г противовспенивателя и затем удаляли более мелкие твёрдые частицы с использованием тарельчатой центрифуги для получения «d» л раствора белка, имеющего содержание белка «e» % масс. После этого уровень pH раствора белка понижали до заданного значения «f» путём добавления раствора HC1 (HC1 крепостью 22 BÉ, разбавленная равным объёмом воды) и раствор центрифугировали при использовании тарельчатой центрифуги для получения «g» л подкисленного раствора белка, характеризующегося уровнем pH, равным «h», а также «i» кг нерастворимого в кислоте твёрдого материала.
Подкисленный раствор белка, имеющий содержание белка «j» масс. %, нагревали, затем уменьшали в объёме от «k» л до «l» л путём концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой 100 000 Дальтон, работающей при температуре около «m» °C. Концентрированный раствор белка с содержанием белка «n» масс. % подвергали диафильтрации на той же мембране с использованием «o» л RO-воды при уровне pH, равном «p», при этом операцию диафильтрации проводили при температуре около «q»°C. Затем подвергнутый диафильтрации раствор белка, имеющий содержание белка «r» масс. %, дополнительно концентрировали до содержания белка «s» масс. %. Получали «t» подвергнутого диафильтрации и концентрированию раствора белка и отображали выход «u» % белка в форме раствора белка перед стадией подкисления. Подвергали распылительной сушке «v» кг подвергнутого диафильтрации и концентрированию раствора белка для получения продукта, как найдено, имеющего содержание белка «w» % (N x 6.25) на сухую основу. Данный продукт назвали «x» S810A. Количество «y» кг подвергнутого диафильтрации и концентрированию раствора белка доводили до уровня pH, равного «z», при использовании раствора «aa», содержащего NaOH/KOH, затем «ab» кг раствора с откорректированным уровнем pH разбавляли «ac» л воды и раствор, характеризующийся уровнем pH, равным «ad», подвергали распылительной сушке для получения продукта, как найдено, имеющего содержание белка «ae» % (N x 6.25) на сухую основу. Данный продукт назвали «x» S810N.
Нерастворимый в кислоте твёрдый материал, отобранный из тарельчатой центрифуги, имел содержание белка «af» масс. %. Часть указанных твёрдых веществ массой «ag» кг смешивали с «ah» л RO-воды при уровне pH, равном «ai», в течение 30 минут при температуре окружающей среды, затем снова прогоняли через тарельчатую центрифугу. Собирали «aj» кг промытого, нерастворимого в кислоте твёрдого материала, имеющего содержание белка «ak» масс. %, и он отображал выход «al» % белка в форме раствора белка перед стадией подкисления. Затем промытый, нерастворимый в кислоте твёрдый материал пастеризовали при температуре около «am» °C в течение «an» минут. Подвергали распылительной сушке «ao» кг нерастворимого в кислоте твёрдого материала «ap» для получения продукта, как найдено, имеющего содержание белка «aq» % (N x 6.25) на сухую основу. Данный продукт назвали «x» S810PA. Уровень pH «ar» кг нерастворимого в кислоте твёрдого материала «ap» повышали до значения «as» при использовании раствора NaOH/KOH и высушивали образец для получения продукта, как найдено, имеющего содержание белка «at»% (N x 6.25) на сухую основу. Данный продукт назвали «x» S810PN.
Параметры от «a» до «at» приведены по пунктам в следующей ниже таблице 1.
Таблица 1. Параметры для получения продуктов S810
| x | S024-C27-14A | S024-G08-14A | S024-G14-14A |
| a | 60 | 30 | 30 |
| b | 600 | 300 | 300 |
| c | 0 | 0 | 2 |
| d | 420 | 235 | 232 |
| e | 3,94 | 4,02 | 3,51 |
| f | 3 | 2,5 | 3 |
| g | 380 | 205 | 220 |
| h | 2,92 | 2,65 | 2,91 |
| i | 18,24 | 23,88 | 30,22 |
| j | 3,96 | 3,51 | 2,98 |
| k | 280 | 220 | 220 |
| l | 169 | 130 | 103 |
| m | 48 | 49 | 46 |
| n | 5,5 | 5,02 | 5,22 |
| o | 845 | 260 | 206 |
| p | 3 | 2,5 | 3 |
| q | 50 | 51 | 51 |
| r | 5,20 | 4,89 | 5,00 |
| s | 10,46 | 9,83 | 9,96 |
| t | |||
| u | 54,4 | 65,8 | 51,4 |
| v | 44,1 | 31,82 | 21,0 |
| w | 96,83 | 92,02 | 92,43 |
| y | 29,1 | 31,56 | 21,0 |
| z | уровень pH около 7,3 | уровень pH около 7,4 | уровень pH 7,27 |
| aa | 3:1 | 1:1 | 1:1 |
| ab | 15,6 | 32,4 | 21,5 |
| ac | 15,4 | 12 | 10 |
| ad | не определяли | 7,41 | 7,49 |
| ae | 93,67 | 88,15 | 88,64 |
| af | 8,75 | 5,44 | 6,43 |
| ag | не регистрировали | 23,88 | 30,22 |
| ah | не регистрировали | 47,76 | 60,44 |
| ai | около 3 | 2,5 | 3 |
| aj | 2,6 | 9,68 | 9,76 |
| ak | 6,69 | 2,72 | 5,42 |
| al | 1,0 | 2,8 | 6,5 |
| am | не применимо | около 67°С | около 66°С |
| an | не применимо | около 10 минут | около 11 минут |
| ao | не применимо | не применимо | 9,76 |
| ap | промытый | промытый и пастеризованный | промытый и пастеризованный |
| aq | не применимо | не применимо | 81,46 |
| ar | не применимо | 9,58 | не применимо |
| as | не применимо | около 7,3 | не применимо |
| at | не применимо | 69,65 | не применимо |
Пример 2
В данном примере описано приготовление соевых белковых продуктов согласно одному из вариантов осуществления способа настоящего изобретения.
Обезжиренные соевые хлопья массой «a» кг добавляли к воде, очищенной способом обратного осмоса (RO), объёмом «b» л и доводили уровень pH до заданного значения 7,5 раствором NaOH (50% масс./масс.) и раствором HC1, в соответствии с необходимостью. Смесь перемешивали при температуре около 60°C в течение 30 минут для получения водного раствора белка. Проверяли уровень pH и периодически доводили примерно до 7,5 на протяжении всего времени экстракции. Более грубые суспендированные твёрдые частицы удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги для получения частично осветлённого раствора белка, имеющего содержание белка «c» масс. %, который затем охлаждали примерно до 20°C. После этого уровень pH частично осветлённого раствора белка понижали до заданного значения pH, равного 2,0, путём добавления раствора HC1 (HC1 крепостью 22 BÉ, разбавленная равным объёмом воды) и раствор центрифугировали при использовании тарельчатой центрифуги для получения «d» л подкисленного раствора белка, характеризующегося уровнем pH, равным «e», а также «f» кг нерастворимого в кислоте твёрдого материала.
Смешивали «f» кг нерастворимого в кислоте твёрдого материала с «g» л RO-воды при уровне pH 2 и затем образец центрифугировали с использованием тарельчатой центрифуги для получения «h» л подкисленного промывного раствора, характеризующегося уровнем pH, равным «i», а также «j» кг промытого, нерастворимого в кислоте твёрдого материала.
Объединяли «k» л подкисленного раствора белка с «l» л подкисленного промывного раствора с целью получения раствора для подачи на мембрану. Раствор для подачи на мембрану, имеющий содержание белка «m» масс. %, нагревали, затем уменьшали в объёме от «n» л до «o» л путём концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой 100 000 Дальтон, работающей при температуре около «p» °C. Концентрированный раствор белка с содержанием белка «q» масс. % подвергали диафильтрации на той же мембране с использованием «r» л RO-воды при уровне pH около «s», при этом операцию диафильтрации проводили при температуре около «t»°C. Затем подвергнутый диафильтрации раствор белка, имеющий содержание белка «u» масс. %, дополнительно концентрировали до содержания белка «v» масс. %. Получали «w» подвергнутого диафильтрации и концентрированию раствора белка и отображали выход «x» % белка в форме частично осветлённого раствора белка. Разбавляли «y» подвергнутого диафильтрации и концентрированию раствора белка «z» л воды, и раствор, характеризующийся уровнем pH, равным «aa», подвергали распылительной сушке для получения продукта, как найдено, имеющего содержание белка «ab»% (N x 6.25) на сухую основу. Данный продукт назвали «ac» S810A. Количество «ad» подвергнутого диафильтрации и концентрированию раствора белка доводили до уровня pH, равного «ae», при использовании раствора NaOH/KOH. Подвергнутый диафильтрации и концентрированию раствор с откорректированным уровнем pH разбавляли «af» л воды, и раствор, характеризующийся уровнем pH, равным «ag», подвергали распылительной сушке для получения продукта, как найдено, имеющего содержание белка «ah»% (N x 6.25) на сухую основу. Данный продукт назвали «ac» S810N.
Разбавляли «j» кг промытого, нерастворимого в кислоте твёрдого материала «ai» кг воды, а затем пастеризовали при температуре около «aj» °C в течение «ak» секунд. Собранный нерастворимый в кислоте твёрдый материал «al» имел содержание белка «am» масс. % и отображал выход «an» % белка в форме частично осветлённого раствора белка. Уровень pH нерастворимого в кислоте твёрдого материала «al» повышали до значения «ao» при использовании раствора NaOH/KOH и подвергали образец распылительной сушке для получения продукта, как найдено, имеющего содержание белка «ap»% (N x 6.25) на сухую основу. Данный продукт назвали «ac» S810PN.
Параметры от «a» до «ap» приведены по пунктам в следующей ниже таблице 2.
Таблица 2. Параметры для получения продуктов S810
| ac | S024-A15-15A | S024-D13-15A |
| a | 60 | 60 |
| b | 600 | 600 |
| c | 4,14 | 4,16 |
| d | 440 | 486 |
| e | 2,15 | 2,19 |
| f | 67,44 | 36,20 |
| g | 134,88 | 72,40 |
| h | 179 | 92 |
| i | 1,99 | 1,98 |
| j | 19,86 | 24,82 |
| k | 440 | не применимо |
| l | 179 | не применимо |
| m | 2,91 | не применимо |
| n | 612 | не применимо |
| o | 340 | не применимо |
| p | 49 | не применимо |
| q | 4,88 | не применимо |
| r | 1360 | не применимо |
| s | не регистрировали | не применимо |
| t | 51 | не применимо |
| u | 4,81 | не применимо |
| v | 8,42 | не применимо |
| w | не применимо | |
| x | 65,8 | не применимо |
| y | не применимо | |
| z | 12,5 | не применимо |
| aa | не определяли | не применимо |
| ab | 95,71 | не применимо |
| ad | не применимо | |
| ae | около 7,3 | не применимо |
| af | 12,5 | не применимо |
| ag | 7,24 | не применимо |
| ah | 92,10 | не применимо |
| ai | не применимо | 10,20 |
| aj | не применимо | 71 |
| ak | не применимо | 16 |
| al | промытый | промытый и пастеризованный |
| am | 5,59 | 4,22 |
| an | 5,1 | 7,9 |
| ao | не применимо | 7,43 |
| ap | не применимо | 62,10 |
Пример 3
Данный пример иллюстрирует процедуру для воплощения дополнительного варианта осуществления настоящего изобретения.
Обезжиренные соевые хлопья массой «a» кг добавляли к воде, очищенной способом обратного осмоса (RO), объёмом «b» л вместе с раствором NaOH, достаточным для доведения уровня pH до заданного значения 7,5. Смесь перемешивали при температуре около 60°C в течение 15 минут для получения водного раствора белка. Проверяли уровень pH и периодически доводили примерно до 7,5 на протяжении всего времени экстракции.
Более грубые суспендированные твёрдые частицы удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги. Образующийся, частично осветлённый раствор, имеющий содержание белка «c» масс. %, разбавляли «d» л RO-воды, а затем охлаждали приблизительно до 20 °C. После этого уровень pH раствора белка понижали до заданного значения pH, равного 2,0, путём добавления раствора HC1 (крепость 22 BÉ) и раствор центрифугировали при использовании тарельчатой центрифуги для получения «e» л подкисленного раствора белка, характеризующегося уровнем pH, равным «f» .
Подкисленный раствор белка, имеющий содержание белка «g» масс. %, нагревали, затем уменьшали в объёме от «h» л примерно до «i» л путём концентрирования на полиэфирсульфоновой (PES) мембране, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой 100 000 Дальтон, работающей при температуре приблизительно «j»°C. Одновременно со стадией концентрирования, подкисленный раствор белка подвергали диафильтрации с использованием «k» л воды, очищенной способом обратного осмоса. Эффективность диафильтрации рассчитывали в различные моменты времени на протяжении всей стадии диафильтрации и концентрирования. Подвергнутый концентрированию и диафильтрации раствор белка собирали порциями, при этом каждая из них имела концентрацию белка около «l» масс. %. В своей совокупности подвергнутый диафильтрации и концентрированию раствор белка отображал выход белка в форме частично осветлённого раствора экстракта, равный «m» %.
Аликвоту подвергнутого диафильтрации и концентрированию раствора белка массой «n» кг, обработанного при эффективности диафильтрации приблизительно «o» X, разбавляли «p» л RO-воды и подвергали распылительной сушке для получения продукта, имеющего содержание белка «q» % (N x 6.25) на сухую основу. Данный продукт назвали «r» «s».
Вторую аликвоту подвергнутого диафильтрации и концентрированию раствора белка массой «t» кг, обработанного при эффективности диафильтрации приблизительно «u» X, разбавляли «v» л обратноосмотической воды и подвергали распылительной сушке для получения продукта, имеющего содержание белка «w» % (N x 6.25) на сухую основу. Данный продукт назвали «r» «x».
Таблица 3. Параметры для получения продуктов S810
| r | S024-B26-15A | S024-C02-15A |
| a | 503,44 | 501,42 |
| b | 5000 | 5000 |
| c | 3,78 | 3,77 |
| d | 3208 | 3130 |
| e | 7651 | 7394 |
| f | 2,10 | 2,14 |
| g | 2,05 | 1,98 |
| h | 7321,4 | около 7326 |
| i | 897 | 1244 |
| j | 48 | 49 |
| k | 37844,3 | 15792 |
| l | 8,8-10,4 | 8,4-10,4 |
| m | 53,0 | не доступно |
| n | 57,52 | 35,62 |
| o | 6,2 | 3,8 |
| p | 6,5 | 6 |
| q | 96,88 | 94,96 |
| s | S810A | S810A-01 |
| t | не применимо | 15,84 |
| u | не применимо | 3,1 |
| v | не применимо | 3 |
| w | не применимо | 96,05 |
| x | не применимо | S810A-02 |
Пример 4
В данном примере описано получение соевых белковых продуктов согласно способам вышеупомянутых патентов США № 8563071 и № 8691318, а также заявки на патент США № 13/879418, поданной 1 августа 2013 г. (публикация патента США № 2013- 0316069, опубликованная 28 ноября 2013 г.) ("S701").
Материал «b» массой «a» кг объединяли с «c» л раствора CaCl2 концентрации «d»M при температуре «e» и перемешивали в течение «f» минут для получения водного раствора белка. Удаляли основной объём остаточных твёрдых веществ и частично осветляли образующийся раствор белка при помощи центрифугирования с использованием декантерной центрифуги. К указанному фильтрату центрифуги добавляли «g» г противовспенивателя, а затем образец дополнительно осветляли при помощи центрифугирования с использованием тарельчатой центрифуги для получения «h» л фильтрата центрифуги, имеющего содержание белка «i» % масс. Образец дополнительно осветляли при помощи фильтрования для получения «j» л раствора белка, имеющего содержание белка «k» % масс.
Затем «l» л осветлённого раствора белка добавляли к «m» л воды, очищенной способом обратного осмоса, и понижали уровень pH образца до значения «n» разбавленной HC1.
Разбавленный и подкисленный раствор экстракта белка уменьшали в объёме от «o» л до «p» л путём концентрирования на полиэфирсульфоновой (PES) мембране, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой «q» Дальтон, работающей при температуре около «r» °C. Подкисленный раствор белка с содержанием белка «s» масс. % подвергали диафильтрации с использованием «t» л воды, очищенной способом обратного осмоса, при этом операцию диафильтрации проводили при температуре около «u» °C. Затем образующийся, подвергнутый диафильтрации раствор белка подвергали обработке «v». Подвергнутый концентрированию и диафильтрации раствор белка, имеющий содержание белка «w» % масс., отображал выход, равный «x» масс. % от первоначального осветлённого раствора белка, «y» кг подвергнутого концентрированию и диафильтрации раствора белка разбавляли «z» л воды, затем «aa» кг образца высушивали для получения продукта, как найдено, имеющего содержание белка «ab»% (N x 6.25) на сухую основу. Продукту было дано название «ac» S701.
Параметры от «a до «ac» для пяти режимов пробега изложены в следующей ниже таблице 4.
Таблица 4. Параметры режимов пробега для получения продукта S701
| ac | S005-K18-08A | S005-K24-08A | S005-L08-08A | S024-J07-13A | S024-K21-13A |
| a | 60 | 60 | 20 | 60 | 100 |
| b | обезжиренная, подвергнутая минимальной тепловой обработке соевая мука |
обезжиренная, подвергнутая минимальной тепловой обработке соевая мука |
обезжиренная, подвергнутая минимальной тепловой обработке соевая мука |
обезжиренные белые соевые хлопья | обезжиренные белые соевые хлопья |
| c | 600 | 600 | 200 | 600 | 1000 |
| d | 0,15 | 0,15 | 0,15 | 0,09 | 0,09 |
| e | температура окружающей среды | температура окружающей среды | температура окружающей среды | 60°С | 60°С |
| f | 60 | 60 | 60 | 30 | 30 |
| g | не применимо | не применимо | не применимо | не применимо | 2 |
| h | 463 | 448 | 167 | 439 | 752 |
| i | 3,59 | 3,15 | 3,16 | 2,73 | 3,26 |
| j | 410 | 360 | 170 | не применимо | не применимо |
| k | 2,63 | 2,53 | 2,03 | не применимо | не применимо |
| l | 410 | 360 | 170 | 439 | 752 |
| m | 410 | 360 | 170 | 286 | 478 |
| n | 3,07 | 3,07 | 3,06 | 3,23 | 3,09 |
| o | 820 | 720 | 340 | 717 | 1215 |
| p | 70 | 81 | 49 | 217 | 374 |
| q | 10 000 | 10 000 | 10 000 | 100 000 | 100 000 |
| r | 29 | 28 | 26 | 51 | 49 |
| s | 11,21 | 10,94 | 6,64 | 4,92 | 5,68 |
| t | 350 | 405 | 250 | 326 | 1122 |
| u | 29 | 29 | 26 | 49 | 50 |
| v | не применимо | дополнительно концентрирован | дополнительно концентрирован | дополнительно концентрирован | дополнительно концентрирован |
| w | 13,34 | 13,52 | недоступно | 11,68 | 10,51 |
| x | 89,6 | 91,1 | недоступно | 78,0 | недоступно |
| y | |||||
| z | не применимо | не применимо | не применимо | ||
| aa | не регистрировали | ||||
| ab | 102,71 | 103,19 | 105,54 | 99,14 | 102,77 |
Пример 5
В данном примере описано получение соевых белковых продуктов согласно способам вышеупомянутой заявки на патент США № 13/924860, поданной 24 июня 2013 г. (публикация патента США № 2014-0010940, опубликованная 9 января 2014 г.) ("S701N2").
Объединяли «a» кг обезжиренных белых соевых хлопьев с «b» л раствора CaC12 концентрации «c» M при температуре около 60°C и перемешивали в течение 30 минут для получения водного раствора белка. Удаляли основной объём остаточных соевых хлопьев и образующийся раствор белка частично осветляли при помощи центрифугирования с использованием декантерной центрифуги для получения «d» л фильтрата центрифуги, имеющего содержание белка «e» % масс. К указанному фильтрату центрифуги добавляли «f» г противовспенивателя, смешивали с «g» л воды, а затем образец дополнительно осветляли при помощи центрифугирования с использованием тарельчатой центрифуги для получения «h» л фильтрата центрифуги, имеющего содержание белка «i» % масс.
Затем указанный фильтрат центрифуги добавляли к «j» л воды, очищенной способом обратного осмоса, при 50°C и понижали уровень pH образца до значения «k» посредством HC1, разбавленной водой в отношении 1:1.
Разбавленный и подкисленный раствор экстракта белка уменьшали в объёме от «l» л до «m» л путём концентрирования на полиэфирсульфоновой (PES) мембране, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой 100 000 Дальтон, работающей при температуре около «n»°C. Подкисленный раствор белка, с содержанием белка «o» масс. %, подвергали диафильтрации с использованием «p» л воды, очищенной способом обратного осмоса, при этом операцию диафильтрации проводили при температуре около «q» °C. Образующийся, подвергнутый диафильтрации раствор белка дополнительно концентрировали для получения раствора с содержанием белка «r» % масс., а затем разбавляли водой до содержания белка «s» % масс. После этого «t» л раствора белка дополнительно разбавляли «u» л воды. Далее уровень pH раствора белка доводили примерно до значения «v» раствором «w», затем раствором «x». Количество «y» раствора с откорректированным уровнем pH, характеризующегося уровнем pH, равным «z», содержанием белка «aa» масс. % и отображающего выход фильтрата, образующегося после тарельчатой центрифуги, равный «ab» масс. %, подвергали распылительной сушке для получения продукта, как найдено, имеющего содержание белка «ac» масс. % (N x 6.25) на сухую основу. Продукту было дано название «ad».
Значения параметров от «a» до «ad» для четырёх режимов пробега представлены в следующей ниже таблице 5.
Таблица 5. Параметры режимов пробега для получения продукта S701N2
| ad | S110729AS-A30-12A S701N2-01 | S024-J31-13A S701N2 |
S024-K13-13A S701N2 | S024-K25-13A S701N2 |
| a | 30 | 100 | 76 | 80 |
| b | 300 | 1 000 | 760 | 800 |
| c | 0,1 | 0,09 | 0,09 | 0,10 |
| d | 334,9 | не регистрировали | не регистрировали | не регистрировали |
| e | 3,13 | 2,99 | 2,81 | 3,09 |
| f | 6,7 | 3 | 2 | 2 |
| g | 93,3 | не применимо | не применимо | не применимо |
| h | 230 | 784 | 590 | 591 |
| i | 2,86 | 2,90 | 2,72 | 2,95 |
| j | 175 | 510 | 365 | 371 |
| k | 3,43 | 2,92 | 3,14 | 3,21 |
| l | 372 | 1280 | 945 | 962 |
| m | 103 | 380 | 260 | 275 |
| n | 47 | 51 | 52 | 50 |
| o | 5,10 | 5,26 | 5,78 | 5,65 |
| p | 515 | 570 | 780 | 825 |
| q | 50 | 51 | 51 | 51 |
| r | 12,24 | 10,75 | 11,87 | 11,00 |
| s | 6,45 | не применимо | не применимо | не применимо |
| t | 38 | не применимо | не применимо | не применимо |
| u | 38 | не применимо | не применимо | не применимо |
| v | 7,35 | 7 | 7,3 | 7,3 |
| w | NaOH | NaOH/KOH | NaOH/KOH | NaOH/KOH |
| x | не применимо | разбавлено водой | разбавлено водой | разбавлено водой, а затем уровень pH доведён примерно до 7,3 |
| y | ||||
| z | 7,35 | 6,98 | 7,54 | 7,40 |
| aa | 3,14 | 3,56 | 5,50 | 4,98 |
| ab | 33,4 | 8,0 | 30,8 | 19,7 |
| ac | 101,01 | 95,51 | 97,38 | 98,39 |
Пример 6
Данный пример иллюстрирует растворимость белка соевых белковых продуктов, приготовленных без использования соли согласно настоящему изобретению, как описано в примерах 1–3; соевых белковых продуктов, приготовленных с использованием соли кальция, как описано в примерах 4 и 5, и производимых промышленностью изолятов соевого белка Pro Fam 825 и 875 (фирма ADM, Декейтер, Иллинойс). Растворимость испытывали в соответствии с модифицированным вариантом процедуры, опубликованной в работе Morr et al., J. Food Sci., 50: 1715-1718.
Порошок белка, достаточный для привнесения 0,5 г белка, взвешивали в химическом стакане, а затем добавляли небольшое количество воды, очищенной способом обратного осмоса (RO), и перемешивали смесь до тех пор, пока не образовывалась однородная масса. После этого добавляли дополнительное количество воды для доведения объёма приблизительно до 45 мл. Затем содержимое стакана медленно перемешивали в течение 60 минут при использовании магнитной мешалки. Уровень pH определяли сразу после диспергирования белка и доводили до соответствующего уровня (2, 3, 4, 5, 6 или 7) разбавленными NaOH или HCl. Измеряли уровень pH и периодически корректировали в течение 60 минут перемешивания. После 60 минут перемешивания образцы доводили до общего объёма 50 мл при помощи RO-воды, получая дисперсию белка с концентрацией 1% масс./об. Содержание белка в дисперсиях определяли методом сжигания с использованием анализатора Leco Nitrogen Determinator. Затем аликвоты дисперсий центрифугировали при 7800 g в течение 10 минут, что приводило к седиментации нерастворимого материала и образованию надосадочной жидкости. Содержание белка в надосадочной жидкости определяли с использованием анализатора Leco, а растворимость продукта вычисляли следующим образом:
Растворимость (%) = (% белка в надосадочной жидкости/% белка в исходной дисперсии) x 100
Величины, вычисленные превышающими 100%, приведены как 100%.
Растворимость белка разных продуктов при различных значениях pH показана в таблице 6.
Таблица 6. Растворимость соевых белковых продуктов при различных значениях pH
| Образец | Растворимость (%) | |||||
| pH 2 | pH 3 | pH 4 | pH 5 | pH 6 | pH 7 | |
| S024-G14-14A S810N | 58,5 | 59,6 | 29,8 | 21,6 | 45,7 | 46,8 |
| S024-A15-15A S810N | 60,6 | 43,1 | 14,7 | 11,1 | 42,4 | 54,7 |
| S024-G14-14A S810A | 59,3 | 69,5 | 20,0 | 22,3 | 42,3 | 71,2 |
| S024-A15-15A S810A | 51,9 | 52,9 | 4,6 | 0,0 | 12,5 | 63,0 |
| S024-B26-15A S810A | 93,9 | 92,5 | 13,6 | 14,0 | 35,6 | 96,1 |
| S024-G08-14A S810PN | 29,1 | 26,9 | 22,9 | 21,5 | 28,2 | 32,7 |
| S024-D13-15A S810PN | 19,4 | 10,1 | 7,0 | 7,8 | 22,1 | 22,3 |
| S024-G14-14A S810PA | 25,2 | 27,5 | 12,4 | 13,0 | 15,0 | 33,3 |
| S005-K18-08A S701 | 97,1 | 99,1 | 100 | 1,0 | 26,2 | 94,4 |
| S005-K24-08A S701 | 97,8 | 99,0 | 95,2 | 15,2 | 27,6 | 100 |
| S005-L08-08A S701 | 100 | 100 | 100 | 4,2 | 28,6 | 100 |
| S110729AS-A30-12A S701N2 | 100 | 100 | 100 | 13,7 | 9,9 | 75,9 |
| Pro Fam 825 | 66,0 | 52,7 | 44,2 | 36,3 | 58,6 | 66,4 |
| Pro Fam 875 | 59,6 | 42,9 | 29,6 | 33,0 | 57,4 | 63,5 |
Как можно видеть из результатов, представленных в таблице 6, все продукты настоящего изобретения обладали ограниченной растворимостью в диапазоне pH 4-5. Продукты, полученные из подкисленного раствора белка, были растворимы в большей степени, чем продукты, полученные из нерастворимого в кислоте материала твёрдых частиц, при уровне pH 2-3 и pH 7.
Пример 7
Данный пример иллюстрирует молекулярно-массовый состав соевых белковых продуктов, приготовленных без использования соли согласно настоящему изобретению, как описано в примерах 1–3; соевых белковых продуктов, приготовленных с использованием соли кальция, как описано в примерах 4 и 5, и производимых промышленностью изолятов соевого белка Pro Fam 825 и 875 (фирма ADM, Декейтер, Иллинойс).
Молекулярно-массовые составы определяли методом эксклюзионной хроматографии с использованием ВЭЖХ-системы Varian ProStar, оснащённой серийной колонкой 300 x 7,8 мм Phenomenex BioSep S-2000. Колонка заключала в себе жёсткий иммобилизующий носитель на основе гидрофильного связанного диоксида кремния с диаметром частиц 5 микрон, размером пор 145 Ангстрем.
Перед проведением анализа образцов соевого белка строили стандартную кривую с использованием белкового стандарта Biorad (Biorad product #151-1901), содержащего белки с известными молекулярными массами от 17 000 Дальтон (миоглобулин) до 670 000 Дальтон (тироглобулин), при этом витамин B12 добавлен в качестве метки с низкой молекулярной массой, равной 1 350 Дальтон. Приготовляли раствор белкового стандарта в воде с концентрацией 0,9 % масс./об., фильтровали при помощи фильтровального диска с размером пор 0,45 мкм, затем на колонке прогоняли 50 аликвот с использованием подвижной фазы 0,05M фосфат/0,15M NaCl, содержащей 0,02% азида натрия, при уровне pH 6. Скорость потока подвижной фазы составляла 1 мл/мин, и компоненты определяли на основе поглощения при 280 нм. На основании времён удерживания указанных молекул с известной молекулярной массой выведено уравнение регрессии, связывающее натуральный log молекулярной массы с временем удерживания в минутах.
Время удерживания (мин) = -0,955 x ln (молекулярная масса) + 18,502 (r2=0,999)
В ходе анализа образцов соевого белка использовали 0,05M раствор NaCl с уровнем pH 3,5, содержащий 0,02% азида натрия, в качестве подвижной фазы, а также для растворения сухих образцов. Образцы белка смешивали с раствором подвижной фазы в концентрации 1% масс./об., помещали на шейкер, по меньшей мере, на 1 час, затем фильтровали при использовании фильтровальных дисков с размером пор 0,45 мкм. Объём вводимой пробы составлял 50 мкл. Скорость потока подвижной фазы составляла 1 мл/мин, и компоненты определяли на основе поглощения при 280 нм.
Приведённое выше уравнение регрессии, связывающее молекулярную массу и время удерживания, использовали для расчёта времён удерживания, которые соответствовали молекулярным массам 100 000 Да, 15 000 Да, 5 000 Да и 1 000 Да. ВЭЖХ-систему ProStar использовали для расчёта площадей пиков, находящихся в пределах указанных диапазонов времён удерживания, и вычисляли процентное содержание белка ((площадь пиков диапазона/общая площадь пиков белков) x 100), попадающего в данный диапазон молекулярных масс. Отметим, что в данные не вносили поправку при помощи фактора отклика белка.
Молекулярно-массовые составы продуктов, приготовленных, как описано в примерах 1-5, и производимых промышленностью продуктов показаны в таблице 7.
Таблица 7. Состав белков различных продуктов по данным ВЭЖХ
| Продукт | % > 100 000 Да | % 15 000 – 100 000 Да | % 5 000 – 15 000 Да |
% 1 000 – 5 000 Да |
| S024-C27-14A S810N | 36,9 | 41,7 | 10,8 | 10,6 |
| S024-G08-14A S810N | 35,2 | 46,6 | 9,3 | 8,9 |
| S024-G14-14A S810N | 34,9 | 39,0 | 10,1 | 16,0 |
| S024-A15-15A S810N | 32,8 | 39,6 | 15,8 | 11,7 |
| S024-C27-14A S810A | 79,8 | 13,9 | 4,3 | 2,0 |
| S024-G08-14A S810A | 63,2 | 23,8 | 8,2 | 4,8 |
| S024-G14-14A S810A | 74,1 | 17,7 | 4,9 | 3,4 |
| S024-A15-15A S810A | 27,4 | 44,1 | 17,9 | 10,6 |
| S024-B26-15A S810A | 56,9 | 24,5 | 12,2 | 6,4 |
| S024-C02-15A S810A-01 | 61,0 | 21,3 | 10,8 | 6,9 |
| S024-G08-14A S810PN | 16,3 | 36,5 | 14,4 | 32,7 |
| S024-D13-15A S810PN | 10,0 | 15,3 | 7,7 | 67,0 |
| S024-G14-14A S810PA | 28,6 | 27,6 | 16,0 | 27,8 |
| S005-K18-08A S701 | 74,5 | 16,5 | 5,2 | 3,9 |
| S005-K24-08A S701 | 68,9 | 18,1 | 6,9 | 6,2 |
| S024-J07-13A S701 | 88,1 | 9,1 | 0,4 | 2,4 |
| S024-K21-13A S701 | 92,0 | 6,4 | 0,8 | 0,8 |
| S110729AS-A30-12A S701N2-01 | 36,5 | 40,9 | 9,8 | 12,7 |
| S024-J31-13A S701N2 | 27,7 | 33,8 | 10,4 | 28,0 |
| S024-K13-13A S701N2 | 36,4 | 39,3 | 10,2 | 14,1 |
| S024-K25-13A S701N2 | 40,0 | 39,0 | 7,0 | 14,1 |
| Pro Fam 825 | 3,2 | 30,2 | 32,5 | 34,1 |
| Pro Fam 875 | 0,5 | 19,6 | 33,7 | 46,2 |
Как можно видеть из результатов, показанных в таблице 7, продукты настоящего изобретения обладали молекулярно-массовыми составами, которые отличались от соответствующих характеристик испытанных промышленных продуктов.
Пример 8
Данный пример заключает в себе оценку содержания фитиновой кислоты в соевых белковых продуктах, приготовленных без использования соли согласно настоящему изобретению, как описано в примерах 1–3; соевых белковых продуктах, приготовленных с использованием соли кальция, как описано в примерах 4 и 5, и промышленных изолятах соевого белка Pro Fam 825 и 875 (фирма ADM, Декейтер, Иллинойс). Содержание фитиновой кислоты определяли при использовании метода Латта и Эскина (J. Agric. Food Chem., 28: 1313-1315).
Полученные результаты изложены в следующей ниже таблице 8.
Таблица 8. Содержание фитиновой кислоты в различных продуктах
| Образец | % фитиновой кислоты |
| S024-C27-14A S810N | 2,67 |
| S024-G08-14A S810N | 2,88 |
| S024-G14-14A S810N | 2,64 |
| S024-A15-15A S810N | 3,35 |
| S024-C27-14A S810A | 3,06 |
| S024-G08-14A S810A | 3,15 |
| S024-G14-14A S810A | 3,05 |
| S024-A15-15A S810A | 3,21 |
| S024-B26-15A S810A | 4,20 |
| S024-C02-15A S810A-01 | 4,27 |
| S024-C02-15A S810A-02 | 4,19 |
| S024-G08-14A S810PN | 2,74 |
| S024-D13-15A S810PN | 2,19 |
| S024-G14-14A S810PA | 3,20 |
| SO05-K18-08A S701 | 0,00 |
| SO05-K24-08A S701 | 0,02 |
| S005-L08-08A S701 | 0,00 |
| S024-K21-13A S701 | 0,00 |
| SI 10729 AS-A30-12A S701N2-01 | 0,29 |
| S024-J31-13A S701N2 | 0,00 |
| S024-K13-13A S701N2 | 0,08 |
| S024-K25-13A S701N2 | 0,00 |
| Pro Fam 825 | 1,86 |
| Pro Fam 875 | 1,64 |
Как можно видеть из результатов, представленных в таблице 8, содержание фитиновой кислоты во всех продуктах настоящего изобретения было заметно выше содержания фитиновой кислоты в продуктах, приготовленных с использованием соли кальция, а также выше содержания фитиновой кислоты в промышленных продуктах.
Пример 9
Данный пример заключает в себе оценку цвета раствора и степени помутнения растворов соевых белковых продуктов, приготовленных без использования соли согласно настоящему изобретению, как описано в примерах 1 – 3; соевых белковых продуктов, приготовленных с использованием соли кальция, как описано в примерах 4 и 5, и промышленных изолятов соевого белка Pro Fam 825 и 875 (фирма ADM, Декейтер, Иллинойс). Растворы белковых продуктов приготовляли путём растворения порошка белка, достаточного для привнесения 0,48 г белка, в 15 мл RO-воды. Уровень pH растворов измеряли pH-метром, а цвет и степень помутнения оценивали с использованием прибора HunterLab ColorQuest XE, работающего в режиме просвечивания. Результаты показаны в следующей ниже таблице 9.
Таблица 9. Показатели цвета и помутнения для образцов в форме раствора
| Продукт | pH | L* | a* | b* | % помутнения |
| S024-C27-14A S810N | 6,79 | 63,25 | 2,57 | 23,67 | 98,3 |
| S024-G08-14A S810N | 6,96 | 64,67 | 1,04 | 21,66 | 97,2 |
| S024-G14-14A S810N | 6,64 | 67,00 | 2,84 | 24,04 | 96,6 |
| S024-A15-15A S810N | 6,38 | 68,18 | 3,37 | 22,54 | 95,4 |
| S024-C27-14A S810A | 3,19 | 67,86 | 3,36 | 23,74 | 91,9 |
| S024-G08-14A S810A | 2,70 | 76,97 | 2,68 | 24,51 | 76,4 |
| S024-G14-14A S810A | 2,88 | 73,62 | 2,97 | 23,98 | 77,6 |
| S024-A15-15A S810A | 2,84 | 71,92 | 3,44 | 21,36 | 95,0 |
| S024-B26-15A S810A | 3,03 | 75,73 | 2,74 | 24,64 | 93,5 |
| S024-C02-15A S810A-01 | 3,03 | 79,45 | 2,37 | 25,42 | 90,7 |
| S024-C02-15A S810A-02 | 2,94 | 81,56 | 1,96 | 24,80 | 88,8 |
| S024-G08-14A S810PN | 7,25 | 49,79 | 1,93 | 32,67 | 98,6 |
| S024-D13-15A S810PN | 7,44 | 33,34 | 13,97 | 40,96 | 97,4 |
| S024-G14-14A S810PA | 3,20 | 52,40 | 1,81 | 29,67 | 96,6 |
| S024-J07-13A S701 | 3,70 | 96,16 | -0,64 | 8,35 | 9,5 |
| S024-K21-13A S701 | 3,20 | 97,95 | -0,74 | 6,40 | 6,0 |
| S110729AS-A30-12A S701N2-01 | 7,32 | 93,38 | -0,11 | 12,79 | 40,4 |
| S024-K13-13A S701N2 | 7,47 | 72,36 | 0,41 | 18,33 | 98,5 |
| S024-K25-13A S701N2 | 7,16 | 64,15 | 1,16 | 16,82 | 98,0 |
| Pro Fam 825 | 6,80 | 41,98 | 3,19 | 25,42 | 97,4 |
| Pro Fam 875 | 7,12 | 46,10 | 3,99 | 27,56 | 97,5 |
Как можно видеть из результатов в таблице 9, значения L*, определённые для растворов продуктов, полученных из подкисленного раствора белка настоящего изобретения, указывали на более светлые растворы, чем растворы промышленных изолятов соевого белка.
Пример 10
Данный пример заключает в себе оценку водосвязывающей способности соевых белковых продуктов, приготовленных согласно настоящему изобретению без использования соли, как описано в примерах 1–3, и промышленных изолятов соевого белка Pro Fam 825 и 875 (фирма ADM, Декейтер, Иллинойс).
Водосвязывающую способность продуктов определяли в соответствии со следующей процедурой. Порошок белка (1 г) взвешивали в центрифужных пробирках (50 мл) известной массы. К данному порошку при естественном уровне pH добавляли приблизительно 20 мл воды, очищенной способом обратного осмоса (RO). Содержимое пробирок смешивали при использовании вихревой мешалки при умеренной скорости в течение 1 минуты. Образцы выдерживали в термостате при комнатной температуре в течение 4 минут, затем перемешивали при помощи вихревой мешалки в течение 30 секунд. За этим следовало выдерживание в термостате при комнатной температуре в течение 4,5 минут, затем ещё 30 секунд перемешивания вихревой мешалкой. После этого образцы подвергали центрифугированию при 1000 g в течение 15 минут при 20°C. После центрифугирования надосадочную жидкость осторожно удаляли, обеспечивая, чтобы весь твёрдый материал оставался в пробирке. Затем центрифужную пробирку снова взвешивали и определяли массу насыщенного водой образца.
Водосвязывающую способность (WBC) вычисляли в виде:
WBC (мл/г) = (масса насыщенного водой образца - масса исходного образца)/(масса исходного образца x общее содержание твёрдых веществ в образце)
Результаты показаны в таблице 10.
Таблица 10. Водосвязывающая способность белковых продуктов
| Продукт | WBC (мл/г) |
| S024-G14-14A S810N | 5,37 |
| S024-A15-15A S810N | 7,47 |
| S024-G14-14A S810A | 5,60 |
| S024-A15-15A S810A | 8,63 |
| S024-B26-15A S810A | 4,02 |
| S024-G08-14A S810PN | 4,02 |
| S024-D13-15A S810PN | 5,47 |
| S024-G14-14A S810PA | 3,91 |
| Pro Fam 825 | 1,87 |
| Pro Fam 875 | 3,18 |
Как можно видеть из результатов, представленных в таблице 10, продукты настоящего изобретения обладали более высокими водосвязывающими способностями, чем оцененные промышленные продукты.
Пример 11
Данный пример является ещё одной иллюстрацией молекулярно-массового состава соевых белковых продуктов, приготовленных без использования соли согласно настоящему изобретению, как описано в примерах 1–3; соевых белковых продуктов, приготовленных с использованием соли кальция, как описано в примерах 4 и 5, и промышленных изолятов соевого белка Pro Fam 825 и 875 (фирма ADM, Декейтер, Иллинойс).
Молекулярно-массовые составы определяли методом эксклюзионной хроматографии с использованием ВЭЖХ-системы Varian ProStar, оснащённой серийной колонкой 300 x 7,8 мм Phenomenex BioSep S-2000. Колонка заключала в себе жёсткий иммобилизующий носитель на основе гидрофильного связанного диоксида кремния, с диаметром частиц 5 микрон, размером пор 145 Ангстрем.
Перед проведением анализа образцов соевого белка строили стандартную кривую с использованием белкового стандарта Biorad (Biorad product #151-1901), содержащего белки с известными молекулярными массами от 17 000 Дальтон (миоглобулин) до 670 000 Дальтон (тироглобулин), при этом витамин B12 добавлен в качестве метки с низкой молекулярной массой, равной 1 350 Дальтон. Приготовляли раствор белкового стандарта в воде с концентрацией 0,9 % масс./об., фильтровали при помощи фильтровального диска с размером пор 0,45 мкм, затем на колонке прогоняли 50 аликвот с использованием подвижной фазы 0,05M раствор фосфата/0,15M раствор NaCl, содержащей 0,02% азида натрия, при уровне pH 6. Скорость потока подвижной фазы составляла 1 мл/мин, и компоненты определяли на основе поглощения при 280 нм. На основании времён удерживания указанных молекул с известной молекулярной массой выведено уравнение регрессии, связывающее натуральный log молекулярной массы с временем удерживания в минутах.
Время удерживания (мин) = -0,865 x ln (молекулярная масса) + 17,154 (r2=0,98)
В ходе анализа образцов соевого белка использовали раствор концентрации 0,05M фосфата/0,15M NaCl, с уровнем pH 6, содержащий 0,02% азида натрия, в качестве подвижной фазы, а также для растворения сухих образцов. Образцы белка смешивали с раствором подвижной фазы в концентрации 1% масс./об., помещали на шейкер, по меньшей мере, на 1 час, затем фильтровали при использовании фильтровальных дисков с размером пор 0,45 мкм. Объём вводимой пробы составлял 50 мкл. Скорость потока подвижной фазы составляла 1 мл/мин, и компоненты определяли на основе поглощения при 280 нм.
Приведённое выше уравнение регрессии, связывающее молекулярную массу и время удерживания, использовали для расчёта времён удерживания, которые соответствовали молекулярным массам 100000 Да, 15000 Да, 5000 Да и 1000 Да. ВЭЖХ-систему ProStar использовали для расчёта площадей пиков, находящихся в пределах указанных диапазонов времён удерживания, и вычисляли процентное содержание белка ((площадь пиков диапазона/общая площадь пиков белков) x 100), попадающего в данный диапазон молекулярных масс. Отметим, что в данные не вносили поправку при помощи фактора отклика белка.
Молекулярно-массовые составы продуктов, приготовленных, как описано в примерах 1-5, и продуктов промышленного производства показаны в таблице 11.
Таблица 11. Состав белков различных продуктов по данным ВЭЖХ
| Продукт | % >100 000 Да | % 15 000 – 100 000 Да | % 5000 – 15 000 Да |
% 1000 – 5000 Да |
| S024-C27-14A S810N | 29,9 | 31,5 | 14,2 | 24,4 |
| S024-G08-14A S810N | 16,0 | 33,4 | 20,8 | 29,8 |
| S024-G14-14A S810N | 28,3 | 26,6 | 15,0 | 30,2 |
| S024-A15-15A S810N | 22,7 | 33,7 | 22,2 | 21,5 |
| S024-C27-14A S810A | 26,8 | 26,9 | 13,1 | 33,2 |
| S024-G08-14A S810A | 17,7 | 36,8 | 16,4 | 29,1 |
| S024-G14-14A S810A | 24,1 | 32,7 | 15,2 | 28,0 |
| S024-A15-15A S810A | 7,9 | 28,3 | 32,1 | 31,6 |
| S024-B26-15A S810A | 11,7 | 33,6 | 30,4 | 24,3 |
| S024-C02-15A S810A-01 | 14,5 | 30,9 | 28,2 | 26,4 |
| S024-G08-14A S810PN | 24,5 | 44,5 | 11,8 | 19,2 |
| S024-D13-15A S810PN | 8,2 | 36,8 | 30,8 | 24,1 |
| S024-G14-14A S810PA | 6,7 | 32,0 | 18,2 | 43,0 |
| S005-K18-08A S701 | 44,4 | 31,3 | 10,1 | 14,1 |
| S005-K24-08A S701 | 42,1 | 31,0 | 11,2 | 15,8 |
| S110729AS-A30-12A S701N2-01 | 40,7 | 26,1 | 7,4 | 25,8 |
| S024-J31-13A S701N2 | 24,4 | 27,6 | 8,5 | 39,5 |
| S024-K13-13A S701N2 | 19,8 | 29,7 | 8,3 | 42,3 |
| S024-K25-13A S701N2 | 23,0 | 31,6 | 6,1 | 39,3 |
| Pro Fam 825 | 36,2 | 30,8 | 17,3 | 15,6 |
| Pro Fam 875 | 26,3 | 30,1 | 21,5 | 22,0 |
Как можно видеть из результатов, показанных в таблице 11, продукты настоящего изобретения имели молекулярно-массовые составы, которые отличались от соответствующих характеристик испытанных промышленных продуктов.
Сущность раскрытия
В сущности данного раскрытия предлагаются соевые белковые продукты улучшенного вкуса, а также способы получения соевых белковых продуктов улучшенного вкуса, при этом способы не включают в себя непосредственного добавления и использования солей кальция или других солей для экстракции соевого белка из источника соевого белка или на любой другой стадии способа. В пределах объёма изобретения возможны видоизменения.
1. Способ получения соевого белкового продукта, имеющего содержание белка, по меньшей мере, 60 масс. % и, по меньшей мере, 90 масс. % (N x 6,25) в пересчёте на сухую массу, в котором не используется соль кальция и который характеризуется тем, что:
(a) подвергают экстракционной обработке водой источник соевого белка для обусловливания переведения в растворимую форму соевого белка из источника белка и образования водного раствора соевого белка, где pH экстракции составляет 6-11,
(b) по меньшей мере, частично отделяют водный раствор соевого белка от остаточного источника соевого белка,
(c) доводят уровень pH водного раствора соевого белка до величины pH от 1,5 до 3,6, предпочтительно от 2,0 до 2,5, для получения подкисленного раствора соевого белка и нерастворимого в кислоте твёрдого материала,
(d) отделяют нерастворимый в кислоте твёрдый материал от подкисленного раствора соевого белка,
(e) необязательно, концентрируют подкисленный раствор соевого белка при помощи селективной мембранной технологии,
(f) необязательно, подвергают диафильтрации, необязательно, концентрированный раствор соевого белка, и
(g) необязательно, высушивают, необязательно, концентрированный и, необязательно, подвергнутый диафильтрации раствор соевого белка.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый нерастворимый в кислоте твёрдый материал, необязательно, высушивают с образованием соевого белкового продукта, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 60 масс. % (N x 6,25) в пересчёте на сухую массу, или отличающийся тем, что уровень pH нерастворимого в кислоте материала предпочтительно доводят до величины меньше 8,0, от 6,0 до 8,0 или от 6,5 до 7,5 перед стадией сушки, или отличающийся тем, что упомянутый нерастворимый в кислоте твёрдый материал предпочтительно промывают путём смешивания с водой в количестве от 1 до 20 объёмов воды, характеризующейся уровнем pH от 1,5 до 3,6 или тем же, что и уровень pH нерастворимого в кислоте материала, а затем отделяют от промывной воды перед стадией сушки.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что, уровень pH промытого, нерастворимого в кислоте материала доводят до величины меньше 8,0, от 6,0 до 8,0 или от 6,5 до 7,5 перед стадией сушки.
4. Способ по любому одному из пп. 1–3, отличающийся тем, что промывную воду объединяют с подкисленным раствором соевого белка стадии (d) и подвергают обработке в таком виде, по меньшей мере, на одной из стадий (e)-(g).
5. Способ по любому одному из пп. 1–4, отличающийся тем, что упомянутую стадию (a) экстракции осуществляют при температуре от 1° до 100°C, от 15° до 65°C или от 50° до 60°C, и отличающийся тем, что указанная вода, используемая для стадии (a) экстракции, содержит регулятор уровня pH таким образом, что экстракцию проводят при уровне pH от 7 до 8,5, а также отличающийся тем, что регулятор уровня pH предпочтительно представляет собой гидроксид натрия, гидроксид калия или их сочетания, и отличающийся тем, что упомянутый водный раствор соевого белка имеет концентрацию белка от 5 до 50 г/л или от 10 до 50 г/л и указанная вода для экстракции предпочтительно содержит антиоксидант.
6. Способ по любому одному из пп. 1–5, отличающийся тем, что уровень pH необязательно концентрированного и необязательно подвергнутого диафильтрации подкисленного раствора соевого белка доводят до величины меньше 8,0, от 6,0 до 8,0 или от 6,5 до 7,5 перед стадией (g) сушки.
7. Способ по любому одному из пп. 1–6, отличающийся тем, что упомянутый концентрированный и подвергнутый диафильтрации подкисленный раствор соевого белка подвергают обработке на стадии (g) сушки для получения изолята соевого белка, имеющего содержание белка, по меньшей мере, 90 масс. % (N x 6,25) на сухую основу.
8. Способ по любому одному из пп. 1–7, отличающийся тем, что упомянутый подкисленный водный раствор соевого белка подвергают обработке на стадии (e) концентрирования для получения концентрированного подкисленного раствора соевого белка, имеющего концентрацию белка от 50 до 300 г/л или от 100 до 200 г/л, при этом упомянутую стадию (e) концентрирования осуществляют посредством ультрафильтрации с использованием мембраны, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой от 1000 до 1000000 дальтон или от 1000 до 100000 дальтон, и отличающийся тем, что подкисленный раствор соевого белка, частично концентрированный подкисленный раствор соевого белка или концентрированный подкисленный раствор соевого белка необязательно подвергают обработке на стадии (f) диафильтрации, при этом упомянутую стадию (f) диафильтрации осуществляют с применением воды или подкисленной воды при использовании диафильтрационного раствора в количестве от 1 до 40 объёмов или от 2 до 25 объёмов, предпочтительно до тех пор, пока в пермеате не будет иметься никаких значительных дополнительных количеств загрязнителей или видимого окрашивания и/или пока ретентат не очистится в степени, достаточной для получения изолята соевого белка с содержанием белка, по меньшей мере, 90 масс. % (N x 6,25) на сухую основу, при этом упомянутую стадию (f) диафильтрации осуществляют с использованием мембраны, характеризующейся номинально отсекаемой молекулярной массой от 1000 до 1000000 дальтон или от 1000 до 100000 дальтон, причём антиоксидант предпочтительно присутствует в диафильтрационной среде в продолжение, по меньшей мере, части стадии (f) диафильтрации, при этом упомянутую стадию (e) концентрирования и стадию (f) диафильтрации предпочтительно проводят при температуре от 2° до 65°C или от 50° до 60°C.
