СОЕВО-БЕЛКОВЫЙ ПРОДУКТ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
SOYA-PROTEIN PRODUCT (VERSIONS) AND METHOD FOR THEREOF OBTAINING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение направлено на приготовление белковых растворов из сои и на новые соево-белковые продукты.
Уровень техники
Белковый изолят, который обладает высокой растворимостью и образует прозрачные растворы при низком рН, представляет большую ценность для пищевой промышленности вследствие возможного использования его в различных продуктах, в частности в напитках, таких как безалкогольные напитки и напитки для спортсменов. Вышеназванные свойства вкупе с термостабильностью еще больше увеличивают ценность изолята. Белки для пищевых целей могут быть получены из источников растительного или животного происхождения, но растительные белки зачастую являются менее дорогостоящими. Соя является общераспространенным источником растительных белков для пищевых целей. Соевые белки ценятся за отличные питательные свойства и полезность для здоровья.
Изоляты соевого белка традиционно получают способом изоэлектрического осаждения, в котором мука от выделения соевого масла из соевых бобов сначала обрабатывается экстракцией при щелочных условиях, а затем полученный щелочной экстракт подкисляется до изоэлектрической точки соевого белка, что приводит к осаждению белка. Осажденный соевый белок может промываться и/или нейтрализоваться, а затем подвергаться сушке с получением изолята соевого белка. Изоляты соевого белка имеют содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) в расчете на сухое вещество.
Хотя в продаже имеется определенный ассортимент соево-белковых продуктов с различными функциональными свойствами, но, насколько известно авторам настоящей заявки, не существует растворимого изолята соевого белка, который образует прозрачные и термостабильные растворы при низких значениях рН.
Сущность изобретения
Установлено, что соево-белковый продукт с содержанием белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) в расчете на сухое вещество, который образует прозрачные термостабильные растворы при низких значениях рН и поэтому может использоваться для обогащения белком, в частности, безалкогольных напитков и напитков для спортсменов, а также других водных систем, можно получить и без осаждения белка.
Обеспечиваемый изобретением новый соево-белковый продукт показывает уникальную комбинацию параметров, какой не обладают другие соево-белковые продукты. Продукт полностью растворяется при кислотных значениях рН порядка ниже ~4,4 и показывает термостабильность в указанном диапазоне рН, что позволяет проводить его тепловую обработку, например горячий розлив. Благодаря полной растворимости продукта нет необходимости добавлять стабилизаторы или другие добавки для удержания белка в растворе или суспензии. Изолят соевого белка был охарактеризован как не имеющий “бобового” привкуса и неприятных побочных запахов. Продукт имеет низкое содержание фитиновой кислоты, в большинстве случаев ниже примерно 1,5 мас.% Ферменты для получения изолята соевого белка не требуются. Соево-белковый продукт предпочтительно является изолятом, имеющим содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% (N×6,25).
В соответствии с одним аспектом изобретения предлагается способ получения соево-белкового продукта, имеющего содержание соевого белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) в расчете на сухое вещество, который включает:
(a) экстракцию источника соевого белка водным раствором хлорида кальция с целью вызвать солюбилизацию соевого белка из источника белка и получить водный раствор соевого белка,
(b) отделение водного раствора соевого белка от остаточного количества источника соевого белка,
(c) необязательно разбавление водного раствора соевого белка,
(d) регулирование рН водного раствора соевого белка с доведением его до рН примерно от 1,5 до 4,4, предпочтительно примерно от 2 до 4, с получением подкисленного прозрачного раствора соевого белка,
(e) необязательно концентрирование водного прозрачного раствора соевого белка при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии,
(f) необязательно диафильтрацию концентрированного раствора соевого белка и
(g) необязательно сушку концентрированного раствора соевого белка.
Соево-белковый продукт предпочтительно является изолятом, имеющим содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% (N×6,25) на сухое вещество.
Изобретение обеспечивает также новый изолят соевого белка, который растворяется в воде, образует термостабильные прозрачные растворы при кислотных значениях рН порядка ниже ~4,4 и пригоден для обогащения белком водных систем, включающих безалкогольные напитки и напитки для спортсменов, не вызывая осаждения белка. Изолят соевого белка имеет также низкое содержание фитиновой кислоты: в большинстве случаев ниже примерно 1,5 мас.%. Соевый белок в продукте не гидролизован.
Таким образом, в другом аспекте изобретения предлагается изолят соевого белка, имеющий содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) на сухое вещество, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% (N×6,25) на сухое вещество, который, в основном, полностью растворяется в водной среде при рН ниже ~4,4, предпочтительно примерно от 1,5 до 4,4.
Изолят соевого белка, обеспечиваемый изобретением, может быть получен в виде водного раствора с высокой степенью прозрачности при кислотных значениях рН в большинстве случаев от менее ~4,4, предпочтительно от примерно 1,5 до ~4,4, и показывает термостабильность при этих значениях рН.
Новый изолят соевого белка согласно изобретению может смешиваться с порошкообразной основой для приготовления водных безалкогольных напитков или напитков для спортсменов растворением указанной основы в воде. Такая смесь может представлять собой порошкообразную основу напитков.
Хотя изобретение относится, главным образом, к получению изолята соевого белка, оно предусматривает также возможность получения соево-белковых продуктов пониженной чистоты, но обладающих такими же свойствами, что и изолят соевого белка. Эти продукты пониженной чистоты могут иметь концентрацию белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на сухое вещество
В еще одном аспекте изобретения обеспечивается водный раствор соевого продукта согласно изобретению, который является термостабильным при рН ниже ~4,4. Водный раствор может быть напитком, например он может быть прозрачным напитком, в котором соево-белковый продукт показывает себя полностью растворимым и прозрачным, или он может быть непрозрачным напитком, в котором соево-белковый продукт не усиливает эту непрозрачность.
Изобретение предлагает также соево-белковый продукт, который имеет содержание белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на сухое вещество, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.%, и является, в основном, полностью растворимым при рН ~7. Такой соево-белковый продукт может быть получен в виде водного раствора, например напитка.
В следующем аспекте настоящего изобретения обеспечивается соево-белковый продукт, имеющий содержание белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на сухое вещество, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.%, который в виде 1% белкового (мас./об.) водного раствора при рН примерно от 2 до 4 показывает растворимость выше примерно 95% при определении методами, описанными в примере 14.
В дополнение к этому изобретение обеспечивает соево-белковый продукт, имеющий содержание белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на сухое вещество, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.%, который в виде 1% белкового (мас./об.) водного раствора при рН примерно от 2 до 4 показывает коэффициент поглощения видимого света при 600 нм (А600) менее 0,150, предпочтительно менее примерно 0,100, более предпочтительно менее 0,050, при определении методом, описанным в примере 15.
В соответствии со следующим вариантом осуществления изобретения обеспечивается соево-белковый продукт, имеющий содержание белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на сухое вещество, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.%, который в виде 1% белкового (мас./об.) водного раствора при рН примерно от 2 до 4 имеет показатель мутности менее примерно 15%, предпочтительно менее примерно 10% и более предпочтительно менее примерно 5% при определении методом, описанным в примере 15.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения обеспечивается изолят соевого белка, имеющий содержание белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на сухое вещество, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.%, который в виде 2% белкового (мас./об.) водного раствора после тепловой обработки при 95°С в течение 30 с имеет показатель мутности менее 15%, предпочтительно менее примерно 10% и более предпочтительно менее 5% при определении методом, описанным в примере 16.
Изолят соевого белка, полученный раскрываемым здесь способом, не имеет характерного для изолятов соевого белка бобового привкуса и запаха и пригоден не только для обогащения белком кислых сред, но и может использоваться во многих традиционных случаях применения белковых изолятов, включающих, но не ограничивающих весь перечень, обогащение белком пищевых продуктов технологической обработки и напитков, эмульгирование жиров, в качестве структурообразователя в хлебобулочных изделиях и пенообразователя в продуктах, содержащих вкрапления газа. В дополнение к этому изолят соевого белка может формоваться в белковые волокна, пригодные для использования в аналогах мяса, и может использоваться в качестве заменителя яичного белка или добавки, удешевляющей стоимость продукта, в тех пищевых продуктах, в которых яичный белок используется как связующий агент. Изолят соевого белка может использоваться также в питательных добавках. Другие области применения изолята соевого белка включают корма для домашних животных, корма для скота, использование для промышленных нужд и производство косметических изделий и средств личной гигиены.
Раскрытие изобретения
Начальная стадия способа обеспечения изолята соевого белка включает солюбилизацию соевого белка из источника соевого белка. Источником соевого белка могут быть соевые бобы или любой соевый продукт либо побочные продукты переработки соевых бобов, включающие, но не ограничивающие весь перечень, соевую муку грубого помола, соевые хлопья, соевую крупу и соевую муку тонкого помола. Источник соевого белка может использоваться в виде источника с естественным содержанием жира, в частично обезжиренном или полностью обезжиренном виде. Если источник соевого белка содержит значительное количество жира, то в способ требуется включить стадию удаления жира. Соевый белок, извлеченный из источника соевого белка, может быть нативным белком соевых бобов, или белковый материал может быть генетически модифицированным белком, но обладающим характерными для нативного белка гидрофобными и полярными свойствами.
Солюбилизацию белка из источника соевого белка наиболее удобно проводить с применением раствора хлорида кальция, хотя могут использоваться растворы и других солей кальция. Вдобавок могут использоваться соединения других щелочноземельных металлов, например соли магния. Кроме того, экстрагирование соевого белка из источника соевого белка может проводиться раствором соли кальция в комбинации с раствором другой соли, например хлорида натрия. Дополнительно экстрагирование соевого белка из источника соевого белка может проводиться водой или раствором другой соли, например хлорида натрия, но с последующим добавлением соли кальция к водному белковому раствору, полученному на стадии экстракции. Осадок, образовавшийся при добавлении соли кальция, удаляется перед последующей обработкой.
С увеличением концентрации раствора кальциевой соли степень солюбилизации белка из источника соевого белка начинает возрастать до тех пор, пока не достигнет максимального значения. Любое последующее повышение концентрации соли не приводит к увеличению общего солюбилизированного белка. Концентрация раствора кальциевой соли, которая инициирует максимальную солюбилизацию белка, варьирует в зависимости от вида используемой соли. Обычно предпочитается, чтобы концентрация раствора соли составляла менее примерно 1,0 М, более предпочтительно примерно от 0,10 М до 0,15 М.
В периодическом способе солюбилизация белка солью осуществляется при температуре примерно от 1°С до 100°С, предпочтительно примерно от 15°С до 35°С, и предпочтительно сопровождается перемешиванием для сокращения времени солюбилизации, которое обычно составляет примерно от 1 до 60 мин. Предпочтительно проводить солюбилизацию таким образом, чтобы экстрагировать максимально достижимое на практике количество белка из источника соевого белка с тем, чтобы обеспечить высокий общий выход продукта.
В непрерывном способе экстрагирование белка из источника соевого белка проводится любым способом, совместимым с непрерывным процессом экстрагирования соевого белка из источника соевого белка. В одном варианте осуществления способа источник соевого белка непрерывно смешивается с раствором кальциевой соли, и смесь транспортируется по трубопроводу, длина которого и скорость потока в котором обеспечивают время нахождения смеси в трубопроводе, достаточное для достижения требуемой экстракции в соответствии с указанными в описании параметрами. В таком непрерывном способе стадия солюбилизации солью осуществляется быстро - за время примерно до 10 мин, при этом предпочтительно проводить солюбилизацию таким образом, чтобы экстрагировать максимально достижимое на практике количество белка из источника соевого белка. Солюбилизация в непрерывном способе осуществляется при температурах примерно от 1°С до 100°С, предпочтительно примерно от 15°С до 35°С.
Экстракция в большинстве случаев проводится при рН примерно от 5 до 11, предпочтительно примерно от 5 до 7. рН экстракционной системы (источник соевого белка и раствор кальциевой соли) может устанавливаться на любом требуемом для стадии экстракции уровне в диапазоне рН примерно от 5 до 11 путем добавления подходящей пищевой кислоты, обычно соляной или фосфорной, либо пищевой щелочи, обычно гидроксида натрия, в зависимости от потребности.
Концентрация источника соевого белка в растворе кальциевой соли на стадии солюбилизации может варьировать в широких пределах. Типичные показатели концентрации составляют примерно от 5 мас.%/об. до 15 мас.%/об.
Стадия экстрагирования белка водным раствором соли сопровождается дополнительным эффектом солюбилизации жиров, которые могут присутствовать в источнике соевого белка, что впоследствии может привести к наличию жиров в водной фазе.
Белковый раствор, полученный на стадии экстракции, в большинстве случаев имеет концентрацию белка примерно от 5 до 50 г/л, предпочтительно примерно от 10 до 50 г/л.
Водный раствор кальциевой соли может содержать антиоксидант. Антиоксидантом может быть любой пригодный для данной цели антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество используемого антиоксиданта может варьировать примерно от 0,01 мас.% до 1 мас.% раствора и предпочтительно составляет около 0,05 мас.% Антиоксидант служит для ингибирования окисления фенольных соединений в белковом растворе.
Водная фаза от стадии экстракции может затем отделяться от остаточного количества источника соевого белка любым удобным способом, например с помощью декантирующей центрифуги с последующей обработкой в тарельчатой центрифуге и/или фильтрацией для удаления остаточного количества источника соевого белка. Отделенное остаточное количество источника соевого белка может подвергаться сушке для последующего использования. Альтернативно отделенное остаточное количество источника соевого белка может подвергаться обработке с целью извлечения из него остаточного белка, например, традиционным способом изоэлектрического осаждения или другим подходящим способом извлечения такого остаточного белка.
Если источник соевого белка содержит значительные количества жира, как указывается в патентах US 5844086 и US 6005076, правопреемником которых является автор настоящей заявки и содержание которых включено в настоящую заявку в виде ссылок, то описанные в этих патентах стадии обезжиривания могут проводиться на отделенном водном белковом растворе. Альтернативно обезжиривание отделенного водного белкового раствора может осуществляться другим подходящим способом.
Водный раствор соевого белка может обрабатываться адсорбентом, таким как активированный уголь в порошке или гранулированный активированный уголь, в целях удаления красящих и/или имеющих запах соединений. Такая обработка адсорбентом может проводиться при любых подходящих условиях, в большинстве случаев при температуре отделенного водного белкового раствора. В случае использования активированного угля в порошке его количество составляет примерно от 0,025 мас.%/об. до 5 мас.%/об., предпочтительно примерно от 0,05 мас.%/об. до 2 мас.%/об. Адсорбент может удаляться из раствора соевого белка любым подходящим способом, например фильтрацией.
Полученный водный раствор соевого белка может разбавляться водой с использованием в большинстве случаев примерно от 1 до 10 объемов воды, предпочтительно примерно от 1 до 2 объемов воды, с тем, чтобы снизить электропроводность водного раствора соевого белка до значения обычно ниже ~70 мСм, предпочтительно примерно от 4 до 18 мСм.
Вода, с которой смешивается раствор соевого белка, может иметь температуру примерно от 2°С до 70°С, предпочтительно примерно от 10°С до 50°С, более предпочтительно примерно от 20°С до 30°С.
Затем рН разбавленного раствора соевого белка доводится до значения рН примерно от 1,5 до 4,4, предпочтительно примерно 3, путем добавления любой подходящей пищевой кислоты, например соляной или фосфорной, с получением прозрачного водного раствора соевого белка.
Разбавленный и подкисленный раствор соевого белка имеет электропроводность в большинстве случаев ниже ~75 мСм, предпочтительно примерно от 4 до 23 мСм.
Прозрачный подкисленный водный раствор соевого белка может подвергаться тепловой обработке в целях инактивирования термолабильных антипитательных факторов, таких как ингибиторы трипсина, попадающие в такой раствор в результате экстрагирования из источника соевого белка на стадии экстракции. Указанная тепловая обработка дает также дополнительное преимущество - снижение бактериальной нагрузки. В большинстве случаев тепловая обработка белкового раствора проводится при температуре примерно от 70°С до 100°С, предпочтительно примерно от 85°С до 95°С, в течение примерно от 10 с до 60 мин, предпочтительно в течение примерно от 30 с до 5 мин. Затем термообработанный подкисленный раствор соевого белка может охлаждаться для дальнейшей обработки, как описано ниже, до температуры примерно от 2°С до 60°С, предпочтительно примерно от 20°С до 35°С.
Полученный прозрачный подкисленный водный раствор соевого белка может сразу подвергаться сушке с получением соево-белкового продукта. Для получения изолята соевого белка, имеющего пониженное содержание примесей и пониженное содержание соли, прозрачный подкисленный водный раствор соевого белка может подвергаться обработке перед сушкой.
Прозрачный подкисленный водный раствор соевого белка может концентрироваться с целью повышения концентрации белка в нем при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной. Такое концентрирование в большинстве случаев проводится для получения концентрированного раствора соевого белка, имеющего концентрацию белка примерно от 50 до 300 г/л, предпочтительно примерно от 100 до 200 г/л.
Стадия концентрирования может осуществляться любым подходящим способом, совместимым с периодическим или непрерывным процессом, например, с применением любой подходящей селективно-мембранной технологии, такой как ультрафильтрация или диафильтрация, с использованием мембран, например мембран из полых волокон или мембран, свернутых в спирали, с соответствующей проницаемостью по молекулярной массе, например с молекулярной проницаемостью примерно от 3000 до 1000000 Да, предпочтительно примерно от 5000 до 1000000 Да, в зависимости от различных материалов, из которых изготовлены мембраны, и конфигурации мембран, а в случае непрерывного процесса - в зависимости от размеров мембран, обеспечивающих требуемую степень концентрирования водного белкового раствора по мере прохождения его через мембраны.
Как хорошо известно, ультрафильтрация и аналогичные селективно-мембранные технологии обеспечивают прохождение низкомолекулярных веществ через мембрану с одновременным удерживанием веществ с более высокой молекулярной массой на мембране. Низкомолекулярные вещества включают не только ионные разновидности пищевой соли, но и низкомолекулярные материалы, экстрагированные из исходного материала, такие как углеводы, красящие вещества, низкомолекулярные белки и антипитательные факторы, такие как ингибиторы трипсина, которые по своей природе являются низкомолекулярными белками. Обычно выбирается мембрана с такой молекулярной проницаемостью, которая обеспечивает удерживание значительной доли белка в растворе при одновременном прохождении загрязняющих веществ через мембрану, что зависит от различных материалов, из которых изготовлены мембраны, и конфигурации мембран.
Концентрированный раствор соевого белка может затем подвергаться стадии диафильтрации с использованием воды. Вода может иметь свой естественный рН или рН, равный рН подвергаемого диафильтрации белкового раствора, либо любой другой рН в диапазоне от естественного рН воды до рН указанного белкового раствора. Такая диафильтрация может осуществляться с использованием примерно от 2 до 40 объемов диафильтрационного раствора, предпочтительно примерно от 5 до 25 объемов диафильтрационного раствора. В ходе операции диафильтрации из прозрачного водного раствора соевого белка удаляются дополнительные количества загрязняющих веществ, которые проходят через мембрану вместе с пермеатом. Это очищает прозрачный водный белковый раствор и способно также уменьшить его вязкость. Операция диафильтрации может проводиться до тех пор, пока в пермеате не будут присутствовать значительные дополнительные количества загрязняющих веществ и красящих веществ с видимой окраской, или до тех пор, пока ретентат не очистится в достаточной степени, с тем чтобы обеспечить после сушки получение изолята соевого белка с содержанием белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) на сухое вещество. Указанная диафильтрация может осуществляться с применением той же мембраны, какая использовалась на стадии концентрирования. Однако, при необходимости, стадия диафильтрации может проводиться с применением отдельной мембраны с различной молекулярной проницаемостью, например мембраны, имеющей молекулярную проницаемость примерно от 3000 до 1000000 Да, предпочтительно примерно от 5000 до 100000 Да, в зависимости от материала, из которого изготовлена мембрана, и конфигурации мембраны.
Альтернативно стадия диафильтрации может проводиться на прозрачном подкисленном водном белковом растворе перед его концентрированном или на частично концентрированном прозрачном подкисленном водном белковом растворе. Диафильтрация может также проводиться в разные моменты времени в процессе концентрирования. Если диафильтрация проводится перед концентрированием или на частично концентрированном растворе, то полученный диафильтрованный раствор может затем полностью концентрироваться. Снижение вязкости, достигаемое при диафильтрации в разные моменты времени в ходе концентрирования белкового раствора, позволяет достигнуть повышенной конечной концентрации белка в полностью концентрированном растворе. Это сокращает объем материала, подлежащего сушке.
Стадия концентрирования и стадия диафильтрации могут осуществляться в способе таким путем, чтобы последовательно извлекаемый соево-белковый продукт содержал менее примерно 90 мас.% белка (N×6,25) на сухое вещество, например, по меньшей мере, около 60 мас.% белка (N×6,25) на сухое вещество. При частичном концентрировании и/или частичной диафильтрации прозрачного водного раствора соевого белка может достигаться лишь частичное удаление загрязняющих веществ. Этот белковый раствор может затем подвергаться сушке с получением соево-белкового продукта с более низким уровнем чистоты. Такой соево-белковый продукт еще способен давать прозрачные белковые растворы при кислотных условиях.
Антиоксидант может присутствовать в диафильтрационной среде, по меньшей мере, в течение какой-то части стадии диафильтрации. Антиоксидантом может быть любой пригодный для данной цели антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество применяемого антиоксиданта в диафильтрационной среде зависит от используемых материалов и может варьировать примерно от 0,01 мас.% до 1 мас.%, предпочтительно составляя около 0,05 мас.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления фенольных соединений, присутствующих в концентрированном растворе изолята соевого белка.
Стадия концентрирования и необязательная стадия диафильтрации могут проводиться при любой подходящей температуре, в большинстве случаев при температуре примерно от 2°С до 60°С, предпочтительно примерно от 20°С до 35°С, и в течение периода времени, достаточного для достижения требуемой степени концентрирования. Температурные и другие применяемые режимы зависят в определенной степени от мембранного оборудования, используемого для мембранной обработки, требуемой концентрации белка в растворе и от эффективности удаления загрязняющих веществ в пермеат.
Имеются два основных ингибитора трипсина в сое, а именно ингибитор Куница (Kunitz), который является термолабильной молекулой с молекулярной массой примерно 21000 Да, и ингибитор Боумана-Бирка (Bowman-Birk), более термостабильная молекула с молекулярной массой около 8000 Да. Уровень активности ингибиторов трипсина в готовом изоляте соевого белка можно контролировать путем манипулирования различными переменными параметрами способа.
Как отмечалось выше, тепловая обработка прозрачного подкисленного водного раствора соевого белка может применяться в целях инактивирования термолабильных ингибиторов трипсина. Частично концентрированный или полностью концентрированный подкисленный раствор соевого белка также может подвергаться тепловой обработке для инактивирования термолабильных ингибиторов трипсина.
В дополнение к этому стадии концентрирования и/или диафильтрации могут осуществляться таким путем, который благоприятствует удалению ингибиторов трипсина в пермеат вместе с другими загрязняющими веществами. Удалению ингибиторов трипсина способствуют такие факторы, как применение мембраны с более крупным размером пор (например, от 30000 до 1000000 Да), работа мембраны при повышенных температурах (например, от 30°С до 60°С) и использование повышенных объемов диафильтрационной среды (например, от 20 до 40 объемов).
Подкисление и мембранная обработка разбавленного белкового раствора при более низком рН (от 1,5 до 3) способны снижать активность ингибиторов трипсина по сравнению с обработкой раствора при более высоком рН (от 3 до 4,4). Если белковый раствор подвергается концентрированию и диафильтрации при низком предельном значении рН-диапазона, то может потребоваться повышение рН ретентата перед сушкой. рН концентрированного и диафильтрованного белкового раствора может повышаться до требуемого значения, например до рН 3, путем добавления подходящей пищевой щелочи, такой как гидроксид натрия.
Кроме того, снижение активности ингибиторов трипсина может достигаться путем обработки соевых материалов восстановителями, которые разрушают или перегруппировывают дисульфидные мостики в ингибиторах. Пригодные для данной цели агенты-восстановители включают сульфит натрия, цистеин и N-ацетилцистеин.
Добавление таких восстановителей может проводиться на различных стадиях общего процесса. Восстановитель может добавляться вместе с источником соевого белка на стадии экстракции; может добавляться к осветленному водному раствору соевого белка с последующим удалением остаточного количества источника соевого белка; может добавляться к диафильтрованному ретентату перед сушкой или может смешиваться сухим способом с высушенным соево-белковым продуктом. Добавление восстановителя может комбинироваться со стадией тепловой обработки, как описано выше.
Если желательно удержать активные ингибиторы трипсина в концентрированном белковом растворе, то этого можно достигнуть исключением или уменьшением интенсивности стадии тепловой обработки без использования агентов-восстановителей; проведением стадий концентрирования и диафильтрации при высоком предельном значении рН-диапазона; применением мембраны для концентрирования и диафильтрации с меньшим размером пор; работой мембраны при пониженных температурах и использованием меньших объемов диафильтрационной среды.
Концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор может, при необходимости, подвергаться последующей стадии обезжиривания, как описано в патентах US 5844086 и US 6005076. Альтернативно обезжиривание концентрированного и необязательно диафильтрованного белкового раствора может достигаться любым другим подходящим способом.
Концентрированный и необязательно диафильтрованный прозрачный водный белковый раствор может обрабатываться адсорбентом, таким как активированный уголь в порошке или гранулированный активированный уголь, в целях удаления красящих и/или имеющих запах соединений. Такая обработка адсорбентом может проводиться при любых подходящих условиях, в большинстве случаев при температуре концентрированного белкового раствора. В случае использования активированного угля в порошке его количество составляет примерно от 0,025 мас.%/об. до 5 мас.%/об., предпочтительно примерно от 0,05 мас.%/об. до 2 мас.%/об. Адсорбент может удаляться из раствора соевого белка любым подходящим способом, например, фильтрацией.
Концентрированный и необязательно диафильтрованный прозрачный водный белковый раствор может подвергаться сушке любым подходящим способом, таким как распылительная сушка или сублимационная сушка. Стадия пастеризации может проводиться на растворе соевого белка перед сушкой. Такая пастеризация может осуществляться при любых желательных режимах пастеризации. В большинстве случаев концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор соевого белка нагревается до температуры примерно от 55°С до 70°С, предпочтительно примерно от 60°С до 65°С, в течение примерно от 30 с до 60 мин, предпочтительно в течение примерно от 10 мин до 15 мин. Пастеризованный концентрированный раствор соевого белка может затем охлаждаться для сушки предпочтительно до температуры примерно от 25°С до 40°С.
Сухой изолят соевого белка имеет высокое содержание белка - более примерно 90 мас.% белка, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% (N×6,25) на сухое вещество.
Изолят соевого белка, полученный способом изобретения, растворяется в кислой водной среде, что делает этот изолят идеальным для введения в напитки как газированные, так и негазированные с целью обогащения их белком. Такие напитки имеют широкий диапазон кислотных значений рН, варьирующий примерно от 2,5 до 5. Изолят соевого белка, обеспечиваемый изобретением, может добавляться в указанные напитки в любом приемлемом количестве для обогащения этих напитков белком, например в количестве, по меньшей мере, около 5 г изолята соевого белка из расчета на одну порцию напитка. Добавленный изолят соевого белка растворяется в напитке и не ухудшает прозрачность напитка даже после тепловой обработки. Изолят соевого белка может смешиваться с сухой основой напитка перед восстановлением ее путем растворения в воде. В некоторых случаях может потребоваться модификация традиционной рецептуры напитков с тем, чтобы адаптировать ее к композиции изобретения, особенно если присутствующие в напитке компоненты могут отрицательно влиять на способность композиции изобретения оставаться растворенной в напитке.
Примеры
Проведена серия испытательных экспериментов (примеры 1-3) с тем, чтобы удостовериться в возможности применения обработки кальцием для получения растворимого соевого белка, образующего прозрачные термостабильные растворы при низком рН.
Пример 1
2
2
Сухие соевые бобы (30 г) смешивались либо с водой, 0,01 М CaCl, либо с 0,15 М NaCl в кухонном блендере и обрабатывались 5 мин при максимальной скорости. Затем образцы центрифугировались при 7100g в течение 10 мин для отделения экстракта от жира и остаточных сухих веществ. Образцы экстрактов, полученных экстракцией водой и растворами хлорида кальция, показали плохое разделение и поэтому центрифугировались повторно при 10200g в течение 10 мин. Измерялся рН экстрактов, аликвоты их фильтровались через шприц-фильтр с размером пор 0,45 мкм, и определялось содержание белка с помощью прибора для определения азота Leco FP528 Nitrogen Determinator. Прозрачность фильтрованных экстрактов (испытания NaCl- и СаСl-экстрактов) измерялась как светопоглощение при 600 нм (А600), затем часть образца подкислялась разбавленной НСl до рН 3, и вновь проводилось измерение А600. Аликвоты осветленных экстрактов (все испытания) также разбавлялись водой комнатной температуры в соотношении 1:10 и измерялись А600 и рН, затем образцы подкислялись разбавленной НСl до рН 3, и вновь проводилось измерение А600. Другая аликвота NaCl-экстракта фильтровалась через бумажный фильтр с размером пор 25 мкм. Измерялась электропроводность этого образца, затем она повышалась до 19 мСм за счет добавления хлорида кальция. Этот образец фильтровался через шприц-фильтр (0,45 мкм), после чего оценивалось влияние регулирования рН с доведением его до рН 3 на прозрачность образцов - неразбавленного образца и образца, разбавленного водой комнатной температуры в соотношении 1:10.
В процессе центрифугирования трех образцов экстрактов при 7100g в течение 10 мин хорошее разделение показал только образец экстракта, полученного экстракцией хлоридом натрия. Что касается образцов водного экстракта и экстракта, полученного экстракцией хлоридом кальция, то водный слой от их центрифугирования еще содержал высокодиспергированный жир. Повторное центрифугирование при 10200g в течение 10 мин ненамного улучшило разделение. Такое плохое разделение, вероятно, объясняется влиянием плотности водной фазы, поскольку образец экстракта, полученного экстракцией хлоридом натрия, содержал намного больше растворенной соли, чем образец экстракта, полученного экстракцией хлоридом кальция. После центрифугирования экстракты осветлялись путем пропускания через шприц-фильтр с размером пор 0,45 мкм. Водный экстракт быстро засорял фильтр, а экстракт, полученный экстракцией хлоридом кальция, не был полностью прозрачным.
Было установлено, что водой экстрагируется больше белка, чем растворами использовавшихся солей (табл.1). Наблюдения показали, что добавление хлорида кальция к полученному с использованием хлорида натрия экстракту, электропроводность которого повысилась с 16,70 мСм до 19,99 мСм, приводило к образованию осадка и, по всей вероятности, к потерям белка вместе с другими удаляемыми веществами.
Таблица 1
Содержание белка в различных образцах осветленных экстрактов
Образец
% белка
0,15 М NaCl
1,28
0,15 M NaCl плюс М NaCl<sub>2</sub>
1,03
0,01 М CaCl<sub>2</sub>
0,74
Вода
1,98
В то же время неясно, почему образцы неразбавленных экстрактов, подкисленные в присутствии кальция, были более прозрачными, чем подкисленный экстракт, полученный экстракцией хлоридом натрия, который был очень мутным (табл.2).
Таблица 2
Прозрачность различных образцов осветленных, затем подкисленных экстрактов
Образец
Начальный pН
Конечный pН
Конечная А600
0,15 M NaCl
6,19
3,01
>3,000
0,15 М NaCl плюс СаСl<sub>2</sub>
5,38
3,00
1,220
0,01 М CaCl<sub>2</sub>
6,11
2,84
1,066
Разбавление образцов экстрактов водой перед их подкислением приводило к отличной прозрачности образцов с добавлением хлорида кальция, в частности с добавлением хлорида кальция в процессе экстракции (табл.3). Подкисление разбавленных экстрактов, полученных экстракцией хлоридом натрия, и водных экстрактов приводило к образованию мутных образцов. Интересно, что после разбавления и перед подкислением в образцах экстрактов, полученных экстракцией хлоридом натрия плюс хлорид кальция, и водных экстрактов наблюдалось заметное образование осадка, но, как упоминалось выше, после подкисления прозрачность показали только образцы с кальцием.
Таблица 3
Прозрачность различных образцов разбавленных (1:10), затем подкисленных экстрактов
Образец
Начальный рН
Конечный рН
Конечная А600
0,15 M NaCl
6,31
2,81
0,789
0,15 M NaCl плюс CaCl<sub>2</sub>
5,62
3,00
0,094
0,01 М СаСl<sub>2</sub>
6,39
2,76
0,024
Вода
6,86
3,01
0,679
Пример 2
2
2
2
Сухие соевые бобы (30 г) смешивались либо с 0,05 М CaCl, 0,10 М CaCl, либо с 0,15 М CaCl (300 мл) в кухонном блендере и обрабатывались 5 мин при максимальной скорости. Затем образцы центрифугировались при 7100g в течение 10 мин для отделения экстракта от жира и остаточных сухих веществ. Экстракты фильтровались через шприц-фильтр с размером пор 0,45 мкм, в них определялось содержание белка Leco-анализом и измерялась прозрачность образцов как А600. Затем осветленные образцы экстрактов либо подкислялись разбавленной НСl сразу до рН 3 с последующим измерением А600, либо разбавлялись водой комнатной температуры в соотношении 1:10, и уже рН полученных растворов доводился разбавленной НС1 до рН 3 с последующим измерением А600.
2
2
2
2
2
2
2
В процессе центрифугирования различных образцов экстракции хлоридом кальция 0,05 М CaCl- и 0,10 М СаСl-образцы показали очень хорошее разделение, в то время как 0,15 М СаСl-образец нет. После фильтрации центрифугированных экстрактов через шприц-фильтр 0,05 М СаСl-образец был кристально прозрачным, 0,10 М СаСl-образец был слегка мутным, а 0,15 М СаСl-образец был очень мутным, почти молочного цвета (табл.4). Вероятно, что ответственным за мутность образцов является жир. Эту проблему можно устранить, если использовать в качестве исходного материала обезжиренную соевую муку. Однако, поскольку 0,15 М СаСl-экстракт не удалось осветлить, он был исключен из тестирования.
Таблица 4
Результаты тестирования осветленных соево-белковых экстрактов различной концентрацией CaCl<sub>2</sub>
Образец
% белка
А600
0,05 М CaCl<sub>2</sub>
0,84
0,017
0,10 М СаСl<sub>2</sub>
1,42
0,085
0,15 М CaCl<sub>2</sub>
2,03
1,900
2
2
Разбавление экстрактов водой, по-видимому, приводит к образованию некоторого количества осадка, причем это количество, по-видимому, увеличивается с повышением концентрации соли. Прямое подкисление 0,05 М CaCl- и 0,10 М СаСl-экстрактов давало довольно прозрачные растворы, но высокая прозрачность достигалась при разбавлении этих образцов водой перед их подкислением (табл.5).
Таблица 5
Прозрачность подкисленных соево-белковых экстрактов с разбавлен без разбавления
Образец
Начальный pН
Конечный pН
Конечная А600
0,05 М CaCl<sub>2</sub>
5,55
3,06
0,079
0,05 М CaCl<sub>2</sub> (разбавленный 1:10)
5,60
3,02
0,007
0,10 M CaCl<sub>2</sub>
5,41
3,07
0,101
0,10 М СаСl<sub>2</sub> (разбавленный 1:10)
5,43
3,07
0,014
Пример 3
2
Обжаренная соевая мука (10 г) экстрагировалась либо 0,15 М NaCl, 0,15 М CaCl, либо водой (100 мл) в течение 30 мин при комнатной температуре на орбитально движущейся платформе встряхивающего устройства (шейкера). Затем образцы центрифугировались при 10200g в течение 10 мин для отделения экстракта от отработанной муки. Супернатант осветлялся фильтрацией через бумажный фильтр с размером пор 25 мкм, и измерялись рН и электропроводность образцов. Затем небольшие количества образцов дополнительно осветлялись с помощью шприц-фильтра с размером пор 0,45 мкм и анализировались на прозрачность (А600) и содержание белка (Leco). Осветленный образец каждого экстракта разбавлялся в 4 частях воды комнатной температуры, и А600 измерялась повторно. Разбавленные и неразбавленные образцы экстрактов подкислялись до рН 3 разбавленной НСl, и прозрачность измерялась повторно. Электропроводность образца экстракта, полученного экстракцией хлоридом натрия, также доводилась до 19 мСм за счет добавления хлорида кальция, и прозрачность неразбавленных и разбавленных (1:5) образцов оценивалась при естественном рН и при рН 3.
Водный раствор и раствор хлорида кальция, как оказалось, экстрагировали больше белка, чем раствор хлорида натрия (табл.6). Общая экстрагируемость была совсем низкой, поскольку мука была обжаренной, т.е. прошла относительно интенсивную тепловую обработку.
Таблица 6
Свойства различных экстрактов обжаренной соевой муки
Образец
рН
Электропроводность (мСм)
% белка
Водный экстракт
6,63
3,47
0,43
0,15 M NaCl
6,47
16,34
0,33
0,15 M CaCl<sub>2</sub>
5,70
22,60
0,44
Все три экстракта показали относительно одинаковую прозрачность после фильтрации (табл.7). Разбавление водного экстракта и экстракта, полученного экстракцией хлоридом натрия, 4-мя частями воды не вызвало осаждения белка. Однако осадок образовался, когда экстракт, полученный экстракцией хлоридом кальция, был разбавлен. Этот осадок растворился полностью при снижении рН до 3 с получением кристально прозрачного образца. Неразбавленный экстракт, полученный экстракцией хлоридом кальция, оставался полностью прозрачным и при подкислении. Водный экстракт и экстракт, полученный экстракцией хлоридом натрия, при подкислении становились высокомутными независимо от того, разбавлялся образец водой или нет.
Таблица 7
Прозрачность экстрактов до и после подкисления
Образец
А600 естественный рН
А600 рН 3
Водный экстракт
0,261
2,786
Водный экстракт (разбавленный 1:5)
0,154
1,493
0,15 М NaCl-экстракт
0,051
2,733
0,15 М NaCl-экстракт (разбавленный 1:5)
0,033
1,302
0,15 М СаСl<sub>2</sub>-экстракт
0,133
0,100
0,15 М СаСl<sub>2</sub>-экстракт (разбавленный 1:5)
2,058
0,017
Добавление хлорида кальция к образцу экстракта, полученного экстракцией хлоридом натрия, для достижения электропроводности 19 мСм приводило к образованию помутнения в образце. Этот индуцированный кальцием осадок, по-видимому, не способен повторно солюбилизироваться при добавлении кислоты. По существу, оба тестируемых раствора содержали значительное количество мути (табл.8). Перед подкислением образцов осадок потребовалось удалить центрифугированием или фильтрацией.
Таблица 8
Прозрачность NaCl-экстракта с добавленным CaCl<sub>2</sub> до и после подкисления
Образец
А600 естественный рН
А600 рН 3
0,15 М NaCl-экстракт плюс CaCl<sub>2</sub>
2,536
0,986
0,15 М NaCl-экстракт плюс CaCl<sub>2</sub> (разбавленный 1:5)
1,261
1,296
Пример 4
Настоящий пример проводился с целью установить, останется ли прозрачный подкисленный экстракт сои, полученный экстракцией хлоридом кальция, прозрачным при концентрировании и обессоливании.
2
'а' г обжаренной соевой муки добавлялись к 'b' мл 0,15 М раствора СаСl при температуре окружающей среды, и смесь перемешивалась 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся путем центрифугирования и фильтрации с получением 'с' мл фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем к фильтрованному белковому раствору добавлялись 'е' мл воды, и рН образца понижался до 3 разбавленной НСl.
Разбавленный и подкисленный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме до 'f' мл путем концентрирования на 'g' мембране с проницаемостью по молекулярной массе 'h' Да, а затем аликвота 'i' мл концентрированного подкисленного белкового раствора подвергалась диафильтрации с использованием 'j' мл воды, очищенной методом обратного осмоса. Полученный подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор имел содержание белка 'k' мас.%, т.е. выход составил '1' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 'm' мас.% (N×6,25) w.b. (в пересчете на влажную массу). Продукт был обозначен как изолят соевого белка S701 (SPI).
Параметры с 'а' по 'm' приводятся в табл.9.
Таблица 9
а
240
b
1000
с
480
d
1,13
е
960
f
28
е
УФ-мембраны Hydrosart
h
10000
i
26
j
260
k
11,24
1
68,27
m
93,61
Было получено 3,125 г SPI-продукта S701, который хорошо растворялся в воде. Был приготовлен 3,2% (мас./об.) белковый раствор SPI S701 в воде, прозрачность которого оценивалась с помощью прибора (спектрофотометра) для измерения цвета HunterLab Color Quest XE. Полученный прозрачный раствор с низким рН (3,29) показал отличные цвет и прозрачность (табл.10).
Таблица 10
HunterLab-показатели 3,2% (мас./об.) белкового раствора SPI S70 обжаренной соевой муки
Образец
L<sup>∗</sup>
а<sup>∗</sup>
b<sup>∗</sup>
Мутность
SPI
96,98
-0,97
9,69
3,1
Пример 5
2
'а' г сухих соевых бобов добавлялись к 'b' мл 0,10 М раствора CaCl при температуре окружающей среды и обрабатывались 5 мин при максимальной скорости кухонного блендера до получения водного белкового раствора. Остаточное количество сухих бобов и экстрагированный жир удалялись, а полученный белковый раствор осветлялся путем центрифугирования и фильтрации с получением 'с' мл фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем к фильтрованному белковому раствору добавлялись 'е' мл воды, и рН образца понижался до 3 разбавленной НСl.
Разбавленный и подкисленный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме до 'f' мл путем концентрирования на 'g' мембране с проницаемостью по молекулярной массе 'h' Да, а затем аликвота 'i' мл концентрированного подкисленного белкового раствора подвергалась диафильтрации с использованием 'j' мл воды, очищенной методом обратного осмоса. Полученный подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор имел содержание белка 'k' мас.%, т.е. выход составил '1' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 'm' мас.% (N×6,25) на сухое вещество. Продукт был обозначен как изолят соевого белка (SPI) S701.
Параметры с 'a' по 'm' приводятся в табл.11.
Таблица 11
а
150
b
1000
с
610
d
1,3
е
1220
f
35
е
Hydrosart
h
10000
i
32
j
384
k
11,85
1
53,59
m
95,34
Способ обеспечил получение 3,69 г SPI-продукта S701, который хорошо растворялся в воде и образовал слегка мутный раствор с низким рН, который имел отличный цвет (табл.12) согласно оценке прибором HunterLab Color Quest XE. По ряду причин образец, приготовленный из соевых бобов, при понижении рН до 3 и концентрировании не был полностью прозрачным, как образец, приготовленный из муки. Вероятно, сказалось влияние некоторого остаточного количества масла, которое каким-то образом попало из фильтр-пресса, или каких-то видов белка, которые не были экстрагированы из обжаренной муки, либо влияние различной крепости используемого раствора хлорида кальция. Необходимо заметить, что прозрачность начального разбавленного и подкисленного экстракта в настоящем примере совпадала с результатами, достигнутыми при использовании соевых бобов в примере 2. Дополнительное пропускание через фильтр-пресс после регулирования рН и перед началом ультрафильтрации или в какой-то другой более поздний момент времени в ходе способа позволило бы, по всей вероятности, получить продукт с более высокой прозрачностью.
Таблица 12
HunterLab-показатели 3,2% (мас./об.) белкового раствора SPI S7 из соевых бобов
Образец
L<sup>∗</sup>
а<sup>∗</sup>
b<sup>∗</sup>
Мутность
SPI
96,12
-0,57
8,87
21,3
Пример 6
Способ примера 4 был масштабирован с настольного лабораторного варианта до масштаба пилотной установки.
2
'а' кг обжаренной соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся путем центрифугирования и фильтрации с получением 'с' л фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем к фильтрованному белковому раствору добавлялись 'е' л воды, и рН образца понижался до 3,03 разбавленной НСl.
Разбавленный и подкисленный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме до 'f' л путем концентрирования на 'g' мембране с проницаемостью по молекулярной массе 'h' Да. Аликвота 'i' л концентрированного подкисленного белкового раствора подвергалась диафильтрации с использованием 'j' л воды, очищенной методом обратного осмоса, а затем пастеризовалась при 60°С в течение 1 мин и фильтровалась. Полученный подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор имел содержание белка 'k' мас.%, т.е. выход составил '1' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 'm' мас.% (N×6,25) на сухое вещество Продукт был обозначен как S001-H05-08A S701.
Параметры с 'а' по 'm' приводятся в табл.13.
Таблица 13
а
20
b
100
с
80
d
0,66
е
160
f
5
g
Полиэфирсульфоновые (PES) УФ-мембраны
h
10000
i
5
j
25
k
6,87
1
59,46
m
100,24
Было получено 187 г S701, который хорошо растворялся в воде и образовал прозрачный раствор с низким рН (3,35) и отличного цвета (табл.14), который оценивался прибором HunterLab Color Quest XE.
Таблица 14
HunterLab-показатели 3,2% (мас./об.) белкового раствора S001-H05 S701 из обжаренной соевой муки
Образец
L<sup>∗</sup>
а<sup>∗</sup>
b<sup>∗</sup>
Мутность
SPI
95,65
-0,31
9,38
5,6
Сухой порошок также имел очень светлую окраску (табл.15).
Таблица 15
HunterLab-показатели сухого S001-H05-08A S701 из обжаренной соевой муки
Образец
L<sup>∗</sup>
а<sup>∗</sup>
b<sup>∗</sup>
SPI
87,59
+0,43
8,49
Пример 7
В настоящем примере оценивается термостабильность изолята соевого белка, полученного способом примера 6.
Готовился 2% (мас./об.) белковый раствор S001-H05-08A S701 в воде, как описано в примере 6. Прозрачность образца определялась путем измерения А600, а цвет - с помощью прибора HunterLab Colour Quest XE в трансмиссионном режиме. Затем белковый раствор нагревался до 95°С и выдерживался при этой температуре в течение 30 с с последующим быстрым охлаждением в ледяной воде. Цвет и прозрачность раствора измерялись повторно.
Тепловая обработка белкового раствора лишь незначительно улучшила прозрачность и мало повлияла на цвет образца (табл.16). Сохранение прозрачности при режимах тепловой обработки особенно важно в рамках использования белка в системах напитков, производство многих из которых включает тепловую обработку как часть технологического процесса.
Таблица 16
Результаты измерения прозрачности и цвета 2% (мас./об.) белковог вора S001-H05-08A S701, подвергнутого тепловой обработке при 95°С, 30 с
Образец
А600
L<sup>∗</sup>
a<sup>∗</sup>
b<sup>∗</sup>
Мутность
До тепловой обработки
0,048
97,25
-0,24
6,25
8,1
После тепловой обработки
0,038
97,25
-0,16
6,16
5,0
Пример 8
Настоящий пример проводился с целью оценить влияние свойств экстракционного раствора на выход белка, экстрагированного из обжаренной соевой муки, и установить, обеспечит ли экстракция хлоридом кальция при высоком рН получение прозрачного раствора с рН 3.
Образцы обжаренной соевой муки (10 г) смешивались со 100 мл следующих растворителей:
- вода
- вода плюс достаточное количество разбавленного NaOH для повышения рН экстракции до 8,50
2
- 0,05 М СаСl
2
- 0, 10 М CaCl
2
- 0,15 М СаСl
2
- 0,15 М СаСl плюс достаточное количество разбавленного NaOH для повышения рН экстракции до 8,79
- 0,05 М NaCl
- 0,10 M NaCl
- 0,15 M NaCl
- 0,15 М NaCl плюс достаточное количество разбавленного NaOH для повышения рН экстракции до 8,64.
Образцы перемешивались 30 мин на орбитально движущейся платформе встряхивающего устройства. Затем небольшие количества образцов осветлялись фильтрацией через шприц-фильтр с размером пор 0,45 мкм, и в фильтрованных растворах определялось содержание белка Leco-анализом. Небольшие образцы осветленных экстрактов, полученных экстракцией при высоком рН хлоридом натрия и хлоридом кальция, разбавлялись 2 частями воды, и рН образцов доводился до 3 разбавленной НСl. Затем визуально оценивалась прозрачность образцов.
2
Повышение концентрации раствора хлорида кальция приводило, по-видимому, к увеличению количества белка, экстрагированного из муки (табл.17). Показатель, зафиксированный для 0,05 М экстракта, был чрезвычайно низким, вероятно, вследствие экспериментальной ошибки в измерениях. Повышение концентрации раствора хлорида натрия в процессе экстракции в меньшей степени сказалось на увеличении количества экстрагированного белка. Проведение экстракции при высоком рН приводило, как оказалось, к значительному увеличению количества экстрагированного белка независимо от типа растворителя. Наиболее высокий выход белка был достигнут при экстракции 0,15 М раствором СаСl при высоком рН. При разбавлении этого образца водой наблюдалось образование осадка, но этот осадок повторно солюбилизировался, и образец был полностью прозрачным при понижении рН до 3. Это позволило предположить, что процесс обработки кальцием для получения изолята соевого белка, растворимого и дающего прозрачный раствор при низком рН, можно, при необходимости, комбинировать с щелочной экстракцией с целью повышения выхода. Наблюдения показали, что образцы, полученные экстракцией при более высоком рН, имели более темный желтый цвет, чем образцы, полученные экстракцией при естественном рН, хотя это может быть функцией более высоких концентраций белка. Разбавление водой экстракта с рН 8,64, полученного экстракцией хлоридом натрия, не приводило к образованию помутнения или осадка. Понижение рН образца до 3 не приводило к образованию помутнения и осадка.
Таблица 17
Содержание белка в различных осветленных экстракта
Экстракционный раствор
% белка
вода
0,37
вода, рН 8,50
0,48
0,05 М СаСl<sub>2</sub>
0,03
0,1 ОМ CaCl<sub>2</sub>
0,38
0,15 М СаСl<sub>2</sub>
0,47
0,15М CaCl<sub>2</sub>, рН 8,79
0,81
0,05 М NaCl
0,25
0,10 М NaCl
0,24
0,15 М NaCl
0,32
0,15 М NaCl, рН 8,64
0,68
Пример 9
Настоящий пример иллюстрирует экстракцию другого источника соевого белка водой, хлоридом натрия и хлоридом кальция и влияние подкисления на прозрачность.
2
2
Обезжиренная и минимально термообработанная соевая мука (10 г) экстрагировалась либо водой, 0,15 М NaCl, либо 0,15 М CaCl (100 мл) с использованием стержня/лопаточки для перемешивания в течение 30 мин при комнатной температуре. Затем образцы центрифугировались при 10200g в течение 10 мин для отделения экстракта от остаточных сухих веществ. Супернатант осветлялся фильтрацией через бумажный фильтр с размером пор 25 мкм и шприц-фильтр с размером пор 0,45 мкм, после чего определялись его рН, электропроводность, прозрачность (А600) и содержание белка (Leco). Осветленный образец каждого экстракта разбавлялся в 4 частях воды комнатной температуры, и А600 измерялась повторно. Разбавленные и неразбавленные образцы экстрактов подкислялись до рН 3 разбавленной НСl, и прозрачность измерялась повторно. К образцам водных экстрактов и экстрактов, полученных экстракцией хлоридом натрия, после фильтрации через фильтр с размером пор 25 мкм добавлялись также небольшие количества СаСl, и измерялась электропроводность. Затем смеси центрифугировались при 7800g в течение 10 мин, и супернатанты фильтровались через шприц-фильтр с размером пор 0,45 мкм. Измерялись рН, содержание белка и А600 этих супернатантов, затем рН понижался до 3, и вновь измерялась А600.
Оказалось, что после центрифугирования супернатант от экстракции хлоридом кальция был самым прозрачным из образцов, в то время как супернатант от экстракции хлоридом натрия был несколько мутноватым, а супернатант от экстракции водой был очень мутным. Даже после фильтрации образцов водный экстракт все еще был мутным (табл.18). Экстрагируемость соевой муки была очень хорошей во всех экстракционных растворах, в частности в воде.
Таблица 18
Свойства начальных экстрактов
Образец
А600
% белка
Электропроводность (мСм)
Водный экстракт
0,285
3,53
4,25
0,15 М NaCl-экстракт
0,028
2,84
17,20
0,15 М СаСl<sub>2</sub>-экстракт
0,058
2,90
23,80
При подкислении неразбавленных образцов до рН 3 только экстракт от экстракции хлоридом кальция оставался прозрачным (табл.19). Этот результат указывает на то, что стадия разбавления может и не потребоваться для получения изолята соевого белка, который является растворимым и образует прозрачные растворы при низком рН.
Таблица 19
Влияние подкисления на прозрачность неразбавленных экстракте
Образец
Начальный рН
Конечный рН
Конечная А600
Водный экстракт
6,59
3,04
>3,0
0,15 М NaCl-экстракт
6,44
3,01
>3,0
0,15 М СаСl<sub>2</sub>-экстракт
5,44
3,04
0,060
При применении стадии разбавления экстракт от экстракции хлоридом кальция вновь был единственным образцом, который оставался прозрачным при рН 3 (табл.20).
Таблица 20
Влияние подкисления на прозрачность разбавленных экстрактов
Образец
Начальный рН
Начальная А600
Конечный рН
Конечная А600
Водный экстракт
6,72
0,028
2,90
0,860
0,15 М NaCl-экстракт
6,75
0,443
3,03
2,765
0,15 М СаСl<sub>2</sub>-экстракт
5,66
2,827
2,96
0,032
2
2
2
2
2
Добавление хлорида кальция к водному экстракту повышало электропроводность образца до 7,76 мСм. Электропроводность экстракта, полученного экстракцией хлоридом натрия, повышалась до 22,10 мСм при добавлении хлорида кальция. Оба образца содержали значительное количество осадка после добавления хлорида кальция, но осветлялись стадиями центрифугирования и фильтрации. В процессе осветления отмечалась потеря значительных количеств белка, причем тестирование показало, что при осветлении водного/СаСl-экстракта потери белка составили 1,19%, а при осветлении NаСl/СаСl-экстракта - 2,27% белка. Водный экстракт с добавленным кальцием оставался прозрачным при подкислении до рН 3, в то время как NаСl/СаСl-экстракт становился мутным (табл.21). Интересно, что оба образца этих экстрактов, будучи разбавлены водой перед подкислением, давали прозрачные растворы при рН 3 (данные не представлены). Образец водного/СаСl-экстракта был прозрачным как при разбавлении, так и при добавлении кислоты. Образец NaCl/CaCl-экстpaктa при разбавлении показал образование осадка, но стал прозрачным при понижении рН до 3.
Таблица 21
Влияние подкисления на прозрачность экстрактов с добавленным хлоридом кальция
Образец
Начальный рН
Начальная А600
Конечный рН
Конечная А600
Водный/СаСl<sub>2</sub>-экстракты
5,69
0,014
3,04
0,062
NaCl/CaCl<sub>2</sub>-экстракт
5,48
0,044
2,96
1,889
Пример 10
Настоящий пример иллюстрирует получение изолята соевого белка в масштабе пилотной установки с использованием органической соевой муки, купленной на оптовом продовольственном складе.
2
'а' кг соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука и жировая фаза удалялись, а полученный белковый раствор осветлялся путем центрифугирования и фильтрации с получением 'с' л фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем к фильтрованному белковому раствору добавлялись 'е' л воды, и рН образца понижался до 3,05 разбавленной НСl.
Разбавленный и подкисленный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме до 'f' л путем концентрирования на 'g' мембране с молекулярной проницаемостью 'h' Да. Концентрированный подкисленный белковый раствор подвергался диафильтрации с использованием 'i' л воды, очищенной методом обратного осмоса. Полученный подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор имел содержание белка 'j' мас.%, т.е. выход составил 'k' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор разбавлялся равным объемом воды и фильтровался. Затем белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка '1' % (N×6,25) на сухое вещество Продукт был обозначен как S003-I18-08A S701.
Параметры с 'а' по '1' приводятся в табл.22.
Таблица 22
а
8,12
b
81
с
76
d
1,10
е
76
f
5
е
PES
h
10000
i
25
j
12,73
k
73,1
1
103,01
При растворении продукта S003-I18-08A S701 в воде полученный раствор (рН 3,33) был прозрачным и имел очень светлую окраску, что очевидно из табл.23.
Таблица 23
HunterLab-показатели 3,2% (мас./об.) белкового раствора S003-I18-08A S701
Образец
L<sup>∗</sup>
а<sup>∗</sup>
b<sup>∗</sup>
Мутность
S003-I18-08A S701
96,74
-0,23
6,67
4,7%
Сухой порошок также имел очень светлую окраску, что очевидно из табл.24.
Таблица 24
HunterLab-показатели сухого S003-I18-08A S701
Образец
L<sup>∗</sup>
а<sup>∗</sup>
b<sup>∗</sup>
S003-I18-08A S701
88,03
+0,35
5,90
Пример 11
Настоящий пример иллюстрирует получение изолята соевого белка в масштабе пилотной установки с использованием обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки.
2
'а' кг соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся путем центрифугирования и фильтрации с получением 'с' л фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем к фильтрованному белковому раствору добавлялись 'е' л воды, и рН образца понижался до 3,01 разбавленной НСl.
Разбавленный и подкисленный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме до 'f' л путем концентрирования на 'g' мембране с молекулярной проницаемостью 'h' Да. Концентрированный подкисленный белковый раствор подвергался диафильтрации с использованием 'i' л воды, очищенной методом обратного осмоса. Полученный подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор имел содержание белка 'j' мас.%, т.е. выход составил 'k' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Затем подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка '1' % (N×6,25) на сухое вещество. Продукт был обозначен как S004-J02-08A S701.
Параметры с 'а' по '1' приводятся в табл.25.
Таблица 25
а
10
b
100
с
94
d
1,26
е
94
f
7
е
PES
h
10000
i
28
j
12,66
k
74,02
1
101,22
При растворении изолята S004-J02-08A S701 в воде полученный раствор (рН 3,09) был прозрачным и имел очень светлую окраску, что очевидно из табл.26.
Таблица 26
HunterLab-показатели 3,2% (мас./об.) белкового раствора S004-J02-08A S701
Образец
L<sup>∗</sup>
а<sup>∗</sup>
b<sup>∗</sup>
Мутность
S004-J02-08A S701
97,92
-1,21
7,72
1,2%
Сухой порошок также имел очень светлую окраску, что очевидно из табл.27.
Таблица 27
HunterLab-показатели сухого S004-J02-08A S701
Образец
L<sup>∗</sup>
а<sup>∗</sup>
b<sup>∗</sup>
S004-J02-08A S701
87,02
-0,82
10,32
Пример 12
Настоящий пример иллюстрирует получение нового кислоторастворимого изолята соевого белка (S701).
2
'а' кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора СаСl при температуре окружающей среды и перемешивались 60 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся путем центрифугирования и фильтрации с получением 'с' л фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем к фильтрованному белковому раствору добавлялись 'е' л воды, очищенной методом обратного осмоса, и рН образца понижался до 'f' разбавленной НСl.
Разбавленный и подкисленный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме до 'g' л путем концентрирования на 'h' мембране с молекулярной проницаемостью 'i' Да. Концентрированный подкисленный белковый раствор подвергался диафильтрации с использованием 'j' л воды, очищенной методом обратного осмоса. Полученный подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор имел содержание белка 'k' мас.%, т.е. выход составил '1' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Затем подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 'm' % (N×6,25) на сухое вещество Продукт был обозначен как 'n' S701.
Параметры с 'а' по 'n' для трех процессов приводятся в табл.28.
Таблица 28
Параметры процессов получения S701
n
S005-K18-08A
S005-K24-08A
S005-L08-08A
а
60
60
20
b
600
600
200
с
410
360
170
d
2,63
2,53
2,03
е
410
360
170
f
3,07
3,07
3,06
е
70
81
49
h
PES
PES
PES
i
10000
10000
10000
j
350
405
250
k
13,34
13,52
N/A
1
89,6
91,1
N/A
m
102,71
103,19
105,54
N/A=нет данных
Пример 13
Настоящий пример иллюстрирует получение изолята соевого белка способом с образованием белковой мицеллярной массы.
10 кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 200 л 0,5 М раствора NaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 60 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся путем центрифугирования и фильтрации с получением 165 л фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 1,34 мас.%.
Раствор белкового экстракта уменьшался в объеме до 12,06 кг путем концентрирования на PES-мембране, имеющей проницаемость по молекулярной массе 100000 Да, с получением концентрированного белкового раствора с содержанием белка 17,51 мас.%.
Концентрированный раствор при 30°С разбавлялся в соотношении 1:5 холодной RO-водой, имеющей температуру 4°С. Мгновенно образовавшееся белое помутнение осаждалось отстаиванием. Верхний слой воды, взятой для разбавления, удалялся, а осевшая вязкая клейкая масса (РММ) извлекалась со дна резервуара с выходом 20,8 мас.% фильтрованного белкового раствора. Сухой белок, полученный из РММ, имел, как было установлено, содержание белка 99,66 мас.% (N×6,25) на сухое вещество. Продукт был обозначен как S005-K19-08A S300.
Пример 14
Настоящий пример содержит оценку растворимости в воде изолята соевого белка, полученного способом примера 12 (S701); изолята соевого белка, полученного РММ-способом примера 13 (S300), и двух изолятов соевого белка промышленного производства, а именно Pro Fam 825 и Pro Fam 873 (ADM, Decatur, IL), продуктов, которые характеризуются производителем как высокорастворимые. Растворимость тестировалась на основе определения растворимости белка (так называемый protein-метод, являющийся модифицированной версией методики Morr et al., J. Food Sci. 50:1715-1718) и на основе определения общей растворимости продукта (так называемый pellet-метод).
Количество сухого порошкообразного белка, достаточное для обеспечения 0,5 г белка, взвешивалось в лабораторном стакане, после чего к нему добавлялось небольшое количество воды, очищенной методом обратного осмоса (RO-вода), и смесь перемешивалась до образования однородной пасты. Затем добавлялось дополнительное количество воды для доведения объема примерно до 45 мл. Содержимое стакана медленно перемешивалось в течение 60 мин с помощью магнитной мешалки. рН измерялся сразу после диспергирования белка и доводился до соответствующего уровня (2, 3, 4, 5, 6 или 7) разбавленным NaOH или НСl. Готовился также образец с нативным рН. В образцах с отрегулированным рН величина рН измерялась и корректировалась дважды в ходе 60-минутного перемешивания. Спустя 60 мин перемешивания общий объем образца доводился до 50 мл RO-водой с получением 1% (мас./об.) белковой дисперсии. Содержание белка в дисперсиях измерялось с помощью прибора для определения азота (Leco FP528 Nitrogen Determinator). Затем аликвоты (20 мл) дисперсий переносились в предварительно взвешенные центрифужные пробирки, которые просушивались в течение ночи в сушильном шкафу при 100°С, а затем охлаждались в десикаторе, и пробирки укупоривались колпачками. Образцы центрифугировались при 7800g в течение 10 мин с получением осадка нерастворимого материала и прозрачного супернатанта. Содержание белка в супернатанте измерялось Leco-анализом, затем супернатант и колпачки пробирок отбрасывались, а осадок нерастворимого материала в пробирках высушивался в течение ночи в сушильном шкафу, установленном на 100°С. На следующее утро пробирки переносились в десикатор и оставлялись для охлаждения. Далее определялась масса сухого осадка. Сухая масса исходного порошкообразного белка рассчитывалась путем умножения массы использованного порошка на коэффициент ((100 - влагосодержание порошка (%))/100). Затем рассчитывалась растворимость продукта двумя различными методами;
1) растворимость по protein-методу (%)=(% белка в супернатанте/% белка в начальной дисперсии)×100;
2) растворимость по pellet-методу (%)=(1 - (масса сухого осадка нерастворимого материала в пробирках/((масса 20 мл дисперсии/масса 50 мл дисперсии) × масса исходного сухого порошкообразного белка)))×100.
Значения нативного рН водных дисперсий белковых изолятов, полученных в примерах 12 и 13, и изолятов промышленного производства представлены в табл.29.
Таблица 29
Нативный рН дисперсий 1% (мас./об.) белка в воде
Партия
Продукт
Нативный рН
S005-K18-08A
S701
3,21
S005-K24-08A
S701
3,36
S005-L08-08A
S701
3,35
S005-K19-08A
S300
6,76
Pro Fam 825
7,23
Pro Fam 873
7,19
Полученные результаты определения растворимости представлены в табл.30 и 31.
Таблица 30
Растворимость продуктов при различных значениях рН на основе protein-метода
Партия
Продукт
Растворимость (protein-метод) (%)
рН 2
рН 3
рН 4
рН 5
рН 6
рН 7
Нативный pН
S005-K18-08A
S701
97,1
99,1
100,0
1,0
26,2
94,4
98,0
S005-K24-08A
S701
97,8
99,0
95,2
15,2
27,6
100,0
100,0
S005-L08-08A
S701
100,0
100,0
100,0
4,2
28,6
100,0
100,0
S005-K19-08A
S300
100,0
100,0
85,3
8,1
23,7
100,0
94,7
Pro Fam 825
50,0
32,6
12,1
8,3
56,1
49,5
58,4
Pro Fam 873
57,4
31,1
23,2
13,5
29,9
42,9
45,2
Таблица 31
Растворимость продуктов при различных значениях рН на основе pellet-метода
Партия
Продукт
Растворимость (pellet-метод) (%)
рН 2
рН 3
рН 4
рН 5
рН 6
рН 7
Нативный pН
S005-K18-08A
S701
100,0
100,0
100,0
24,3
37,5
99,0
97,1
S005-K24-08A
S701
99,8
100,0
99,9
20,2
40,4
91,5
98,7
S005-L08-08A
S701
100,0
100,0
100,0
66,8
72,4
99,7
100,0
S005-K19-08A
S300
96,5
96,1
76,3
5,7
29,1
93,1
86,8
Pro Fam 825
48,5
30,1
15,3
17,5
50,6
53,7
54,1
Pro Fain 873
49,7
30,9
18,4
18,0
36,6
42,7
43,1
Как можно видеть из результатов табл.30 и 31, продукты S701 показали намного более высокую растворимость, чем промышленные изоляты, в диапазоне рН от 2 до 4, а также при рН 7, независимо от метода определения растворимости. Отличная растворимость в диапазоне низких значений рН является ключевым фактором в пригодности продукта S701 для использования в кислых напитках. По профилю растворимости продукт S300 сходен с продуктом S701 за исключением того, что при рН 4 его растворимость была недостаточно высокой, хотя и выше, чем у продуктов промышленного производства.
Пример 15
Настоящий пример содержит оценку прозрачности в воде изолята соевого белка, полученного способом примера 12 (S701); изолята соевого белка, полученного РММ-способом примера 13 (S300), и двух промышленных изолятов соевого белка - Pro Fam 825 и ProFam 873.
Прозрачность 1% (мас./об.) белковых дисперсий, приготовленных, как описано в примере 14, оценивалась путем измерения поглощения видимого света при 600 нм (А600) с помощью спектрофотометра с использованием воды в качестве контроля. Анализ образцов прибором для измерения цвета HunterLab Color Quest XE в трансмиссионном режиме позволил также получить показатель мутности в процентах - другой меры прозрачности. В обоих тестах более низкая оценка указывала на более высокую прозрачность.
Результаты определения прозрачности представлены в табл.32 и 33.
Таблица 32
Прозрачность растворов при различных значениях рН по результатам оценки А600
Партия
Продукт
A600
pH 2
рН 3
рН 4
рН 5
рН 6
рН 7
Нативный рН
S005-K18-08A
S701
0,007
0,009
0,023
>3,0
>3,0
0,225
0,013
S005-K24-08A
S701
0,013
0,014
0,028
>3,0
>3,0
0,355
0,014
S005-L08-08A
S701
0,014
0,018
0,028
>3,0
>3,0
0,174
0,026
S005-K19-08A
S300
0,059
0,117
1,995
>3,0
>3,0
0,319
0,468
Pro Fam 825
2,842
>3,0
>3,0
>3,0
2,944
2,891
2,879
Pro Fam 873
2,765
2,907
>3,0
>3,0
2,875
2,824
2,806
Таблица 33
Прозрачность растворов при различных значениях рН по результатам HunterLab-анализа
Партия
Продукт
HunterLab-показатель мутности (%)
pH 2
рН 3
рН 4
рН 5
рН 6
рН 7
Нативный рН
S005-K18-08A
S701
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
S005-K24-08A
S701
0,0
0,0
0,2
94,5
94,4
47,0
0,0
S005-L08-08A
S701
0,0
0,0
0,0
93,5
93,3
20,2
0,0
S005-K19-08A
S300
5,8
16,9
92,4
93,4
93,4
40,2
54,1
Pro Fam 825
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
Pro Fam 873
95,1
95,4
95,6
95,7
95,6
95,3
95,3
N/A=нет данных
Как можно видеть из результатов табл.32 и 33, растворы S701, приготовленные в диапазоне рН от 2 до 4, были предельно прозрачными, независимо от метода оценки прозрачности. Растворы изолятов промышленного производства были крайне мутными при всех тестируемых значениях рН. Раствор S300 был довольно прозрачным при рН от 2 до 3, но не настолько прозрачным, насколько растворы S701. При рН 4 раствор S300 был совсем мутным. Растворы S701 и S300 были прозрачнее, чем растворы промышленных изолятов при рН 7, но все же не такими прозрачными, как подкисленные растворы.
Пример 16
Настоящий пример содержит оценку термостабильности в воде изолятов соевого белка, полученных способом примера 12 (S701). Готовились 2% (мас./об.) белковые растворы S701 в воде, и их рН при необходимости доводился до рН 3. Прозрачность этих растворов оценивалась путем измерения мутности прибором HunterLab Color Quest XE. Затем растворы нагревались до 95°С, выдерживались при этой температуре 30 с и сразу охлаждались до комнатной температуры на ледяной бане. Далее прозрачность термообработанных растворов измерялась вторично.
Прозрачность белковых растворов до и после тепловой обработки представлена в табл.34.
Таблица 34
Влияние тепловой обработки на прозрачность растворов
Партия
Продукт
Мутность (%) перед тепловой обработкой
Мутность (%) после тепловой обработки
S005-K18-08A
S701
0,0
0,0
S005-K24-08A
S701
0,0
0,0
S005-L08-08A
S701
0,0
0,0
Как можно видеть из результатов табл.34, растворы S701 первоначально были полностью прозрачными и оставались такими и после тепловой обработки.
Пример 17
Настоящий пример содержит оценку растворимости в безалкогольном напитке (Sprite) и напитке для спортсменов (Orange Gatorade) изолята соевого белка, полученного способом примера 12 (S701); изолята соевого белка, полученного РММ-способом примера 13 (S300), и изолятов соевого белка промышленного производства Pro Fam 825 и Pro Fam 873. Растворимость определялась после добавления белка в напитки без корректирования рН и вторично определялась при доведении рН обогащенных белком напитков до уровня рН оригинальных напитков.
При оценке растворимости без корректирования рН количество порошкообразного белка, достаточное для обеспечения 1 г белка, взвешивалось в лабораторном стакане, затем добавлялось небольшое количество напитка, и смесь перемешивалась до образования однородной пасты. Для доведения объема до 50 мл добавлялось дополнительное количество напитка, после чего растворы медленно перемешивались на магнитной мешалке в течение 60 мин до образования 2% белковой (мас./об.) дисперсии. Содержание белка в образцах определялось прибором LECO FP528 Nitrogen Determinator, затем аликвота содержащих белок напитков центрифугировалась при 7800g в течение 10 мин, и измерялось содержание белка в супернатанте.
Растворимость (%)=(% белка в супернатанте/% белка в начальной дисперсии)×100.
При оценке растворимости с корректированием рН измерялся рН безалкогольного напитка (Sprite) (3,39) и напитка для спортсменов (Orange Gatorade) (3,19) без белка. Количество порошкообразного белка, достаточное для обеспечения 1 г белка, взвешивалось в лабораторном стакане, затем добавлялось небольшое количество напитка, и смесь перемешивалась до образования однородной пасты. Для доведения объема до примерно 45 мл добавлялось дополнительное количество напитка, затем растворы медленно перемешивались на магнитной мешалке в течение 60 мин. Далее измерялся рН содержащих белок напитков и при необходимости устанавливался на уровне рН оригинальных, т.е. не содержащих белок, напитков путем добавления НСl или NaOH. Затем общий объем каждого раствора доводился до 50 мл добавлением дополнительного количества напитка до образования 2% белковой (мас./об.) дисперсии. Содержание белка в образцах определялось прибором LECO FP528 Nitrogen Determinator, затем аликвота содержащих белок напитков центрифугировалась при 7800g в течение 10 мин, и измерялось содержание белка в супернатанте.
Растворимость (%)=(% белка в супернатанте/% белка в начальной дисперсии)×100.
Полученные результаты представлены в табл.35.
Таблица 35
Растворимость продуктов в напитках Sprite и Orange Gatorade
Партия
Продукт
Без корректирования рН
С корректированием рН
Растворимость (%) в Sprite
Растворимость (%) в Orange Gatorade
Растворимость (%) в Sprite
Растворимость (%) в Orange Gatorade
S005-К18-08А
S701
100,0
98,0
100,0
91,7
S005-К24-08А
S701
98,9
100,0
97,1
100,0
S005-L08-08A
S701
100,0
93,4
100,0
100,0
S005-К19-08А
S300
4,8
71,0
95,3
85,2
Pro Fam 825
5,5
19,0
26,6
33,0
Pro Fam 873
12,1
16,4
23,2
26,5
Как можно видеть из результатов табл.35, продукт S701 показал высокую растворимость в Sprite и Orange Gatorade. Продукт S701 является подкисленным продуктом, и его влияние на рН напитков незначительно. Продукт S300 и изоляты промышленного производства не являются подкисленными продуктами. Растворимость этих продуктов несколько улучшалась за счет корректирования рН напитков. Однако даже после корректирования рН промышленные изоляты показали намного меньшую растворимость, чем S701. Продукт S300 показал несколько меньшую растворимость, чем S701, после корректирования рН.
Пример 18
Настоящий пример содержит оценку прозрачности в безалкогольном напитке и напитке для спортсменов изолята соевого белка, полученного способом примера 12 (S701); изолята соевого белка, полученного РММ-способом примера 13 (S300), и промышленных изолятов соевого белка Pro Fam 825 и Pro Fam 873.
Прозрачность 2% (мас./об.) белковых дисперсий, приготовленных в безалкогольном напитке (Sprite) и напитке для спортсменов (Orange Gatorade) в примере 17, оценивалась методами, описанными в примере 15, но с использованием соответствующего напитка в качестве контроля в спектрофотометре для измерений светопоглощения при 600 нм.
Полученные результаты представлены в табл.36 и 37.
Таблица 36
Прозрачность (А600) продуктов в Sprite и Orange Gatorade
Партия
Продукт
Без корректирования рН
С корректированием рН
А600 в Sprite
А600 в Orange Gatorade
А600 в Sprite
А600 в Orange Gatorade
S005-K18-08A
S701
0,017
0,000
0,016
0,000
S005-K24-08A
S701
0,017
0,000
0,007
0,000
S005-L08-08A
S701
0,030
0,000
0,035
0,010
S005-K19-08A
S300
>3,0
>3,0
1,339
1,028
Pro Fam 825
>3,0
2,972
>3,0
>3,0
Pro Fam 873
>3,0
2,961
>3,0
>3,0
Таблица 37
HunterLab-показатели мутности продуктов в Sprite и Orange Gatorade
Партия
Продукт
Без корректирования рН
С корректированием рН
Мутность (%)в Sprite
Мутность(%) в Orange Gatorade
Мутность (%) в Sprite
Мутность (%) в Orange Gatorade
Без белка
0,0
44,0
0,0
44,0
S005-K18-08A
S701
0,0
38,5
5,4
47,6
S005-K24-08A
S701
0,0
39,7
0,0
41,4
S005-L08-08A
S701
0,0
40,8
8,4
48,6
S005-K19-08A
S300
93,6
93,5
94,9
86,3
Pro Fam 825
93,3
93,7
90,8
91,4
Pro Fam 873
93,4
94,2
90,9
91,9
Как можно видеть из результатов табл.36 и 37, продукт S701 оказал минимальное влияние на прозрачность Sprite и Orange Gatorade. Добавление промышленных изолятов и S300 сделало указанные напитки очень мутными, даже после корректирования рН.
Пример 19
Настоящий пример содержит оценку растворимости в алкогольных напитках изолята соевого белка, полученного способом примера 12 (S701); изолята соевого белка, полученного РММ-методом примера 13 (S300), и промышленных изолятов соевого белка Pro Fam 825 и Pro Fam 873. Растворимость определялась после добавления белка к напиткам без корректирования рН и повторно после доведения рН обогащенных белком напитков до уровня оригинальных напитков (без белка).
При оценке растворимости без корректирования рН количество порошкообразного белка, достаточное для обеспечения 1 г белка, взвешивалось в лабораторном стакане, затем добавлялось небольшое количество напитка, и смесь перемешивалась до образования однородной пасты. Для доведения объема до 50 мл добавлялось дополнительное количество напитка, а затем растворы медленно перемешивались на магнитной мешалке в течение 60 мин до образования 2% белковой (мас./об.) дисперсии. Содержание белка в образцах определялось прибором LECO FP528 Nitrogen Determinator, затем аликвота содержащих белок напитков центрифугировалась при 7800g в течение 10 мин, и измерялось содержание белка в супернатанте.
Растворимость (%)=(% белка в супернатанте/% белка в начальной дисперсии)×100.
При оценке растворимости с корректированием рН измерялся рН пива Miller Genuine Draft beer (4,05), Bacardi Breezer Strawberry Daiquiri (клубничный коктейль (дайкири) из рома Бакарди с соком и сахаром) (3,60), Pomtini Vodka (барный коктейль из водки, лайма, грейпфрута, граната) и Pomegranate Cooler (гранатовый кулер (коктейль)) (3,36) без белка. Количество порошкообразного белка, достаточное для обеспечения 1 г белка, взвешивалось в лабораторном стакане, затем добавлялось небольшое количество напитка, и смесь перемешивалась до образования однородной пасты. Для доведения объема до примерно 45 мл добавлялось дополнительное количество напитка, затем растворы медленно перемешивались на магнитной мешалке в течение 60 мин. Измерялся рН содержащих белок напитков и при необходимости устанавливался на уровне рН оригинальных, т.е. не содержащих белок, напитков путем добавления НСl или NaOH. Затем общий объем каждого раствора доводился до 50 мл добавлением дополнительного количества напитка для образования 2% белковой (мас./об.) дисперсии. Содержание белка в образцах определялось прибором LECO FP528 Nitrogen Determinator, затем аликвота содержащих белок напитков центрифугировалась при 7800g в течение 10 мин, и измерялось содержание белка в супернатанте.
Растворимость (%)=(% белка в супернатанте/% белка в начальной дисперсии)×100.
Полученные результаты представлены в табл.38 и 39.
Таблица 38
Растворимость продуктов в алкогольных напитках без корректирования рН
Партия
Продукт
Растворимость (%) в Miller Genuine Draft Beer
Растворимость (%) в Bacardi Breezer
Растворимость (%) в Pomtini Cooler
S005-K18-08A
S701
98,6
100
98,9
S005-K24-08A
S701
100
100
99,0
S005-L08-08A
S701
100
100
100
S005-K19-08A
S300
18,9
25,8
32,2
Pro Fam 825
30,1
14,8
22,3
Pro Fam 873
35,0
23,3
26,4
Таблица 39
Растворимость продуктов в алкогольных напитках с корректированием рН
Партия
Продукт
Растворимость (%) в Miller Genuine Draft Beer
Растворимость (%) в Bacardi Breezer
Растворимость (%) в Pomtini Cooler
S005-K18-08A
S701
97,2
98,9
95,3
S005-K24-08A
S701
100
98,3
97,9
S005-L08-08A
S701
99,4
98,3
100
S005-K19-08A
S300
33,3
63,3
73,7
Pro Fam 825
22,4
26,1
16,0
Pro Fam 873
23,3
34,2
22,0
Как можно видеть из результатов табл.38 и 39, продукт S701 показал высокую растворимость в алкогольных напитках. Поскольку продукт S701 является подкисленным продуктом, его добавление не изменяло рН напитков в такой мере, в какой изменили нейтральный S300 и промышленные изоляты. Растворимость S300 несколько улучшалась за счет корректирования рН напитков, но все же была заметно хуже, чем растворимость S701. Промышленные изоляты показали плохую растворимость, независимо от того, корректировался рН напитков или нет.
Пример 20
Настоящий пример содержит оценку прозрачности и термостабильности в алкогольных напитках изолята соевого белка, полученного способом примера 12 (S701); изолята соевого белка, полученного РММ-способом примера 13 (S300), и изолятов соевого белка промышленного производства Pro Fam 825 и Pro Fam 873.
Прозрачность 2% (мас./об.) белковых дисперсий, приготовленных в алкогольных напитках в примере 19, оценивалась методами, описанными в примере 15, но с использованием соответствующего напитка в качестве контроля в спектрофотометре для измерений светопоглощения при 600 нм. Термостабильность оценивалась путем нагревания аликвоты содержащих белок алкогольных напитков до 95°С и выдержки образцов при этой температуре в течение 30 с. Затем образцы сразу охлаждались до комнатной температуры на ледяной бане, и прозрачность измерялась повторно. Соответствующий напиток, не подвергавшийся тепловой обработке и не содержащий белка, использовался в качестве контроля в спектрофотометре для измерений светопоглощения при 600 нм.
Полученные результаты представлены в табл.40-43.
Таблица 40
Прозрачность (А600) продуктов в алкогольных напитках до и после тепловой обработки (без корректирования рН)
Партия
Продукт
Miller Genuine Draft
Bacardi Breezer
Pomtini Cooler
А600 до тепловой обработки
А600 после тепловой обработки
А600 до тепловой обработки
А600 после тепловой обработки
А600 до тепловой обработки
А600 после тепловой обработки
S005-K18-08А
S701
0,032
0,002
0,117
0,096
0,163
0,089
S005-K24-08А
S701
0,031
0,010
0,065
0,091
0,187
0,092
S005-L08-08А
S701
0,056
0,021
0,095
0,100
0,203
0,093
S005-K19-08А
S300
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
Pro Fam 825
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
Pro Fam 873
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
Таблица 41
Прозрачность (А600) продуктов в алкогольных напитках до и после тепловой обработки (с корректированием рН)
Партия
Продукт
Miller Genuine Draft
Bacardi Breezer
Pomtini Cooler
А600 до тепловой обработки
А600 после тепловой обработки
А600 до тепловой обработки
А600 после тепловой обработки
А600 до тепловой обработки
А600 после тепловой обработки
S005-K18-08А
S701
0,082
0,071
0,076
0,036
0,208
0,160
S005-K24-08А
S701
0,035
0,034
0,059
0,045
0,213
0,150
S005-L08-08А
S701
0,369
0,302
0,098
0,056
0,251
0,178
S005-K19-08А
S300
>3,0
>3,0
2,444
1,830
2,498
0,707
Pro Fam 825
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
Pro Fam 873
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
>3,0
Таблица 42
HunterLab-показатели мутности продуктов в алкогольных напитках до и после тепловой обработки (без корректирования рН)
Партия
Продукт
Miller Genuine Draft
Bacardi Breezer
Pomtini Cooler
Мутность (%) до тепловой обработки
Мутность (%) после тепловой обработки
Мутность (%) до тепловой обработки
Мутность (%) после тепловой обработки
Мутность (%) до тепловой обработки
Мутность (%) после тепловой обработки
Без белка
0,0
N/A
29,1
N/A
17,2
N/A
S005-K18-08А
S701
1,9
0,0
33,4
25,5
19,8
10,4
S005-K24-08А
S701
5,4
0,7
30,3
24,9
23,5
12,4
S005-L08-08А
S701
6,1
1,4
33,8
26,5
23,6
12,7
S005-K19-08А
S300
93,3
93,2
94,1
94,0
95,3
93,7
Pro Fam 825
93,0
92,7
94,0
94,9
97,6
96,3
Pro Fam 873
93,2
93,1
94,4
94,3
95,1
94,8
N/A=нет данных
Таблица 43
HunterLab-показатели мутности продуктов в алкогольных напитках до и после тепловой обработки (с корректированием рН)
Партия
Продукт
Miller Genuine Draft
Bacardi Breezer
Pomtini Cooler
Мутность (%)до тепловой обработки
Мутность (%) после тепловой обработки
Мутность (%) до тепловой обработки
Мутность (%) после тепловой обработки
Мутность (%) до тепловой обработки
Мутность (%) после тепловой обработки
Без белка
0,3
N/A
25,9
N/A
N/A
N/A
S005-K18-08А
S701
20,0
18,1
33,5
25,6
N/A
N/A
S005-K24-08А
S701
7,3
7,2
31,9
29,7
N/A
N/A
S005-L08-08А
S701
20,6
14,0
35,2
31,2
N/A
N/A
S005-K19-08А
S300
97,0
96,3
96,7
95,6
N/A
81,9
Pro Fam 825
96,9
96,9
96,9
97,1
N/A
98,7
Pro Fam 873
97,0
97,1
97,2
96,9
N/A
99,6
N/A=нет данных
Как можно видеть из результатов табл. 40-43, добавление S701 оказало незначительное влияние на прозрачность алкогольных напитков. Однако напитки, содержащие промышленные изоляты соевого белка и S300, были очень мутными. Тепловая обработка не ухудшала прозрачности алкогольных напитков, содержащих S701, а во многих случаях несколько улучшала ее. Напитки, содержащие промышленные изоляты и S300, оставались мутными и после тепловой обработки.
Пример 21
Настоящий пример содержит оценку содержания специфических элементов в изоляте соевого белка, полученного способом примера 12 (S701); изоляте соевого белка, полученного РММ-способом примера 13 (S300), и в промышленном изоляте соевого белка Pro Fam 825.
Обнаружение элементов - кальция, фосфора, магния, калия, натрия, железа, меди, цинка и марганца - проводилось плазменно-эмиссионной спектроскопией.
Полученные результаты представлены в табл.44.
Таблица 44
Содержание специфических элементов в белковых продуктах
Партия
Продукт
% в пересчете на сухую массу
ppm=частей на миллион частей
Са
Р
Mg
К
Na
Fe
Сu
Zn
Mn
S005-K18-08A
S701
0,03
0,03
0,01
0,04
0,04
0,003
16
8,14
1
S005-K24-08A
S701
0,08
0,04
0,01
0,02
0,04
0,004
23
5,42
3
S005-L08-08A
S701
0,12
0,06
0,01
0,01
0,02
0,007
22
4,76
2
S005-K19-08A
S300
0,16
0,27
0,07
0,16
1,28
0,01
31
37,77
35
Pro Fam 825
0,08
0,90
0,04
0,93
0,96
0,01
13
47,87
10
Как можно видеть из результатов табл.44, содержание искомых элементов в продуктах S701 в большинстве случаев было ниже, чем в S300 или промышленном изоляте. В частности, продукты S701 имели более низкое содержание фосфора, калия, натрия, цинка и марганца по сравнению с другими изолятами.
Пример 22
Настоящий пример содержит оценку содержания фитиновой кислоты в изоляте соевого белка, полученного способом примера 12 (S701); изоляте соевого белка, полученного РММ-способом примера 13 (S300), и в промышленных изолятах соевого белка Pro Fam 825 и 873.
Содержание фитиновой кислоты определялось методом Latta and Eskin (J. Agric. Food Chem., 28:1313-1315).
Полученные результаты представлены в табл.45.
Таблица 45
Содержание фитиновой кислоты в белковых продукта
Партия
Продукт
% фитиновой кислоты
S005-K18-08A
S701
0,00
S005-K24-08A
S701
0,02
S005-L08-08A
S701
0,00
S005-K19-08A
S300
0,62
Pro Fam 825
2,00
Pro Fam 873
1,53
Как можно видеть из результатов в табл.45, образцы S701 имели крайне низкое содержание фитиновой кислоты, в то время как S300 и промышленные изоляты содержали значительные уровни фитиновой кислоты.
Пример 23
Настоящий пример содержит оценку растворимости в восстановленном напитке для спортсменов (порошок Orange Gatorade) изолята соевого белка, полученного способом примера 12 (S701); изолята соевого белка, полученного РММ-способом примера 13 (S300), и промышленных изолятов соевого белка Pro Fam 825 и Pro Fam 873. Растворимость определялась при сухом смешивании белка и порошка указанного напитка и последующем растворении смеси в воде без корректирования рН и повторно с доведением рН восстановленной смеси белок/порошок напитка до уровня рН восстановленного порошкообразного напитка без белка.
Согласно инструкции по приготовлению, помещенной на контейнере с порошком Orange Gatorade, для приготовления 100 мл напитка требуется 6,68 г порошка. Количество порошкообразного белка, достаточное для обеспечения 2 г белка, взвешивалось в лабораторном стакане на 250 мл, затем добавлялся порошок (6,68 г) Orange Gatorade, получение смеси сухим смешиванием достигалось за счет круговых движений стакана. К смеси белок/Gatorade (2% белка мас./об.) добавлялась вода (100 мл), очищенная методом обратного осмоса (RO), и образец медленно перемешивался на плите для перемешивания в течение 60 мин. При оценке образцов с рН-корректированием рН восстановленного напитка из смеси Gatorade/белок доводился до 3,17 (рН восстановленного порошка Orange Gatorade без белка) с помощью либо НСl, либо NaOH. Далее проводился анализ содержания белка в образцах прибором LECO FP528 Nitrogen Determinator, после чего аликвота напитков центрифугировалась при 7800g в течение 10 мин, и измерялось содержание белка в супернатанте.
Растворимость (%)=(% белка в супернатанте/% белка в начальной дисперсии)×100.
Полученные результаты представлены в табл.46.
Таблица 46
Растворимость белковых продуктов, восстановленных с порошком Orange Gatorade
Партия
Продукт
Без корректирования pН
С корректированием pН
Растворимость (%)
Растворимость (%)
BW-S005-K18-08A
S701
94,7
100
BW-S005-K24-08A
S701
97,4
100
BW-S005-L08-08A
S701
97,9
100
BW-S005-K19-08A
S300
49,5
94,4
Pro Fam 825
12,9
13,1
Pro Fam 873
14,0
12,7
Как можно видеть из результатов табл.46, продукты S701 показали высокую растворимость вместе с порошком Gatorade. S701 является подкисленным продуктом, поэтому его влияние на рН восстановленного напитка было незначительным. S300 не является подкисленным продуктом, поэтому он показал высокую растворимость только при корректировании рН. Промышленные соевые изоляты также не являются подкисленными продуктами, но они показали плохую растворимость с порошком Gatorade независимо от того, проводилось корректирование рН или нет.
Пример 24
Настоящий пример содержит оценку прозрачности в восстановленном напитке для спортсменов (порошок Orange Gatorade) изолята соевого белка, полученного способом примера 12 (S701); изолята соевого белка, полученного РММ-способом примера 13 (S300), и промышленных изолятов соевого белка Pro Fam 825 и Pro Fam 873. Прозрачность определялась после сухого смешивания белка и порошка напитка с последующим растворением смеси в воде без корректирования рН, а также после доведения рН восстановленной смеси белок/порошок напитка до уровня рН восстановленного напитка без белка.
Прозрачность 2% (мас./об.) белковых дисперсий, приготовленных в восстановленном напитке для спортсменов (порошок Orange Gatorade) в примере 23, оценивалась методами, описанными в примере 15, но с использованием соответствующего напитка в качестве контроля в спектрофотометре для измерений светопоглощения при 600 нм.
Полученные результаты представлены в табл.47.
Таблица 47
Прозрачность белковых продуктов, восстановленных с порошком Orange Gatorade
Партия
Продукт
Без корректирования рН
С корректированием pН
А600
Мутность (%)
А600
Мутность (%)
Без белка
0,000
31,7
0,000
31,7
BW-S005-K18-08A
S701
0,040
32,6
0,001
32,0
BW-S005-K24-08A
S701
0,043
33,3
0,006
33,8
BW-S005-L08-08A
S701
0,077
37,4
0,038
37,1
BW-S005-K19-08A
S300
>3,0
94,0
1,23
83,9
Pro Fam 825
>3,0
94,3
>3,0
97,1
Pro Fam 873
>3,0
94,4
>3,0
97,3
Как можно видеть из результатов табл.47, продукты S701 оказали незначительное влияние на уровень мутности в восстановленном порошке Orange Gatorade. Восстановленный порошок Orange Gatorade с S300 и промышленными изолятами был очень мутным независимо от того, проводилось корректирование рН или нет.
Пример 25
Настоящий пример содержит оценку растворимости в восстановленном безалкогольном напитке (порошок Raspberry Ice Crystal Light) изолята соевого белка, полученного способом примера 12 (S701), изолята соевого белка, полученного РММ-способом примера 13 (S300), и промышленных изолятов соевого белка Pro Fam 825 и Pro Fam 873. Растворимость определялась после сухого смешивания порошкообразного белка и порошка напитка и последующего растворения смеси в воде без корректирования рН, а также с доведением рН восстановленной смеси белок/напиток до уровня рН восстановленного порошка напитка без белка.
Согласно инструкции по приготовлению на упаковке с порошком Raspberry Ice Crystal Light для приготовления 100 мл напитка требуется 0,53 г порошка. Количество порошкообразного белка, достаточное для обеспечения 2 г белка, взвешивалось в лабораторном стакане на 250 мл, затем добавлялся порошок (0,53 г) Raspberry Ice Crystal Light, и получение смеси сухим смешиванием достигалось за счет круговых движений стакана. К смеси белок/Crystal Light (2% белка мас./об.) добавлялась RO-вода (100 мл), и образец медленно перемешивался на плите для перемешивания в течение 60 мин. При оценке образцов с рН-корректированием рН восстановленного напитка из смеси Crystal Light/белок доводился до 3,27 (рН восстановленного порошка Raspberry Ice Crystal Light без белка) с помощью либо НСl, либо NaOH. Далее проводился анализ содержания белка в образцах с помощью прибора для определения азота LECO FP528 Nitrogen Determinator, после чего аликвота напитков центрифугировалась при 7800g в течение 10 мин, и измерялось содержание белка в супернатанте.
Растворимость (%)=(% белка в супернатанте/% белка в начальной дисперсии)×100.
Полученные результаты представлены в табл.48.
Таблица 48
Растворимость белковых продуктов, восстановленных с порошком Raspberry Ice Crystal Light
Партия
Продукт
Без корректирования рН
С корректированием pН
Растворимость (%)
Растворимость (%)
BW-S005-K18-08A
S701
100
97,2
BW-S005-K24-08A
S701
99,0
96,0
BW-S005-L08-08A
S701
97,9
100
BW-S005-K19-08A
S300
8,5
92,3
Pro Fam 825
11,9
23,3
Pro Fam 873
14,8
19,2
Как можно видеть из результатов табл.48, продукты S701 показали высокую растворимость при восстановлении с порошком Crystal Light. S701 является подкисленным продуктом, поэтому его влияние на рН восстановленного напитка было незначительным. S300 не является подкисленным продуктом, поэтому он показал высокую растворимость только в случае корректирования рН. Промышленные соевые изоляты также не являются подкисленными продуктами, но они показали плохую растворимость при восстановлении с порошком Crystal Light независимо от того, проводилось корректирование рН или нет.
Пример 26
Настоящий пример содержит оценку прозрачности в восстановленном безалкогольном напитке (порошок Raspberry Ice Crystal Light) изолята соевого белка, полученного способом примера 12 (S701), изолята соевого белка, полученного РММ-способом примера 13 (S300), и промышленных изолятов соевого белка Pro Fam 825 и Pro Fam 873. Прозрачность определялась после сухого смешивания белка и порошка напитка с последующим растворением смеси в воде без корректирования рН, а также после доведения рН восстановленной смеси белок/порошок напитка до уровня рН восстановленного порошка напитка без белка.
Прозрачность 2% (мас./об.) белковых дисперсий, приготовленных в восстановленном безалкогольном напитке (порошок Raspberry Ice Crystal Light) в примере 25, оценивалась методами, описанными в примере 15, но с использованием соответствующего напитка в качестве контроля в спектрофотометре для измерений светопоглощения при 600 нм.
Полученные результаты представлены в табл.49.
Таблица 49
Прозрачность белковых продуктов, восстановленных с порошком Raspberry Ice Crystal Light
Партия
Продукт
Без корректирования рН
С корректированием pН
А600
Мутность (%)
А600
Мутность (%)
Без белка
0,000
0,3
0,000
0,3
BW-S005-K18-08A
S701
0,003
0,5
0,000
2,8
BW-S005-K24-08A
S701
0,000
0,7
0,000
2,8
BW-S005-L08-08A
S701
0,026
4,6
0,000
4,7
BW-S005-K19-08A
S300
>3,0
100,1
1,296
81,7
Pro Pam 825
>3,0
95,8
>3,0
97,4
Pro Fam 873
>3,0
96,9
>3,0
98,7
Как можно видеть из результатов табл.49, продукты S701 оказали незначительное влияние на прозрачность восстановленного Raspberry Ice Crystal Light. Восстановленный порошок Raspberry Ice Crystal Light с S300 и промышленными изолятами был очень мутным независимо от того, проводилось корректирование рН или нет.
Пример 27
Настоящий пример описывает получение нового соево-белкового продукта, имеющего содержание белка менее 90 мас.% (N×6,25) на сухое вещество, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
2
'а' кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 'b' л 'с' М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор частично осветлялся путем центрифугирования с получением 'd' л частично осветленного белкового раствора, имеющего содержание белка 'е' мас.%. Частично осветленный белковый раствор разбавлялся 1 объемом воды, и его рН доводился до 3 добавлением НСl.
Разбавленный и подкисленный белковый раствор осветлялся далее фильтрацией с получением 'f' л раствора, имеющего содержание белка 'g' мас.%.
'h' л белкового раствора уменьшались в объеме до 'i' л путем концентрирования на поливинилиденфторидной (PVDF) мембране с молекулярной проницаемостью 'j' Да. При коэффициентах уменьшения объема (VRF) 5, 7 и 10 отбирались 200 мл-образцы ретентата и подвергались сушке.
Параметры с 'а' по 'j' приводятся в табл.50.
Таблица 50
а
20
b
200
с
0,15
d
138
е
2,57
f
304
g
1,20
h
304
i
28
j
5000
Высушенные образцы анализировались на содержание белка с помощью прибора Leco FP 528 Nitrogen Determinator. Затем образцы растворялись в воде при уровне белка 3,2 мас.%, и их рН при необходимости доводился до рН 3. Цвет и прозрачность растворов измерялись прибором HunterLab Color Quest XE.
Полученные результаты приводятся в табл.51.
Таблица 51
Анализ цвета
% белка (N×6,25) d.b.
L<sup>∗</sup>
a<sup>∗</sup>
b<sup>∗</sup>
Мутность (%)
VRF 5
74,9%
94,88
-1,54
13,31
6,6%
VRF 7
80,8%
94,43
-1,55
14,31
5,1%
VRF 10
83,9%
94,29
-1,50
14,50
7,0%
Как можно видеть из результатов табл.51, частично очищенные соево-белковые продукты давали растворы приемлемого цвета и очень высокой прозрачности при солюбилизации в воде при рН 3.
Пример 28
Настоящий пример описывает получение нового соево-белкового продукта, имеющего содержание белка менее 90 мас.% (N×6,25) на сухое вещество, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
2
'а' г обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 'b' мл 'с' М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся центрифугированием и фильтрацией с получением 'd' мл осветленного белкового раствора с содержанием белка 'е' мас.%.
Аликвота 'f' мл фильтрата разбавлялась 1 объемом воды, и рН разбавленного фильтрата доводился до 3 добавлением НСl. Полученные 'g' мл раствора, имеющего содержание белка 'h' мас.%, концентрировались на PES мембране с молекулярной проницаемостью 'i' Да. При коэффициентах уменьшения объема 1,25, 2 и в момент конечной концентрации отбирались образцы ретентата и подвергались сушке. Отбирался также другой образец ретентата после диафильтрации (DF) с использованием 2 объемов воды и подвергался сушке.
Параметры с 'а' по 'i' для одного процесса представлены в табл.52.
Таблица 52
а
100
b
1000
с
0,15
d
800
е
2,91
f
500
g
1000
h
1,20
1
10000
Высушенные образцы анализировались на содержание белка с помощью прибора Leco FP 528 Nitrogen Determinator. Затем образцы растворялись в воде при уровне белка 3,2 мас.%, и их рН при необходимости доводился до 3. Цвет и прозрачность растворов измерялись прибором HunterLab Color Quest XE.
Полученные результаты представлены в табл.53.
Таблица 53
Анализ цвета
% белка (N×6,25) d.b.
L<sup>∗</sup>
a<sup>∗</sup>
b<sup>∗</sup>
Мутность (%)
VRF 1,25
50,6%
98,58
-1,66
6,90
0%
VRF2
57,7%
98,46
-1,66
7,19
0%
Конечный ретентат до DF
81,6%
98,28
-1,59
7,65
0%
Конечный ретентат после DF (2 объема)
90,4%
98,42
-1,45
6,96
0%
Как можно видеть из результатов табл.53, частично очищенные соево-белковые продукты давали растворы очень хорошего цвета и прозрачности при солюбилизации в воде при рН 3.
Пример 29
Настоящий пример иллюстрирует влияние типа и размера пор мембраны на активность ингибитора трипсина в новом растворимом в кислой среде изоляте соевого белка (S701), обеспечиваемом настоящим изобретением.
Определение содержания белка проводилось прибором Leco FP528 Nitrogen Determinator. Активность ингибитора трипсина определялась методом Kakade et al. Cereal Chem., 51: 376-381 (1974).
2
'а' кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора СаСl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся центрифугированием и фильтрацией с получением 'с' л фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем фильтрованный белковый раствор добавлялся к 'е' объему (объемам) воды, очищенной методом обратного осмоса, и рН образца понижался до 3,01 разбавленной НСl. Разбавленный и подкисленный фильтрат не подвергался тепловой обработке.
Разбавленный и подкисленный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме с 'f' л до 'g' л путем концентрирования на 'h' мембране, имеющей молекулярную проницаемость 'i' Да и работающей при температуре примерно 'j'°С. Подкисленный белковый раствор с содержанием белка 'k' мас.% подвергался диафильтрации с использованием '1' л воды, очищенной методом обратного осмоса, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'm'°С. Затем полученный диафильтрованный белковый раствор вновь концентрировался до получения раствора с содержанием белка 'n' мас.%, т.е. выход составил 'о' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 'р' % (N×6,25) на сухое вещество. Сухой продукт имел, как было установлено, активность ингибитора трипсина 'q' единиц ингибитора трипсина/мг белка (N×6,25). Продукт был обозначен как 'r' S701.
Параметры с 'а' по 'r' для двух процессов представлены в табл.54.
Таблица 54
Параметры процессов получения S701 в настоящем примере
r
S008-D01-09A
S008-D02-09A
а
60
60
b
600
600
с
420
450
d
2,41
2,87
е
1
1
f
840
900
е
136
180
h
PES
PES
i
100000
10000
j
30
30
k
7,55
5,93
1
400
600
m
31
30
n
15,28
15,13
o
82,3
73,5
p
100,74
100,17
q
82
120
Как можно видеть из данных табл.54, изолят, полученный с использованием мембраны с более крупными порами, имел пониженную активность ингибитора трипсина.
Пример 30
Настоящий пример иллюстрирует эффективность стадий концентрирования и диафильтрации в снижении активности ингибитора трипсина.
2
'а' кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся центрифугированием и фильтрацией с получением 'с' л фильтрованного белкового раствора с содержанием белка 'd' мас.%.
Затем фильтрованный белковый раствор добавлялся к 'е' объему (объемам) воды, очищенной методом обратного осмоса, и рН образца понижался до рН 'f' разбавленной НСl. Разбавленный и подкисленный раствор подвергался далее тепловой обработке при 90°С в течение 1 мин.
Разбавленный подкисленный и термообработанный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме с 'g' л до 'h' л путем концентрирования на 'i' мембране, имеющей молекулярную проницаемость 'j' Да и работающей при температуре примерно 'k'°С. Тогда же подкисленный белковый раствор с содержанием белка '1' мас.% подвергался диафильтрации с использованием 'm' л воды, очищенной методом обратного осмоса (RO), причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'n'°С. Затем диафильтрованный раствор концентрировался до объема 'о' л и содержания белка примерно 'р' мас.% и подвергался диафильтрации с дополнительным количеством 'q' л RO-воды, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'r'°С. После этой второй диафильтрации белковый раствор концентрировался до содержания белка примерно 's' мас.%, а затем разбавлялся водой до содержания белка 't' мас.% для облегчения распылительной сушки. Перед распылительной сушкой белковый раствор извлекался с выходом 'u' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался затем сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 'v' % (N×6,26) на сухое вещество. Сухой продукт имел, как было установлено, активность ингибитора трипсина 'w' единиц ингибитора трипсина (ТШ)/мг белка (N×6,25). Продукт был обозначен как 'х' S701H.
Параметры с 'а' по 'х' для трех процессов представлены в табл.55.
Таблица 55
Параметры процессов получения S701H
х
S010-G20-09A
S010-G22-09A
S010-G29-09A
а
22,68
22,68
22,68
b
300
300
300
с
280
290
289
d
1,54
1,64
1,47
е
1
1
1
f
3,07
3,07
2,92
е
560
580
580
h
99
92
93
i
PES
PVDF
PES
j
100000
100000
100000
k
30
30
31
1
4,20
4,42
4,44
m
100
100
100
n
31
30
30
o
49
39
46
p
7
7,5
9
q
300
300
300
r
31
30
30
s
16
16
18
t
6,90
6,92
8,39
u
83,3
76,1
84,5
v
100,80
99,41
101,56
w
18,2
18,9
17,4
Табл. 56 показывает снижение активности ингибитора трипсина в белковом растворе на различных стадиях способа.
Таблица 56
Активность ингибитора трипсина на различных стадиях способа (ТШ/мг белка (N×625))
Образец
S010-G20-09A
S010-G22-09A
S010-G29-09A
после тепловой обработки
72,5
79,8
101,9
концентрированный раствор до 1-и DF
61,0
73,8
47,3
концентрированный раствор после 1-и DF
48,5
50,3
42,0
раствор после 2-й DF
30,5
35,2
24,9
после разбавления для распылительной сушки
24,8
30,9
22,7
Как можно видеть из результатов табл.56, снижение активности ингибитора трипсина достигалось на всех этапах в процессе концентрирования и диафильтрации.
Пример 31
Настоящий пример иллюстрирует снижение уровня активности ингибитора трипсина в результате включения необязательной стадии разбавления. Применение стадии разбавления приводит к необходимости дополнительной мембранной обработки и, по сути, к дополнительной диафильтрации.
2
'а' кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора СаСl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся центрифугированием с получением 'с' л осветленного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем осветленный белковый раствор добавлялся к 'е' объему (объемам) воды, очищенной методом обратного осмоса, и рН образца 'f'. Далее образец очищался фильтрацией с получением 'g' л фильтрованного белкового раствора с содержанием белка 'h' мас.% рН образца 'i'. Фильтрат не подвергался тепловой обработке.
Фильтрованный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме с 'j' л до 'k' л путем концентрирования на '1' мембране, имеющей молекулярную проницаемость 'm' Да и работающей при температуре примерно 'n'°С. Концентрированный подкисленный белковый раствор подвергался диафильтрации с использованием 'о' л воды, очищенной методом обратного осмоса, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'р'°С. Полученный подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор имел содержание белка 'q' мас.%, т.е. выход составил 'r' мас.% начального осветленного белкового раствора. Затем подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 's' мас.% (N×6,25) на сухое вещество Сухой продукт имел, как было установлено, активность ингибитора трипсина 't' единиц ингибитора трипсина/мг белка (N×6,25). Продукт был обозначен как 'u' S701.
Параметры с 'а' по 'u' для трех процессов представлены в табл.57.
Таблица 57
Параметры процессов получения S701
u
S005-A08-09A
S005-A15-09A
S005-A27-09A
а
20
20
20
b
200
200
200
с
138
147
159
d
2,57
2,54
2,61
е
1
1
0
понижался до 3,00 разбавленной НСl
понижался до 2,91 разбавленной Н<sub>3</sub>РO<sub>4</sub>
не изменялся
f
е
311
325
205
h
1,2
0,88
2,09
i
не изменялся
не изменялся
понижался до 3,07 разбавленной НСl
j
304
325
205
k
28
28
25
1
PVDF
PVDF
PVDF
m
5000
5000
5000
n
30
28
30
o
140
140
125
p
30
29
30
q
10,03
12,87
12,04
r
79,4
59,0
76,4
s
100,87
102,60
102,26
t
66
57
90
Как можно видеть из результатов, представленных в табл.57, способы со стадией разбавления давали продукт с более низкой активностью ингибитора трипсина, чем способ, в котором стадия разбавления не проводилась.
Пример 32
Настоящий пример иллюстрирует влияние температуры мембранной обработки на активность ингибитора трипсина в новом растворимом в кислой среде изоляте соевого белка (S701H), обеспечиваемом изобретением.
2
'а' кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся центрифугированием и фильтрацией с получением 'с' л фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем фильтрованный белковый раствор добавлялся к 'е' объему(объемам) воды, очищенной методом обратного осмоса, и рН образца понижался до 'f' разбавленной НСl. Далее разбавленный и подкисленный раствор подвергался тепловой обработке при 90°С в течение 1 мин.
Разбавленный подкисленный и термообработанный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме с 'g' л до 'h' л путем концентрирования на 'i' мембране, имеющей молекулярную проницаемость 'j' Да и работающей при температуре примерно 'k'°C. Тогда же подкисленный белковый раствор с содержанием белка '1' мас.% подвергался диафильтрации с использованием 'm' л воды, очищенной методом обратного осмоса (RO), причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'n'°С. Далее диафильтрованный раствор вновь концентрировался до объема 'о' л и содержания белка примерно 'р' мас.% и подвергался диафильтрации с дополнительным количеством 'q' л RO-воды, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'r'°C. После этой второй диафильтрации белковый раствор концентрировался до содержания белка примерно 's' мас.%, а затем разбавлялся водой до содержания белка 't' мас.% для облегчения распылительной сушки. Белковый раствор перед распылительной сушкой извлекался с выходом 'u' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Затем подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который, как было установлено, имел содержание белка 'v' % (N×6,25) на сухое вещество. Сухой продукт имел, как было установлено, активность ингибитора трипсина 'w' единиц ингибитора трипсина (ТIU)/мг белка (N×6,25). Продукт был обозначен как 'х' S701H.
Параметры с 'а' по 'х' для двух процессов представлены в табл.58.
Таблица 58
Параметры процессов получения S701H
х
S010-G06-09A
S010-G14-09A
а
22,5
22,68
b
300
300
с
290
280
d
1,45
1,71
е
1
1
f
2,90
3,00
g
580
560
h
85
85
i
PES
PES
j
100000
100000
k
49
30
1
4,39
4,71
m
100
100
n
50
30
o
42
42
p
8
8
q
300
300
r
51
30
s
N/A
17
t
6,94
7,48
u
78,1
70,8
v
102,61
100,01
w
15,3
35,2
N/A=нет данных
Как можно видеть из результатов в табл.58, процесс, проведенный с мембранной обработкой примерно при 50°С, обеспечивал более низкую активность ингибитора трипсина, чем процесс с мембранной обработкой, проведенной примерно при 30°С.
Настоящий пример иллюстрирует влияние тепловой обработки на активность ингибитора трипсина в новом растворимом в кислой среде изоляте соевого белка (S701 и S701H).
2
'а' кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся центрифугированием с получением 'с' л осветленного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем осветленный белковый раствор добавлялся к 'е' объему (объемам) воды, очищенной методом обратного осмоса, и рН образца понижался до 'f' разбавленной НСl. Далее образец подвергался тепловой обработке при 'g'°C в течение 'h' мин, а затем очищался фильтрацией с получением 'i' л фильтрованного белкового раствора с содержанием белка 'j' мас.%.
Фильтрованный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме с 'k' л до '1' л путем концентрирования на 'm' мембране, имеющей молекулярную проницаемость 'n' Да и работающей при температуре примерно 'о'°С. Концентрированный подкисленный белковый раствор подвергался диафильтрации с использованием 'р' л воды, очищенной методом обратного осмоса, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'q'°С. Полученный подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор имел содержание белка 'r' мас.%, т.е. выход составил 's' мас.% начального осветленного белкового раствора. Затем подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 't' % (N×6,25) на сухое вещество Сухой продукт имел, как было установлено, активность ингибитора трипсина 'u' единиц ингибитора трипсина/мг белка (N×6,25). Продукт был обозначен как 'v'.
Параметры с 'а' по 'v' для двух процессов представлены в табл.59.
Таблица 59
Параметры процессов получения S701 и S701H
v
S005-L09-08A S701H
S005-A08-09A S701
а
20
20
b
200
200
с
142,1
138
d
3,07
2,57
е
1
1
f
3,14
3,00
е
75
-----
h
10
-----
i
280
311
j
1,23
1,20
k
280
304
1
25
28
m
PVDF
PVDF
n
5000
5000
o
30
30
p
125
140
q
28
30
r
11,74
10,03
s
84,0
79,4
t
102,66
100,87
u
40,5
66
Как можно видеть из результатов в табл.59, изолят, полученный способом, который включал стадию тепловой обработки, имел пониженную активность ингибитора трипсина.
Пример 34
Настоящий пример иллюстрирует влияние тепловой обработки на активность ингибитора трипсина в новом растворимом в кислой среде изоляте соевого белка (S701 и S701H), обеспечиваемом изобретением.
2
'а' кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся центрифугированием и фильтрацией с получением 'с' л фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' Затем фильтрованный белковый раствор добавлялся к 'е' объему (объемам) воды, очищенной методом обратного осмоса, и рН образца понижался до 'f' разбавленной НСl. Далее разбавленный и подкисленный раствор подвергался тепловой обработке при 'g'°C в течение 'h' мин.
Раствор белкового экстракта уменьшался в объеме с 'i' л до 'j' л путем концентрирования на 'k' мембране, имеющей молекулярную проницаемость '1' Да и работающей при температуре примерно 'm'°С. Тогда же подкисленный белковый раствор с содержанием белка 'n' мас.% подвергался диафильтрации с использованием 'о' л воды, очищенной методом обратного осмоса (RO), причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'р'°С. Далее диафильтрованный раствор вновь концентрировался до объема 'q' л и содержания белка примерно 'r' мас.% и подвергался диафильтрации с дополнительным количеством 's' л RO-воды, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 't'°С. После этой второй диафильтрации белковый раствор концентрировался до содержания белка примерно 'u' мас.%, а затем разбавлялся водой до содержания белка 'v' мас.% для облегчения распылительной сушки. Белковый раствор перед распылительной сушкой извлекался с выходом 'w' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Затем подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 'х' % (N×6,25) на сухое вещество Сухой продукт имел, как было установлено, активность ингибитора трипсина 'у' единиц ингибитора трипсина (ТIU)/мг белка (N×6,25). Продукт был обозначен как 'z'.
Параметры с 'а' по 'z' для двух процессов представлены в табл.60.
Таблица 60
Параметры процессов получения S701H
z
S010-G06-09A
S010-G14-09A
а
22,5
22,68
b
300
300
с
290
280
d
1,45
1,63
е
1
1
f
2,90
2,89
е
90
-----
h
1
-----
i
580
560
j
85
85
k
PES
PES
1
100000
100000
m
49
50
n
4,39
4,37
o
100
100
p
50
50
q
42
42
r
8
8
s
300
300
t
51
51
u
N/A
14
v
6,94
6,90
w
78,1
69,2
x
102,61
100,54
У
15,3
26,5
N/A=нет данных
Как можно видеть из результатов в табл.60, изолят, полученный способом, который включает стадию тепловой обработки, имел пониженную активность ингибитора трипсина.
Пример 35
Настоящий пример иллюстрирует влияние использования источников соевого белка, подвергнутых различным уровням тепловой обработки, на активность ингибитора трипсина в новом растворимом в кислой среде изолдте соевого белка (S701), обеспечиваемом изобретением.
2
'а' кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки (S005), обезжиренной и умеренно термообработанной соевой муки (S007) или обезжиренной и интенсивно термообработанной соевой муки (S006) добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся центрифугированием с получением 'с' л осветленного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем осветленный белковый раствор добавлялся к 'е' объему(объемам) воды, очищенной методом обратного осмоса, и рН образца понижался до 'f' разбавленной 'g'. Далее образец очищался фильтрацией с получением 'h' л фильтрованного белкового раствора с содержанием белка 'i' мас.%. Фильтрат не подвергался тепловой обработке.
Фильтрованный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме с 'j' л до 'k' л путем концентрирования на '1' мембране, имеющей молекулярную проницаемость 'm' Да и работающей при температуре примерно 'n'°С. Концентрированный подкисленный белковый раствор подвергался диафильтрации с использованием 'о' л воды, очищенной методом обратного осмоса, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'р'°С. Полученный подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор имел содержание белка 'q' мас.%, т.е. выход составил 'r' мас.% начального осветленного белкового раствора. Затем подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как установлено, содержание белка 's' % (N×6,25) на сухое вещество. Сухой продукт имел, как установлено, активность ингибитора трипсина 't' единиц ингибитора трипсина/мг белка (N×6,25). Продукт был обозначен как 'u' S701.
Параметры с 'а' по 'u' для трех процессов представлены в табл.61.
Таблица 61
Параметры процессов получения S701
u
S005-A15-09A
S007-A26-09A
S006-A21-09A
а
20
20
20
b
200
200
200
с
147
169
175
d
2,54
1,50
1,00
е
1
1
1
f
2,91
3,00
2,86
е
Н<sub>3</sub>РO<sub>4</sub>
НСl
НСl
h
325
390
414
i
0,88
0,66
0,33
j
325
390
414
k
28
25
27
1
PVDF
PVDF
PVDF
m
5000
5000
5000
n
28
30
30
o
140
125
135
p
29
28
29
q
12,87
9,54
4,59
r
59,0
73,2
48,0
s
102,60
101,07
97,25
t
57
40,5
12
Как можно видеть из данных, представленных в табл.61, чем интенсивнее тепловая обработка источника соевого белка, тем ниже активность ингибитора трипсина в готовом изоляте.
Пример 36
Настоящий пример иллюстрирует влияние добавления сульфита натрия с источником соевого белка на активность ингибитора трипсина в новом растворимом в кислой среде изоляте соевого белка (S701H), обеспечиваемом изобретением.
2
'а' кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивались 20 мин. Затем добавлялись 'с' кг сульфита натрия, и смесь перемешивалась дополнительные 10 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся центрифугированием и фильтрацией с получением 'd' л фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 'е' мас.%.
Затем фильтрованный белковый раствор добавлялся к 'f' объему(объемам) воды, очищенной методом обратного осмоса (RO), и рН образца понижался до 'g' разбавленной НСl. Затем разбавленный и подкисленный раствор подвергался тепловой обработке при 90°С в течение 1 мин.
Разбавленный подкисленный и термообработанный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме с 'h' л до 'i' л путем концентрирования на 'j' мембране, имеющей молекулярную проницаемость 'k' Да и работающей при температуре примерно '1'°С. В это же время подкисленный белковый раствор с содержанием белка 'm' мас.% подвергался диафильтрации с использованием 'n' л RO-воды, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'о'°С. Затем диафильтрованный раствор вновь концентрировался до объема 'р' л и содержания белка примерно 'q' мас.% и вновь подвергался диафильтрации с использованием дополнительного количества 'r' л RO-воды, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 's'°C. После этой второй диафильтрации белковый раствор концентрировался до содержания белка примерно 't' мас.%, а затем разбавлялся водой до содержания белка 'u' мас.% для облегчения распылительной сушки. Перед распылительной сушкой белковый раствор извлекался с выходом 'v' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Затем подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как установлено, содержание белка 'w' % (N×6,25) на сухое вещество. Сухой продукт имел, как было установлено, активность ингибитора трипсина 'х' единиц ингибитора трипсина (ТIU)/мг белка (N×6,25). Продукт был обозначен как 'у' S701H.
Параметры с 'а' по 'у' для двух процессов представлены в табл.62.
Таблица 62
Параметры процессов получения S701H
У
S010-G21-09A
S010-G28-09A
а
22,5
22,68
b
300
300
с
0,6
0
d
280
270,4
е
1,89
1,95
f
1
1
е
2,98
2,96
h
560
535
i
92
98
j
PES
PES
k
100000
100000
1
31
30
m
5,15
3,74
n
100
100
o
31
30
p
46
49
q
8
7
r
300
300
s
30
30
t
17
15
u
7,45
7,16
v
75,6
59,4
w
100,67
100,44
x
7,5
27,7
Как можно видеть из результатов табл.62, способ с добавлением сульфита натрия давал изолят с пониженной активностью ингибитора трипсина.
Пример 37
Настоящий пример иллюстрирует влияние добавления сульфита натрия к диафильтрованному концентрированному белковому раствору перед сушкой на активность ингибитора трипсина в новом растворимом в кислой среде изоляте соевого белка (S701H), обеспечиваемом таким способом.
2
'а' кг обезжиренной и минимально термообработанной соевой муки добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора СаСl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин до получения водного белкового раствора. Остаточная соевая мука удалялась, а полученный белковый раствор осветлялся центрифугированием и фильтрацией с получением 'с' л фильтрованного белкового раствора с содержанием белка 'd' мас.%
Затем фильтрованный белковый раствор добавлялся к 'е' объему(объемам) воды, очищенной методом обратного осмоса (RO), и рН образца понижался до 'f' разбавленной НСl. Затем разбавленный и подкисленный раствор подвергался тепловой обработке при 90°С в течение 1 мин.
Разбавленный подкисленный и термообработанный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме с 'g' л до 'h' л путем концентрирования на 'i' мембране, имеющей молекулярную проницаемость 'j' Да и работающей при температуре примерно 'k'°C. В это же время подкисленный белковый раствор с содержанием белка '1' мас.% подвергался диафильтрации с использованием 'm' л RO-воды, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'n'°С. Затем диафильтрованный раствор вновь концентрировался до объема 'о' л и содержания белка примерно 'р' мас.% и вновь подвергался диафильтрации с использованием дополнительного количества 'q' л RO-воды, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'r'°C. После этой второй диафильтрации белковый раствор концентрировался до содержания белка примерно 's' мас.%, а затем разбавлялся водой до содержания белка 't' мас.% для облегчения распылительной сушки. Перед распылительной сушкой белковый раствор извлекался с выходом 'u' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Затем подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор разделялся на две порции. Контрольная порция (25,1 кг) подвергалась сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 'v' % (N×6,25) на сухое вещество и активность ингибитора трипсина 'w' единиц ингибитора трипсина (ТIU)/мг белка (N×6,25). Продукт был обозначен как 'х' S701H-01. К другой порции подкисленного диафильтрованного концентрированного белкового раствора (25,1 кг) добавлялись 'у' мг сульфита натрия. Затем этот образец подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 'z' % (N×6,25) на сухое вещество и активность ингибитора трипсина 'аа' единиц ингибитора трипсина (TIU)/мг белка (N×6,25). Продукт был обозначен как 'х' S701H-02.
Параметры с 'а' по 'аа' для одного процесса представлены в табл.63.
Таблица 63
Параметры процесса получения S701H-01 и S701H-02
х
S010-G16-09A
а
22,68
b
300
с
280
d
1,60
е
1
f
2,98
е
560
h
76
i
PES
j
100000
k
50
1
4,51
m
100
n
50
o
38
p
8
q
300
r
50
s
16
t
6,94
u
77,7
v
102,17
w
15,1
У
17,57
z
102,61
аа
6,8
Как можно видеть из результатов табл.63, добавление сульфита натрия к подкисленному диафильтрованному концентрированному белковому раствору перед сушкой снижало активность ингибитора трипсина в изоляте.
Пример 38
Настоящий пример иллюстрирует влияние рН мембранной обработки на активность ингибитора трипсина в новом растворимом в кислой среде изоляте соевого белка (S701), обеспечиваемом изобретением.
2
'а' кг обезжиренных соевых хлопьев добавлялись к 'b' л 0,15 М раствора СаСl при температуре окружающей среды и перемешивались 30 мин. Остаточное количество соевых хлопьев удалялись, а полученный белковый раствор осветлялся центрифугированием и фильтрацией с получением 'с' л фильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 'd' мас.%.
Затем фильтрованный белковый раствор добавлялся к 'е' объему (объемам) воды, очищенной методом обратного осмоса (RO), и рН образца понижался до Т разбавленной НСl. Разбавленный и подкисленный раствор не подвергался тепловой обработке.
Разбавленный и подкисленный раствор белкового экстракта уменьшался в объеме с 'g' л до 'h' л путем концентрирования на 'i' мембране, имеющей молекулярную проницаемость 'j' Да и работающей при температуре примерно 'k'°C. В это же время подкисленный белковый раствор с содержанием белка '1' мас.% подвергался диафильтрации с использованием 'm' л 'n' RO-воды, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 'о'°С. Затем диафильтрованный раствор вновь концентрировался до объема 'р' л и содержания белка примерно 'q' мас.% и вновь подвергался диафильтрации с использованием дополнительного количества 'r' л 's' RO-воды, причем операция диафильтрации проводилась примерно при 't'°C. Белковый раствор извлекался с выходом 'u' мас.% начального фильтрованного белкового раствора. Затем подкисленный диафильтрованный концентрированный белковый раствор 'v' подвергался сушке с выходом продукта, который имел, как было установлено, содержание белка 'w' % (N×6,25) на сухое вещество Сухой продукт, как было установлено, показал активность ингибитора трипсина 'х' единиц ингибитора трипсина (ТIU)/мг белка (N×6,25). Продукт был обозначен как 'у' S701.
Параметры с 'а' по 'у' для двух процессов представлены в табл.64.
Таблица 64
Параметры процессов получения S701
У
S013-I15-09A
S013-I24-09A
а
30
30
b
300
300
с
265
280
d
1,87
1,90
e
1
1
f
2,85
2,01
g
540
560
h
84
93
i
PES
PES
j
100000
100000
k
30
30
1
5,57
5,15
m
100
115
n
нативный рН
рН 2
o
30
29
p
42
47
q
10
10
r
300
345
s
нативный рН
рН 2
t
29
29
u
87,5
88,3
v
-----
доведение до рН 3,00 разбавленным NaOH
w
100,46
98,97
x
70,0
55,7
Как можно видеть из результатов табл.64, изолят, полученный мембранной обработкой при примерно рН 2, имел более низкую активность ингибитора трипсина, чем изолят, полученный мембранной обработкой при примерно рН 3.
Таким образом, изобретение обеспечивает новый соево-белковый продукт, который может быть в форме изолята, показывающего полную растворимость и образующего прозрачные термостабильные растворы при кислотном рН и пригодного для обогащения белком водных систем, включающих безалкогольные напитки и напитки для спортсменов, без признаков осаждения белка. Возможны модификации в масштабе изобретения.