ОРИГИНАЛЬНЫЙ ПРОДУКТ НА ОСНОВЕ КАЗЕИНОВОГО БЕЛКА
NOVEL CASEIN PROTEIN PRODUCT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к способу изготовления продукта на основе казеинового белка. Дополнительно, изобретение относится к продукту на основе казеинового белка, содержащему казеин, лактозу, кальций, фосфор и биологически активные пептиды.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сырое молоко содержит, в дополнение к воде (около 87%), жиру (около 4,5%), лактозе (около 5%) и белку (около 3,3%), минералы и микроэлементы, такие как кальций, магний, фосфор, марганец, калий, натрий, йод и цинк. Дополнительно, молоко содержит также витамины, такие как A, K, В12, В6 и В2. Аминокислотный состав молочных белков имеет более высокую биологическую ценность, чем любой другой белок (красного или белого мяса). Молочные белки содержат много так называемых незаменимых аминокислот, таких как лизин, лейцин и изолейцин. Молочные белки относятся к казеиновым белкам или сывороточным белкам. Как правило, соотношение казеинового белка к сывороточному белку в коровьем молоке составляет около 80:20. Основными сывороточными белками в молоке являются бета-лактоглобулин и альфа-лактальбумин, имеющие молекулярные размеры 14-18 кДа. Казеин составляет около 80% белков в коровьем молоке и делится на альфа-, бета- и каппа-казеин. Молекулярные размеры казеинов находится в диапазоне 19-23 кДа. В молоке казеин присутствует в группах молекул, которые называются мицеллами. Эти частицы/мицеллы состоят из казеина, кальция, неорганического фосфата и цитрата ионов. В одной частице казеина насчитывается около 20000 одиночных молекул казеинового белка. Частица казеина имеет пористую структуру, содержащую воду с массой около 3 г на 1 г казеина.
Аминокислоты белков животного и растительного происхождения могут быть сшиты с помощью ферментов, таких как трансглутаминаза, лакказа, тирозиназа, пероксидаза, сульфгидрильная оксидаза и глутаминаза белка, известным способом. Фермент трансглутаминазы (ЕС 2.3.2.13) катализирует образование ковалентных связей между остатками аминокислоты глутамина и лизина, присутствующими в молекулах белка. При образовании связей выделяется аммиак. Фермент был впервые использован в Японии при изготовлении продукции сурими (пасты с морепродуктами) (Курайши (Kuraishi) и др. Food Rev. Int. 17 (2), 2001, С. 221-246). Ковалентные связи, образующиеся при ферментативной обработке, выдерживают различные условия обработки, такие как, например, нагревание и смешивание. Из молочных белков, казенны и особенно β-казеины являются наилучшей питательной средой для трансглутаминазы. β-казеин также характеризуется высоким содержанием глютамина и лизина, которые связаны друг с другом с помощью трансглутаминазы.
Известно, что молоко содержит вещества, которые ингибируют активность трансглутаминазы. Эти ингибирующие вещества обезвреживаются в процессе термообработки молока. С другой стороны, известно, что содержание упомянутых сред по отношению к общему содержанию белков и жиров уменьшается при ультрафильтрации молока.
Аналоги мяса на основе растительных белков, в частности соевых белков, имеются в продаже. В последние годы способы получения аналогов мяса из молока и яичных белков в дополнение к растительным белкам были разработаны, и такие процессы описаны в патентных публикациях ЕР 1467628 В1, ЕР 1588626 В1, ЕР 1643850 В1 и ЕР 1772060 В1, например.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к процессу изготовления продукта на основе казеинового белка, имеющего схожий тип микроструктуры с аналогом мяса, и содержащему следующие этапы:
a) обеспечение исходного материала концентрата казеина,
b) возможно, концентрация материала концентрата казеина,
c) термообработка материала,
d) охлаждение термообработанного материала,
e) воздействие на охлажденный материал путем термообработки с помощью сшивающего фермента,
f) возможно, воздействие на охлажденный материал путем термообработки с помощью коагулянта,
g) переработка материала в продукт на основе казеинового белка/обеспечение формирования продукта на основе казеинового белка,
h) возможно, сбор и/или упаковка продукта.
Настоящее изобретение относится также к продукту на основе казеинового белка, содержащего молочные белки - около 9-50 весовых процентов, из которых около 8,5-50 весовых процентов составляют казеиновые белки, от 0 до около 2 процентов - лактоза, около 1300-12500 мг/кг - кальций, около 1600-8000 мг/кг - фосфор и, в некоторых случаях, около 20-700 мг/кг - биологически активные пептиды (трипептиды Иле-Про-Про (ИПП) и/или Вал-Про-Про (ВПП)). В одном варианте осуществления, продукт содержит молочные белки в количестве около 15-30 весовых процентов, из которых около 14,5-30 весовых процентов составляют казеиновые белки. В другом варианте осуществления, продукт на основе казеинового белка содержит кальций в количестве около 4000-7000 мг/кг.
Цели изобретения достигаются за счет способов и продуктов, характеризующихся тем, что приводится в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения раскрываются в зависимых пунктах формулы изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящее время существует постоянная необходимость в мясе, заменяющем белковые продукты на рынке. Настоящее изобретение основано на установлении того, что обработка материала концентрата казеина со сшивающим ферментом и, в некоторых случаях, с коагулянтом обеспечивает формирование продукта на основе казеина, имеющего микроструктуру, схожую с аналогом мяса. Таким образом, изобретение относится к процессу изготовления продукта на основе казеинового белка, включающему в себя следующие этапы:
a) обеспечение исходного материала концентрата казеина,
b) возможно, концентрация материала концентрата казеина,
c) термообработка материала,
d) охлаждение термообработанного материала,
e) воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью сшивающего фермента,
f) возможно, воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью коагулянта,
g) переработка материала в продукт на основе казеинового белка/обеспечение формирования продукта на основе казеинового белка,
h) возможно, сбор и/или упаковка продукта.
В одном варианте осуществления, материал концентрата казеина обрабатывается с помощью сшивающего фермента и коагулянта до получения продукта на основе казеинового белка, имеющего микроструктуру, схожую с аналогом мяса. Таким образом, изобретение относится к процессу изготовления продукта на основе казеинового белка, включающему в себя следующие этапы:
a) обеспечение исходного материала концентрата казеина,
b) возможно, концентрация материала концентрата казеина,
c) термообработка материала,
d) охлаждение термообработанного материала,
е) воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью сшивающего фермента,
f) возможно, воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью коагулянта,
g) переработка материала в продукт на основе казеинового белка/обеспечение формирования продукта на основе казеинового белка,
h) возможно, сбор и/или упаковка продукта.
Исходный материал концентрата казеина относится к концентрату казеина, содержащему казеин в качестве основного компонента молочного белка, лактозы, ионов кальция, ионов фосфата и только незначительного количества сывороточного белка. В одном варианте осуществления, концентрат казеина содержит около 9-12 весовых процентов молочных белков, из которых от 0 до около 0,5 весовых процентов составляют сывороточные белки. В конкретном варианте осуществления, концентрат казеина содержит около 8-11 весовых процентов казеина. В конкретном варианте осуществления, концентрат казеина содержит около 9,15 весовых процентов молочных белков, из которых около 8,5 весовых процентов составляют казенны и около 0,2 весового процента составляют сывороточные белки.
В одном варианте осуществления, концентрат казеина может быть получен из молочного сырья с помощью процедуры мембранной фильтрации, содержащей микрофильтрацию, ультрафильтрацию, нанофильтрацию, обратный осмос и/или испарение.
Таким образом, настоящее изобретение относится к процессу изготовления продукта на основе казеинового белка, содержащему следующие этапы:
a) обеспечение молочного сырья,
b) выполнение процедуры мембранной фильтрации молочного сырья для изготовления концентрата казеина,
c) возможно, концентрация концентрата казеина,
d) термообработка концентрата казеина,
e) охлаждение термообработанного материала,
f) возможно, воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью сшивающего фермента,
g) воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью коагулянта,
h) переработка материала в продукт на основе казеинового белка,
i) возможно, сбор и/или упаковка продукта.
В другом варианте осуществления, исходный материал концентрата казеина может быть получен из казеината.
Таким образом, настоящее изобретение относится к процессу изготовления продукта на основе казеинового белка, содержащему следующие этапы:
a) обеспечение концентрата казеина на основе казеината,
b) возможно, концентрация концентрата казеина,
c) термообработка концентрата казеина,
d) охлаждение термообработанного материала,
е) воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью сшивающего фермента,
f) возможно, воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью коагулянта,
g) переработка материала в продукт на основе казеинового белка,
h) возможно, отделение и/или упаковка продукта.
На стадии термообработки, концентрат казеина нагревается до температуры, по меньшей мере, 80°С. В одном варианте осуществления, концентрат казеина нагревается до температуры от 80°С до 155°С. В другом варианте, концентрат казеина нагревается до температуры 80°С. Дополнительно, в одном варианте осуществления, концентрат казеина содержится при температуре, по меньшей мере, 80°С в течение от 5 до 30 минут.
На стадии охлаждения, концентрат казеина остывает или его охлаждают до температуры ниже 40°С. В одном варианте осуществления, концентрат казеина остывает, и его охлаждают до температуры от 2°С до 20°С. В другом варианте осуществления, концентрат казеина остывает, и его охлаждают до температуры от 2°С до 10°С.
На стадии обработки с использованием сшивающего фермента, концентрат казеина модифицируется с помощью сшивающего фермента. Сшивающим ферментом, пригодным для использования в процессе в соответствии с изобретением, может быть любой фермент, который, как известно, сшивает молочные белки. Эти ферменты включают в себя трансглутаминазу, лакказу, тирозиназу, пероксидазу, сульфгидрильную оксидазу, оксидазу глюкозы и глутаминазу белка, например. Упомянутые ферменты можно использовать по отдельности или в любых комбинациях друг с другом. Фермент, как правило, используют в количестве от 0,2U фермента/г белка до примерно 20U ферментов/г белка, предпочтительно около 3U ферментов/г белка.
В варианте осуществления изобретения, сшивающим ферментом является трансглутаминаза (ЕС 2.3.2.13). Как известно, трансглутаминаза катализирует образование ковалентных связей между остатками аминокислот глутамина и лизина, присутствующими в белковых молекулах. Среди молочных белков, казенны, в частности к-казеин, являются лучшими средами для трансглютаминазы. β-казеин также обогащен глутамином и лизином, которые фермент связывает вместе. Трансглутаминаза может быть любой трансглутаминазой, обычно используемой в молочной промышленности. Она может быть получена из микробиологического источника, грибка, плесени, рыбы и млекопитающих. В варианте осуществления изобретения, трансглутаминаза изолирована от микробиологического источника. Существует несколько имеющихся в продаже ферментных препаратов трансглутаминаз, которые пригодны для использования в процессе в соответствии с настоящим изобретением. Они включают в себя ActivaYG (Аджиномуто (Ajinomooto), Япония), ActivaMP (Аджиномуто, Япония) и Yiming-TG (Компания «Яминг Файн Кэмикалс», Лтд. (Yiming Fine Chemicals Co., Ltd.), Китай). Оптимальные условия зависят от используемого фермента, и они могут быть получены от производителей коммерческих ферментов.
В другом варианте осуществления, сшивающий фермент выбирается из лакказы, тирозиназы, пероксидазы, сульфгидрильной оксидазы, глюкозооксидазы и/или глутаминазы белка. Лакказы (ЕС 1.10.3.2), полученные из грибов и бактерий, таких как, гриб Трутовик жестковолосистый, катализируют сшивание между углеводами и белками (окисление ароматических соединений и цистеина) с применениями в пищевой промышленности для снижения аллергенности, например. Тирозиназы (ЕС 1.14.18.1) представляют собой ферменты, которые катализируют окисление фенолов, таких как тирозин, с применениями в пищевой промышленности для снижения аллергенности, например. Тирозиназы можно получить из различных растений, животных и грибковых видов, т.е. мицелиальных грибов Триходерма Рейси (Trichoderma reesei). Пероксидаза (ЕС 1.11.1.7) представляет собой семейство ферментов, которые катализируют окисление ароматических соединений с применениями в пищевой промышленности для снижения аллергенности, например. Сульфгидрильная оксидаза (ЕС 1.8.3.3) катализирует образование дисульфидных связей, окисление глутатиона. Глюкозо-оксидаза катализирует образование сшивок белков и окислительное желирование пентозанов. Глутаминаза белка (ГБ) катализирует дезамидирование связанного глутамина белка, и глутамин преобразуется в глутаминовую кислоту.
На этапе обработки с помощью коагулянта, концентрат казеина модифицируется с использованием агента, генерирующего коагуляцию или одновременное свертывание и формирование желе в материале. Подходящими агентами являются подкислители или ферменты, такие как заквасочные культуры, кислоты и мочевины, такие как глюконо дельта-лактона (ГДЛ(GDL)), молочная кислота, лимонная кислота, соляная кислота, щавелевая кислота и коагулянты, такие как сычужный фермент и химозин, а также соли кальция. В одном варианте осуществления агентом является сычужный фермент или химозин. Химозин является активным ферментом в сычужном ферменте. Химозин расщепляется на пептидную связь между 105 и 106, фенилаланин и метионин, в каппа-казеине. Коагулянт используется в достаточном количестве. Фермент химозина, как правило, используют в количестве от около 0,0001% до около 0,05%, предпочтительно примерно 0,002%.
Обработка сшивающего фермента и обработка коагуляции концентрата казеина могут быть выполнены одновременно или последовательно в любом порядке. В одном варианте осуществления, обработка сшивающего фермента и коагуляция выполняются одновременно. В другом варианте осуществления, сначала выполняется обработка сшивающего фермента, за которой следует коагуляция. В дополнительном варианте осуществления, сначала выполняется коагуляция, за которой следует обработка сшивающего фермента. В предпочтительном варианте осуществления, обработка сшивающего фермента и коагуляция выполняются одновременно. В другом предпочтительном варианте, сначала выполняется коагуляция, за которой следует обработка сшивающего фермента. Кроме того, в одном варианте осуществления, температура в процессе обработки сшивающего фермента и коагуляции находится в диапазоне от около 2°С до около 20°С. В другом варианте осуществления, температура в процессе обработки сшивающего фермента и коагуляции находится в диапазоне от около 2°С до около 10°С. Важно, что сыворотка не отделяется в процессе обработки (обработок) сшивающего фермента и коагуляции.
В настоящем изобретении материал концентрата казеина можно получить с помощью мембранной фильтрации молочного сырья.
Для фракционирования казеина из молочного сырья, можно использовать такие методы фильтрации, как микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос или их комбинация.
Мембранные фильтрации, такие как ультрафильтрация и микрофильтрация, можно выполнить с помощью методики диафильтрации.
Микрофильтрация молочного сырья выполняется таким образом, что молочное сырье концентрируется с коэффициентом от 1 до 4,5 раз в объеме, предпочтительно от 3,5 до 4,5 раз в объеме. Коэффициент концентрации (cf=K) обозначает соотношение объема жидкости, подаваемой для фильтрации в ретентат, и определяется по следующей формуле: K=исходное сырье (Л)/ретентат (Л) (Л=объему). Коэффициент концентрации при выполнении ультрафильтрации находится, как правило, в диапазоне от 1 до 10. В одном варианте осуществления, коэффициент концентрации равен от 2 до 5. В одном варианте осуществления, микрофильтрация выполняется при температуре ниже 20°С. В другом варианте осуществления, микрофильтрация выполняется в диапазоне температур от 2°С до 20°С. В дополнительном варианте осуществления, температура при выполнении микрофильтрации находится в диапазоне от 10°С до 14°С.
Микрофильтрация молочного сырья сохраняет основную часть казеина в ретентате, при этом основная часть сывороточных белков переходит в фильтрат. Микрофильтрация предпочтительно выполняется с использованием равномерного падения трансмембранного давления рециркуляции ретентата через мембрану и фильтрата через место его проникновения в мембране.
Микрофильтрация может содержать множество этапов микрофильтрации. Различные этапы могут содержать, например, изменение условий процесса и/или фильтрующих мембран. Переменными условиями могут быть, например, температура фильтрации, давление фильтрации, добавление среды диафильтрации (межклеточной жидкости) и/или коэффициент концентрации фильтрации. Условия можно изменить с помощью одной или более переменных. В микрофильтрации, содержащей множество этапов микрофильтрации, можно образовать несколько фракций фильтрата МФ и ретентата микрофильтрации.
В одном варианте осуществления, концентрат казеина получается за счет использования комбинации микрофильтрации, ультрафильтрации, нанофильтрации и обратного осмоса.
В одном варианте осуществления, молочное сырье подвергается мембранной фильтрации, чтобы обеспечить концентрат казеина для дальнейшей обработки со сшивающим ферментом белка и коагулянта. В мембранной фильтрации, среды, ингибирующие активность сшивающего фермента белка, проникают в фильтрат, при этом казеиновый белок концентрируется в ретентате. Мембранная фильтрация предпочтительно выполняется, поскольку среды, ингибирующие сшивающий фермент белка, удаляются, и фермент может действовать активно. Таким образом, большую часть молочных белков можно обработать с помощью одного и того же количества трансглутаминазы, что приводит к увеличению количества вырабатываемого продукта на основе казеинового белка.
В контексте настоящего изобретения, молочное сырье относится к цельному молоку, сливкам, молоку с пониженным содержанием жира или обезжиренному молоку, молоку с низким содержанием лактозы или без лактозы или молоку, восстановленному из сухого молока, органическому молоку или их комбинации. Предпочтительно, молочное сырье представляет собой обезжиренное молоко. Молочное сырье можно дополнить ингредиентами, как правило, используемыми при изготовлении молочных продуктов, таких как фракции жира или сахара.
Мембранная фильтрация молочного сырья обеспечивает исходный материал концентрата казеина, содержащий казеин, лактозу, ионы кальция и фосфата. В одном варианте осуществления, мембранная фильтрация молочного сырья обеспечивает концентрат казеина, содержащий молочные белки в количестве около 9-50 весовых процентов, из которых около 8,5-50 весовых процентов составляют казенны, от 0 до около 2 весовых процентов - лактоза, около 2500-12500 мг/кг - кальций, около 1600-8000 мг/кг - фосфор. В одном варианте осуществления, содержание молочного белка находится в диапазоне около 15-30 весовых процентов, из которых около 14,5-50 весовых процентов составляют казенны. В другом варианте осуществления, содержание кальция находится в диапазоне около 4000-7000 мг/кг, предпочтительно в диапазоне около 3000-5000 мг/кг. В дополнительном варианте осуществления, содержание кальция составляет около 3200 мг/кг. В еще одном дополнительном варианте осуществления, концентрат казеина содержит около 9,15 весовых процентов молочных белков, из которых около 8,5 весовых процентов составляют казенны и около 0,2 весового процента составляют сывороточные белки. В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения, мембранная фильтрация молочного сырья обеспечивает концентрат казеина, содержащий молочные белки в количестве 9-50 весовых процентов, из которых 8,5-50 весовых процентов составляют казенны, 0-0,2 весовых процентов - лактоза, 2500-12500 мг/кг - кальций, 1600-8000 мг/кг - фосфор. В конкретном варианте осуществления, содержание молочного белка находится в диапазоне 15-30 весовых процентов, из которых 14,5-50 весовых процентов составляют казеиновые белки. В конкретном варианте осуществления, содержание кальция находится в диапазоне 4000-7000 мг/кг, предпочтительно в диапазоне 3000-5000 мг/кг. В конкретном варианте осуществления, содержание кальция составляет 3200 мг/кг. В конкретном варианте осуществления, концентрат казеина содержит 9,15 весовых процентов молочных белков, из которых 8,5 весовых процентов составляют казенны и 0,2 весового процента составляют сывороточные белки.
В настоящем изобретении материал концентрата казеина может быть получен и/или изготовлен из мицеллярного казеина, кислотного казеина, гидролизованного казеина или сычужного казеина, например. Мицеллярный казеин представляет собой казеин, подвергнутый ультрафильтрации и извлеченный из молока без подкисления. Кислотный казеин представляет сухой сыпучий высококачественный белковый пищевой ингредиент, который был выделен из обезжиренного молока. Гидролизованный казеин является растворимым, ферментативным продуктом переваривания казеина. Сычужный казеин производится путем регулируемого осаждения казеина из чистого, пастеризованного обезжиренного молока в результате воздействия сычужного фермента.
В настоящем изобретении, исходный материал концентрата казеина может быть получен из казеината. Казеинаты, такие как казеинат натрия, казеинат кальция, казеинат калия, представляют собой растворимые соли казеина. Казеинаты обеспечивают превосходные питательные свойства, содержат все незаменимые аминокислоты, имеют коэффициент эффективности белка (КЭБ) 2,5 и имеют минимальное содержание белка 90% (сухое вещество). В одном варианте осуществления, материал казеина/концентрат казеина может быть получен из казеината кальция.
В настоящем изобретении, материал концентрата казеина может быть обогащен минеральными веществами молока. Минеральное вещество молока относится, например, к соли, описанной в публикации ЕР 1061811 В1, т.е. порошок минеральных веществ молока, известный под товарным знаком Валио Милк Минерал Поудэр (ВММП) (ОАО Валио (Valio Оу)). Другие возможные продукты минералов на основе молока включают в себя такие товарные знаки, как Capolac ММ-0525 BG (Арла Фудс Ингредиенте (Aria Foods Ingredients)), Виталармор (Vitalarmor) СА (Армор Протеине (Armor Proteins)) и Содидиет (Sodidiet) 40 MI (Содиал Индастрие (Sodiaal Industrie)).
Концентрат казеина в соответствии с настоящим изобретением содержит казеин в качестве основного компонента молочного белка, лактозы и ионов кальция и фосфата. Концентрат казеина в соответствии с настоящим изобретением может содержать небольшие количества сывороточного белка (сывороточных белков). Как правило, концентрат казеина содержит сывороточные белки до около 0,5 весового процента максимально. Если концентрат казеина в соответствии с настоящим изобретением содержит сывороточные белки в больших количествах или в пределах, или вплоть до количества, характерного для коровьего молока, т.е. вплоть до или в пределах соотношения казеин: сыворотка около 80:20, структура продукта на основе казеинового белка, получаемая из такого концентрата, не будет прочной для заменителя мяса, например. В одном варианте осуществления, концентрат казеина содержит молочные белки в количестве около 9-50 весовых процентов, из которых от 0 до около 0,5 весовых процентов составляют сывороточные белки и около 8,5-50 весовых процентов составляют казенны, от 0 до около 2 весовых процентов составляет лактоза, около 2500-12500 мг/кг составляет кальций, около 1600-8000 мг/кг составляет фосфор. В одном варианте осуществления, содержание молочного белка находится в диапазоне около 15-30 весовых процентов, из которых от 0 до около 0,5 процентов составляют сывороточные белки и около 14,5-50 весовых процентов составляют казенны. В другом варианте осуществления, содержание кальция находится в диапазоне около 4000-7000 мг/кг, предпочтительно в диапазоне около 3000-5000 мг/кг. В дополнительном варианте осуществления, содержание кальция составляет около 3200 мг/кг. В другом варианте, концентрат казеина концентрируется в результате испарения с целью получения содержания около 9-50 весовых процентов казеина. В другом варианте осуществления, порошкообразный казеин повторно растворяется до раствора с содержанием казеина около 9-50 весовых процентов. В еще одном дополнительном варианте осуществления, концентрат казеина содержит около 9,15 весовых процентов молочных белков, из которых около 8,5 весовых процентов составляют казенны и около 0,2 весового процента составляют сывороточные белки. В конкретном варианте осуществления, концентрат казеина содержит молочные белки в количестве 9-50 весовых процентов, из которых 0-0,5 весовых процентов составляют сывороточные белки и 8,5-50 весовых процентов составляют казенны, 0-2 весовых процентов составляет лактоза, 2500-12500 мг/кг составляет кальций, 1600-8000 мг/кг составляет фосфор. В одном варианте осуществления, содержание молочного белка находится в диапазоне 15-30 весовых процентов, из которых 0-0,5 весовых процентов составляют сывороточные белки и 14,5-50 весовых процентов составляют казенны. В другом варианте осуществления, содержание кальция находится в диапазоне 4000-7000 мг/кг, предпочтительно в диапазоне 3000-5000 мг/кг. В дополнительном варианте осуществления, содержание кальция составляет 3200 мг/кг. В другом варианте, концентрат казеина концентрируется в результате испарения с целью получения содержания 9-50 весовых процентов казеина. В другом варианте осуществления, порошкообразный казеин повторно растворяется до раствора с содержанием казеина около 9-50 весовых процентов. В конкретном варианте осуществления, концентрат казеина содержит около 9,15 весовых процентов молочных белков, из которых около 8,5 весовых процентов составляют казенны и около 0,2 весового процента составляют сывороточные белки. В конкретном варианте осуществления, концентрат казеина содержит казенны в количестве около 8,5-11 весовых процентов, сывороточные белки - около 0,2-0,5 весовых процентов, лактозу - около 0,4-1,0 весовых процентов, кальций - около 2500-4000 мг/кг, фосфор - около 1600-2000 мг/кг, магний - около 130-150 мг/кг, натрий - около 86-100 мг/кг и калий - около 340-500 мг/кг.
В одном варианте осуществления, настоящее изобретение относится к процессу изготовления продукта на основе казеинового белка, содержащему следующие этапы:
a) обеспечение концентрата казеина, содержащего молочные белки около 9-50 весовых процентов, из которых около 8,5-50 весовых процентов составляют казенны,
b) возможно, концентрация концентрата казеина,
c) термообработка концентрата казеина при температуре от 80°С до 155°С,
d) охлаждение термообработанного материала при температуре от 2°С до 20°С,
e) воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью фермента трансглутаминазы,
f) возможно, воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью сычужного фермента и/или химозина,
g) переработка материала в продукт на основе казеинового белка,
h) возможно, отделение и/или упаковка продукта.
В другом варианте осуществления, настоящее изобретение относится к процессу изготовления продукта на основе казеинового белка, содержащего следующие этапы:
a) обеспечение концентрата казеина, содержащего молочные белки в количестве около 9-50 весовых процентов, из которых около 8,5-50 весовых процентов составляют казенны, от 0 до около 2 весовых процентов составляет лактоза, около 2500-12500 мг/кг составляет кальций, около 1600-8000 мг/кг составляет фосфор,
b) возможно, концентрация концентрата казеина,
c) термообработка концентрата казеина при температуре от 80°С до 155°С,
d) охлаждение термообработанного материала при температуре от 2°С до 20°С,
е) воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью фермента трансглутаминазы,
f) возможно, воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью сычужного фермента и/или химозина,
g) переработка материала в продукт на основе казеинового белка,
h) возможно, отделение и/или упаковка продукта.
В дополнительном варианте осуществления, настоящее изобретение относится к процессу изготовления продукта на основе казеинового белка, содержащего следующие этапы:
a) обеспечение концентрата казеина, содержащего молочные белки в количестве около 15-30 весовых процентов, из которых около 14,5-30 весовых процентов составляют казенны,
b) возможно, концентрация концентрата казеина,
c) термообработка концентрата казеина при температуре от 80°С до 155°С,
d) охлаждение термообработанного материала при температуре от 2°С до 20°С,
e) воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью фермента трансглутаминазы,
f) возможно, воздействие на охлажденный материал путем обработки с помощью сычужного фермента и/или химозина,
g) переработка материала в продукт на основе казеинового белка,
h) возможно, отделение и/или упаковка продукта.
Процесс в соответствии с изобретением может дополнительно содержать в некоторых случаях дополнительные этапы обработки, такие как этап гомогенизации и/или дополнительной обработки, при этом концентрат казеина на основе материала обрабатывается таким образом, как этого требует получаемый продукт, так, например, путем добавления ингредиентов, смешивания и/или выделения продукта способом, который для них характерен. Эти дополнительные этапы выполняются на соответствующем этапе обработке, известной специалисту в данной области техники. Выбор необязательных этапов и условий определяется знаниями специалиста в данной области техники.
Изобретение также относится к продукту на основе казеинового белка, полученному с помощью способа, описанного в настоящем документе.
Кроме того, настоящее изобретение относится также к продукту на основе казеинового белка, содержащему молочные белки в количестве около 9-50 весовых процентов, из которых около 8,5-50 весовых процентов составляют казенны и от 0 до около 0,5 весовых процентов составляют сывороточные белки. В одном варианте осуществления, продукт на основе казеинового белка дополнительно содержит лактозу в количестве от 0 до около 2 весовых процентов, кальций - около 1300-12500 мг/кг, фосфор - около 1600-8000 мг/кг и, в некоторых случаях, биологически активные пептиды (трипептиды ИПП и/или ВПП) - около 20-700 мг/кг. В одном варианте осуществления, продукт на основе казеинового белка содержит молочные белки в количестве около 15-30 весовых процентов, из которых около 14,5-30 весовых процентов составляют казенны. В другом варианте осуществления, содержание кальция находится в диапазоне около 4000-7000 мг/кг, предпочтительно в диапазоне около 3000-5000 мг/кг. В дополнительном варианте осуществления, содержание кальция составляет около 3200 мг/кг. В еще одном дополнительном варианте осуществления, продукт на основе казеинового белка содержит около 9,15 весовых процентов молочных белков, из которых около 8,5 весовых процентов составляют казенны и около 0,2 весового процента составляют сывороточные белки. В конкретном варианте осуществления, продукт на основе казеиновых белков содержит молочные белки в количестве около 9-50 весовых процентов, из которых 8,5-50 весовых процентов составляют казенны. В конкретном варианте осуществления, продукт на основе казеинового белка дополнительно содержит лактозу в количестве 0-0,2 весовых процентов, кальций - 2500-12500 мг/кг, фосфор - 1600-8000 мг/кг. В конкретном варианте осуществления, содержание молочного белка в продукте на основе казеинового белка находится в диапазоне 15-30 весовых процентов, из которых 14,5-30 весовых процентов составляют казенны. В конкретном варианте осуществления, содержание кальция находится в диапазоне 4000-7000 мг/кг, предпочтительно в диапазоне 3000-5000 мг/кг. В конкретном варианте осуществления, содержание кальция 3200 мг/кг. В конкретном варианте осуществления, продукт на основе казеинового белка содержит 9,15 весовых процентов молочных белков, из которых 8,5 весовых процентов составляют казенны и 0,2 весового процента составляют сывороточные белки. В конкретном варианте осуществления, продукт на основе казеинового белка содержит молочные белки около 9-50 весовых процентов, из которых около 8,5-50 весовых процентов составляют казенны и от 0 до около 0,5 весовых процентов составляют сывороточные белки, лактозу в количестве от 0 до около 2 весовых процентов, кальций - около 1300-12500 мг/кг, фосфор - около 1600-8000 мг/кг и биологически активные пептиды (трипептиды ИПП и/или ВПП) - около 20-700 мг/кг.
Если продукт на основе казеинового белка в соответствии с настоящим изобретением содержит сывороточные белки в больших количествах или в пределах, или вплоть до количества, характерного для коровьего молока, т.е. вплоть до или в пределах соотношения казеин: сыворотка около 80:20, продукт не будет иметь микроструктуру, подобную на аналог мяса и, следовательно, текстура продукта не будет достаточно прочной для заменителя мяса. При этом, лактоза, которая, как правило, включается во фракции сывороточного белка, делает продукт сладким, и впоследствии при нагревании сывороточных белков аромат приготовленного молока формируется в продукте. Поэтому для продукта на основе казеинового белка в соответствии с настоящим изобретением крайне важно, чтобы количество сывороточных белков в продукте было низким (около 0,5 весового процента максимально).
Дополнительно, продукт на основе казеинового белка может содержать жиры и/или масла, такие как пальмовое масло, рапс и рапсовое масло, льняное масло, оливковое масло, кукурузное масло, подсолнечное масло, сливки, топленое масло или их комбинации или смеси. Продукт на основе молочного белка в соответствии с настоящим изобретением имеет рН в диапазоне от 5,5 до 6,7.
Продукт на основе казеинового белка может также содержать гидроколлоиды и/или полисахариды, такие как альгинаты, пектины, каррагенан, камедь бобов рожкового дерева, гуаровая камедь, геллановая камедь, ксантановая камедь, аравийская камедь (гуммиарабик), рожковое дерево, бета-глюкан, арабиноксилан, карбоксиметил-целлюлоза (КМЦ), полидекстроза, бактериальные экзополисахариды и крахмалы, полученные из картофеля, кукурузы, гороха, риса, пшеницы, тапиоки и сорго, например.
Продукт на основе казеинового белка в соответствии с настоящим изобретением может быть приправлен/ароматизирован путем добавления необходимых специй и/или трав в материал казеина в процессе изготовления или путем добавления необходимых специй и/или трав на внутреннюю поверхность формовочной трубки или к основе казеинового белка в процессе обработки материала в продукте на основе казеинового белка.
Продукт на основе казеинового белка в соответствии с настоящим изобретением может быть использован в качестве заменителя мяса/аналога мяса, который имеет вкус в результате нагревания, варки, обжаривания или запекания подобно мясу.
Следующие примеры представлены для дополнительной иллюстрации настоящего изобретения без ограничения в каком-либо отношении.
ПРИМЕР 1
Концентрат казеина (2000 л), полученный в результате микрофильтрации и имеющий содержание казеина, по меньшей мере, 9 весовых процентов, нагревался до температуры выше 80°С. Раствор казеина охлаждался до температуры 40°С и разливался по формовкам. Ферменты трансглутаминазы (1 ед./г белка) и химозина (0,0001%) были добавлены в раствор, и продукт на основе казеинового белка формировался путем коагуляции при комнатной температуре.
Продукт на основе казеинового белка: 10 весовых процентов белка, 0,9 весовых процентов лактозы, 2500 мг/кг кальция, 1600 мг/кг фосфора и 300 мг/кг биологически активных пептидов.
ПРИМЕР 2
Отфильтрованный раствор казеина (2000 л) концентрировался при 90°С за счет испарения.
Концентрированный раствор (1000 л) был охлажден до температуры ниже 10°С, а ферменты трансглутаминазы и химозина были добавлены. Раствор наливался в так называемую формовочную трубку, имеющую ароматизированную смесь, встроенную в его внутреннюю поверхность. Раствор казеина коагулировался в трубке при комнатной температуре. Продукт на основе молочного белка в трубке охлаждался до температуры от +2°С до +4°С. Образовавшийся продукт на основе казеинового белка был разрезан на части или разрезан на слои заданной толщины, которые были упакованы с использованием инертного газа.
Продукт на основе казеинового белка: 19 весовых процентов белка, 0,3 весовых процентов лактозы, 5000 мг/кг кальция, 3200 мг/кг фосфора и 400 мг/кг биологически активных пептидов.
ПРИМЕР 3
Обезжиренное молоко микрофильтровалось до раствора казеина (2000 л), который дополнительно концентрировался с помощью ультрафильтрации (коэффициент концентрации 2-3) до концентрата казеина (15-20 весовых процентов белка). Концентрированный раствор (700-1000 л) нагревался до температуры 80°С-150°С. Затем раствор охлаждался до температуры ниже 10°С и к нему добавлялся химозин и трансглутаминаза, и продукт на основе казеинового белка формировался путем коагуляции при комнатной температуре.
Продукт на основе казеинового белка: 19-30 весовых процентов белка, 0,8-1,2 весовых процентов лактозы, 5000-8000 мг/кг кальция, 3000-4200 мг/кг фосфора и 500-650 мг/кг биологически активных пептидов.
ПРИМЕР 4
Казеин в виде порошка восстанавливался в воде или в виде концентрированного раствора фильтрации, описанного в примере 1 или в примере 2, для получения раствора, содержащего белок в количестве 20-50 весовых процентов.
Раствор нагревался до температуры 80°С-150°С. Затем раствор охлаждался до температуры ниже 10°С и к нему добавлялись химозин и трансглутаминаза. Раствор наливался в так называемую формовочную трубку, имеющую ароматизированную смесь, встроенную в его внутреннюю поверхность и коагулировался в трубке при комнатной температуре. Продукт на основе казеинового белка в трубке охлаждался до температуры от +2°С до +4°С. Образовавшийся продукт на основе казеинового белка был разрезан на части или разрезан на слои заданной толщины, которые были упакованы с использованием инертного газа.
Продукт на основе казеинового белка: 50 весовых процентов белка, 1,5 весовых процентов лактозы, 12300 мг/кг кальция, 5000 мг/кг фосфора и 650 мг/кг биологически активных пептидов.
ПРИМЕР 5
Отфильтрованный раствор казеина нагревался до температуры выше 80°С. Раствор охлаждался до температуры 40°С, а затем химозин добавлялся в раствор казеина. Раствор высушивался до порошка, который восстанавливался в воде для получения раствора, содержащего белок в количестве 20-50 весовых процентов, и нагревался до температуры выше 80°С. Раствор охлаждался до температуры ниже 10°С и к нему добавлялась трансглутаминаза. Раствор наливался в так называемую формовочную трубку, имеющую ароматизированную смесь, встроенную в его внутреннюю поверхность. Раствор казеина коагулировался в трубке при комнатной температуре. Продукт на основе молочного белка в трубке охлаждался до температуры от +2°С до +4°С. Образовавшийся продукт на основе казеинового белка был разрезан на части или разрезан на слои заданной толщины, которые были упакованы с использованием инертного газа.
Продукт на основе казеинового белка: 47 весовых процентов белка, 1 весовой процент лактозы, 10000 мг/кг кальция, 3500 мг/кг фосфора и 500 мг/кг биологически активных пептидов.
ПРИМЕР 6
Концентрат казеина был получен следующим образом: сырое молоко обезжиривалось и пастеризовалось при 73°С в течение 15 секунд. Полученное пастеризованное обезжиренное молоко подвергалось микрофильтрации (МФ) и рециркуляции через мембраны с размером пор в 0,08 мкм при температуре 13°С для концентрации казеина в ретентате МФ. Вода, большая часть сывороточного белка и часть лактозы и минеральных веществ молока пропускались через мембрану в направлении фильтрата. Ретентат казеина (т.е. концентрат казеина), имеющий общее содержание твердых веществ около 9-12 весовых процентов, в некоторых случаях дополнительно обрабатывался применительно к большему весу сухого вещества за счет испарения или распылительной сушки (или сублимационной сушки) для общего количества твердых веществ 20-95 весовых процентов.
Состав ретентата казеина/концентрата казеина (общее содержание твердых веществ около 9-12 весовых процентов) содержит:
Казеин - около 8,5-11 весовых процентов,
Сывороточный белок - около 0,2-0,5 весовых процентов,
Лактоза - около 0,4-1,0 весовых процентов,
Кальций - около 2500-4000 мг/кг,
Фосфор - около 1600-2000 мг/кг,
Магний - около 130-150 мг/кг,
Натрий - около 86-100 мг/кг,
Калий - около 340-500 мг/кг.
Специалисту в данной области техники будет очевидно, что, учитывая научно-технический задел, идея изобретения может быть реализована различными способами. Изобретение и варианты его осуществления не ограничиваются приведенными выше примерами, но могут изменяться в рамках объема формулы изобретения.