ПОЛУЧЕНИЕ РАСТВОРИМЫХ В КИСЛОЙ СРЕДЕ ГИДРОЛИЗАТОВ БОБОВОГО БЕЛКА С НИЗКОЙ ТЕРПКОСТЬЮ ИЛИ БЕЗ ТЕРПКОСТИ И ГИДРОЛИЗАТОВ БОБОВОГО БЕЛКА С УЛУЧШЕННЫМ АМИНОКИСЛОТНЫМ СКОРОМ
PRODUCTION OF HYDROLYSERS OF LEGUME PROTEIN WITH LOW ASTRINGENCY OR WITHOUT ASTRINGENCY, SOLUBLE IN ACIDIC MEDIUM, AND HYDROLYSATES OF LEGUME PROTEIN WITH IMPROVED AMINO ACID SCORE

Перекрестная ссылка на родственные заявки
По настоящей заявке испрашивается приоритет согласно 35 USC 119(e) по предварительной заявке на патент США № 62/466581, поданной 3 марта 2017 года.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к использованию ферментативного гидролиза для получения гидролизатов бобового белка с незначительной терпкостью в кислом растворе или без терпкости, а также гидролизатов бобового белка, имеющих модифицированный аминокислотный профиль, обеспечивающий более высокий аминокислотный скор.
Предшествующий уровень техники
Существует значительный коммерческий интерес к приготовлению кислых напитков, содержащих бобовый белок. В идеале бобовый белковый продукт должен быть полностью растворим в напитке, чтобы не требовалось стабилизаторов для суспендирования белка в растворе. Бобовый белок также должен быть термостабильным в кислом напитке, чтобы облегчить обработку коммерческого напитка (например, обработку горячей расфасовкой). Прозрачность продукта из бобового белка в растворе также необходима, поскольку она обеспечивает максимальную гибкость при разработке уровня помутнения напитка. То есть напиток может быть прозрачным или могут быть добавлены вещества, вызывающие помутнение, чтобы обеспечить соответствующий уровень мутности.
Патентные заявки США №13/103528, поданная 9 мая 2011 (публикация патента США № 2011/0274797, опубликованная 10 ноября 2011), № 13/556357, поданная 24 июля 2012 (публикация патента США № 2013/00189408, опубликованная 25 июля 2013), №13/642003, поданная 7 января 2013 (патентная публикация США № 2013/0129901, опубликованная 23 мая 2013) и №15/041193, поданная 11 февраля 2016 (патентная публикация США № 2016/0227833, опубликованная 11 августа 2016 («YP701»)), принадлежащие правообладателю настоящей заявки, и раскрытия которых включены в настоящее описание посредством ссылки, описывают продукт из бобового белка, который растворим в воде при низких значениях pH, образующий термостабильные растворы, но использование которого ограничено терпким ощущением, которое он создает во рту при употреблении. Терпкое ощущение неприятно, и нежелательно ограничивает количество белкового продукта, который можно приготовить в виде кислого напитка.
Заявка на патент США № 14/290415, поданная 29 мая 2014 (публикация патента США № 2014/0356510, опубликованная 4 декабря 2014), озаглавленная «Производство продукта из бобового белка с пониженной терпкостью», принадлежащая правообладателю настоящей заявки, и раскрытие которых включено в настоящее описание посредством ссылки, описывает осаждение и мембранные технологии, которые позволяют получать продукты из бобового белка, которые растворимы в воде при низком pH, производят термостабильные растворы и обеспечивают пониженное терпкое ощущение при употреблении. Однако такие продукты с низкой терпкостью производятся с низким выходом.
Считается, что терпкость кислых напитков, содержащих бобовые (или другие) белки, связана с тем, что белок становится нерастворимым во рту. Одним из возможных объяснений причины этой нерастворимости является то, что белки слюны могут связывать и осаждать белки, которые были растворены в кислом напитке. Другая теория заключается в том, что нерастворимость белка может возникнуть в результате сочетания раствора кислого белка и слюны, что приводит к pH во рту, при котором белок плохо растворим. Известно, что растворимость белка может быть увеличена путем использования ферментов для гидролиза белков в более мелкие единицы.
Белки состоят из аминокислот. Некоторые из этих аминокислот, известные как незаменимые аминокислоты, не могут быть синтезированы для удовлетворения потребностей человеческого организма и поэтому должны быть получены из рациона. Значительным вкладом в качество белка является содержание незаменимых аминокислот в белке. Биодоступность этих аминокислот является еще одним важным фактором. Содержание незаменимых аминокислот в белке составляет основу измерения, известную как аминокислотный скор (АКС). Аминокислотный скор оценивают путем сравнения содержания незаменимых аминокислот в данном белке с эталонным профилем незаменимых аминокислот. Содержание каждой незаменимой аминокислоты (мг/г белка) делят на содержание той же незаменимой аминокислоты в эталонном профиле (мг/г белка). Самым низким результирующим значением, полученным для наиболее ограниченной незаменимой аминокислоты, считается аминокислотный скор (АКС) (Report of Joint FAO/WHO Expert Consultation (1991) Protein Quality Evaluation, FAO Food and Nutrition Paper 51; Schaarfsma, G. 2000. J. Nutr., 130: 1865S). Белок, который поставляет все незаменимые аминокислоты в тех же пропорциях, что и эталонный профиль, имеет аминокислотный скор 1,0. Белки, имеющие высокие значения аминокислотного скора, ценятся производителями продуктов питания. Традиционно значения аминокислотного скора горохового белка были ограничены концентрацией серосодержащих аминокислот. Гороховый белковый продукт с улучшенным показателем аминокислотного скора будет иметь коммерческую ценность. Следует отметить, что аминокислотный скор белка часто учитывается в значении PDCAAS (аминокислотного коэффициента усвояемости белка), где АКС корректируют с помощью коэффициента усвояемости белка, чтобы учесть биодоступность. Настоящее изобретение относится только к аминокислотному скору.
Изложение сущности изобретения
В соответствии с настоящим изобретением, бобовые белки гидролизуют, и в полученном растворе при необходимости регулируют рН, а затем фракционируют на растворимую фракцию и фракцию остаточных твердых веществ. Растворимую фракцию дополнительно обрабатывают для получения гидролизата бобового белка, который по существу полностью растворим во всем диапазоне рН от примерно 2 до примерно 7 и обеспечивает небольшую терпкость или отсутствие терпкости при потреблении кислого напитка, содержащего гидролизат бобового белка. Нерастворимый остаток от гидролизной обработки дополнительно обрабатывают для получения второго гидролизата бобового белка, имеющего аминокислотный скор, который улучшен по сравнению с субстратным белком и предпочтительно превышает его, находясь на уровне 1,0 или близко к нему. Следует отметить, что термин «белковый гидролизат» используется в настоящей заявке для описания продукта процесса, который включает стадию гидролиза белка, и он не предназначен для того, чтобы делать какие-либо выводы о степени гидролиза в конечном продукте.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, предложен способ обработки бобового белкового материала, который включает осуществление гидролиза белка бобового белкового материала, при необходимости регуляцию рН, затем разделение с образованием растворимой фракции, и обработку растворимой фракции для получения гидролизата бобового белка, который практически полностью растворим во всем диапазоне рН от примерно 2 до примерно 7, и который обеспечивает незначительную терпкость или отсутствие терпкости при употреблении кислого напитка, содержащего гидролизат бобового белка, и твердого остатка; и переработку твердого остатка для получения второго гидролизата бобового белка, имеющего улучшенный аминокислотный скор, по сравнению с субстратным бобовым белковым материалом.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен гидролизат бобового белка, имеющий содержание белка по меньшей мере примерно 60 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества, который по существу полностью растворим во всем диапазоне рН от примерно 2 до примерно 7 и дает незначительную терпкость или отсутствие терпкости при потреблении кислого напитка, содержащего гидролизат бобового белка.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения, предложен гидролизат бобового белка, имеющий аминокислотный скор, который улучшен по сравнению с субстратным бобовым белком, из которого получен гидролизат.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения, предложен способ обработки бобового белкового материала, который включает осуществление гидролиза белка бобового белкового материала, при необходимости регуляцию рН, затем разделение с образованием растворимой фракции и обработку растворимой фракции для получения гидролизата бобового белка, который является практически полностью растворимым во всем диапазоне рН от примерно 2 до примерно 7, и который дает незначительную терпкость или отсутствие терпкости при употреблении кислого напитка, содержащего гидролизат бобового белка.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предложен гидролизат бобового белка, имеющий следующий профиль молекулярной массы:
> 100 000 Да - от 0 до 14 масс.%
От 15 000 до 100 000 Да - от 4 до 30 масс.%
От 5 000 до 15 000 Да - от 20 до 29 масс.%
От 1 000 до 5 000 Да - от 27 до 54 масс.%
<1000 Да - от 8 до 23 масс.%.
Как известно специалисту в данной области техники, содержание белка в белковом гидролизате может быть определено по содержанию азота в гидролизате, умноженному на коэффициент преобразования (обычно 6,25) и выраженному в процентах от массы сухого вещества.
Общее описание изобретения
Использование процедуры, включающей гидролиз белка бобового белкового субстрата и дальнейшую обработку растворимой части гидролизата для получения первого гидролизата бобового белка, имеющего небольшую или нулевую терпкость в кислотном растворе, и дальнейшую обработку нерастворимой части гидролизата для обеспечения второго гидролизата бобового белка с улучшенным аминокислотным скором, может быть реализовано на ряде бобовых белковых субстратов.
1) Начиная с сухого порошка (нейтрального). Сухим порошковым продуктом бобового белка, который можно использовать, является бобовый белковый продукт 810N, описанный в одновременно ожидающей решения заявке на патент США № 14/811,052, поданной 28 июля 2015 (публикация патента США № 2016/0050956, опубликованная 25 февраля 2016), принадлежащей правообладателю настоящей заявки и включенной в настоящий документ посредством ссылки. Этот продукт имеет содержание белка более примерно 60 масс.% на основе сухого вещества и натуральный рН в растворе, который является нейтральным или почти нейтральным (рН от примерно 6,0 до примерно 8,0). Альтернативно, можно использовать сухой порошок, коммерческие бобовые белковые продукты, имеющие содержание белка более чем примерно 65 масс.%, на основе сухого вещества и натуральный рН в растворе, который является нейтральным или почти нейтральным (рН от примерно 6,0 до примерно 8,0).
Процедура обработки нейтрального сухого порошкового продукта включает регидратацию белкового порошка с получением белкового раствора, необязательное регулирование рН раствора в диапазоне от примерно 6,0 до примерно 8,0, обработку белкового раствора протеолитическим ферментом, тепловую обработку обработанного ферментами материала для инактивации фермента, доведение рН полученного раствора до кислого значения, такого как от примерно 2 до примерно 4, центрифугирование для отделения центрифугата (растворимой фракции) от остаточных твердых веществ, концентрирование и необязательную диафильтрацию центрифугата в системе мембранной фильтрации для снижения содержания соли и/или других примесей в центрифугате, и сушку концентрата с получением гидролизата бобового белка с содержанием белка более примерно 60 масс.% (N x 6,25) на основе массы сухого вещества, который растворим в кислой среде и обеспечивает небольшую терпкость или ее отсутствие при дегустации в кислом растворе. Этот гидролизат бобового белка имеет кислый натуральный рН в растворе, что облегчает приготовление кислых напитков. Альтернативно, стадия тепловой обработки может быть проведена после стадии подкисления, но до стадии центрифугирования.
Остаточные твердые вещества, выделенные из растворимой фракции, имеют улучшенный аминокислотный скор по сравнению с субстратным белком и могут быть дополнительно обработаны для получения второго гидролизата бобового белка. Отделенные остаточные твердые вещества, которые имеют кислый рН, могут быть непосредственно высушены, или промыты, а затем высушены для получения гидролизата бобового белка с содержанием белка более примерно 60 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Альтернативно, в остаточных твердых веществах может быть доведено значение рН от примерно 6,0 до примерно 8,0, а затем они могут быть высушены. В качестве еще одной альтернативы остаточные твердые вещества могут быть промыты, а затем в них доводят рН до примерно 6,0-8,0 до стадии сушки. В качестве еще одной альтернативы, твердые вещества могут быть нейтрализованы во время этапа промывания путем доведения рН смеси твердых веществ и промывочной воды до примерно 6,0-8,0 с использованием раствора щелочи пищевого качества, с последующим сбором твердых веществ центрифугированием и сушкой твердых веществ для получения гидролизата бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере примерно 60 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества.
Исходное сырье в виде нейтрального сухого порошка бобового белкового продукта также можно обрабатывать без стадии подкисления. Такая процедура включает регидратацию белкового порошка для получения белкового раствора, необязательное регулирование рН раствора в диапазоне от примерно 6,0 до примерно 8,0, обработку белкового раствора протеолитическим ферментом, тепловую обработку подвергнутого ферментативной обработке материала для инактивации фермента, центрифугирование для отделения концентрата (растворимой фракции) от остаточных твердых частиц, концентрирование и необязательную диафильтрацию центрифугата в системе мембранной фильтрации для снижения содержания соли и/или других примесей в центрифугате, и сушку концентрата с получением гидролизата бобового белка с содержанием белка более 60 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества, который растворим в кислой среде и обеспечивает небольшую терпкость или ее отсутствие при дегустации в кислом растворе.
Остаточные твердые вещества, отделенные от центрифугата, имеют улучшенный аминокислотный скор по сравнению с субстратным белком, и могут быть непосредственно высушены, или промыты, а затем высушены для получения второго гидролизата бобового белка с содержанием белка более чем примерно 60 масс.% (N х 6,25) на основе сухого вещества.
2) Начиная с сухого порошка (с низким pH). Сухим порошковым бобовым белковым продуктом, который можно использовать, является бобовый белковый продукт 810A, описанный в вышеупомянутой заявке на патент США № 14/811,052. Этот продукт имеет содержание белка более 60 масс.%. и низкий натуральный рН в растворе (рН от примерно 1,5 до примерно 4,0). Альтернативно, можно использовать сухие коммерческие бобовые белковые продукты, имеющие содержание белка более чем примерно 65 масс.% на основе сухого вещества и низкий натуральный рН в растворе (рН от примерно 1,5 до примерно 4,0).
Одна процедура обработки сухого порошка бобового белкового продукта с низким pH включает первоначальную регидратацию белкового порошка с образованием белкового раствора, и доведение pH белкового раствора до нейтрального диапазона (pH от примерно 6,0 до примерно 8,0). За этими стадиями следуют стадии, описанные выше для растворов, приготовленных из нейтрального сухого порошка бобового белкового продукта, а именно, либо обработка протеолитическим ферментом, тепловая обработка для инактивации фермента (альтернативно может быть проведена тепловая обработка после подкисления), доведение рН до кислого значения, такого как от примерно 2 до примерно 4, центрифугирование для разделения твердого вещества и жидкости, концентрирование и необязательная диафильтрация центрифугата, и сушка концентрата для получения гидролизата бобового белка с содержанием белка по меньшей мере примерно 60 масс.% (N x 6,25) на основе сухого вещества, который является растворимым в кислой среде и обеспечивает небольшую терпкость или отсутствие терпкости при дегустации в кислом растворе, либо альтернативно, подобная обработка без стадии подкисления. Когда используют стадию подкисления, полученный гидролизат бобового белка имеет кислый натуральный рН в растворе, что облегчает приготовление кислых напитков. Когда нейтральным сухим порошком является исходный материал, остаточные твердые вещества, которые имеют улучшенный аминокислотный скор по сравнению с субстратным белком, могут быть дополнительно обработаны для образования второго гидролизата бобового белка. Остаточные твердые вещества могут быть непосредственно высушены, или промыты, а затем высушены для получения гидролизата бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере примерно 60 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Когда используют способ со стадией подкисления, рН остаточных твердых веществ может быть доведен до 6,0-8,0, а затем их сушат. В качестве еще одной альтернативы для способа, использующего стадию подкисления, рН промытых твердых веществ может быть доведен до значения от примерно 6,0 до примерно 8,0 после стадии промывания и перед стадией сушки. В качестве еще одной альтернативы для способа, использующего стадию подкисления, твердые вещества могут быть нейтрализованы во время стадии промывания путем доведения рН смеси твердых веществ и промывной воды до значения от примерно 6,0 до примерно 8,0 с использованием раствора щелочи пищевого качества, с последующим сбором твердых веществ путем центрифугирования, и сушкой твердых веществ с получением гидролизата бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере примерно 60 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества.
В качестве альтернативы проведению ферментативной обработки в диапазоне нейтральных значений рН порошок белка с низким рН можно повторно гидратировать с образованием белкового раствора, а затем применять обработку протеолитическими ферментами без корректировки рН белкового раствора или после необязательной корректировки рН раствора в пределах от примерно 1,5 до примерно 4,0. За обработкой ферментами следует тепловая обработка для инактивации фермента, центрифугирование для разделения твердого вещества и жидкости, концентрирование и необязательная диафильтрация центрифугата, а также сушка концентрата с получением гидролизата бобового белка с содержанием белка по меньшей мере примерно 60 масс. % (N x 6,25) на основе сухого вещества, и который является растворимым в кислой среде и обеспечивает небольшую терпкость или отсутствие терпкости при дегустации в кислом растворе. Этот гидролизат бобового белка имеет кислый натуральный рН в растворе, что облегчает приготовление кислых напитков. Остаточные твердые вещества, которые имеют улучшенный аминокислотный скор по сравнению с субстратным белком, могут быть дополнительно обработаны для образования второго гидролизата бобового белка. Остаточные твердые вещества, которые имеют кислый рН, могут быть непосредственно высушены, или промыты, а затем высушены для получения гидролизата бобового белка с содержанием белка по меньшей мере примерно 60 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Альтернативно, в остаточных твердых веществах может быть доведен рН до значения примерно 6,0-8,0, а затем они могут быть высушены. В качестве еще одной альтернативы, в промытых твердых веществах может быть доведен рН до значения от примерно 6,0 до примерно 8,0 после стадии промывания и до стадии сушки. В качестве еще одной альтернативы, твердые вещества могут быть нейтрализованы во время стадии промывания путем доведения рН смеси твердых веществ и промывочной воды до значения от примерно 6,0 до примерно 8,0 с использованием раствора щелочи пищевого качества, с последующим сбором твердых веществ центрифугированием и сушкой твердых веществ для получения гидролизата бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере примерно 60 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества.
3) Ферментная обработка в способе получения бобового белка 810. Способ для бобового белка 810 включает мембранную обработку раствора белка с низким рН, который может быть высушен до образования 810А или нейтрализован и высушен до образования 810N.
Процедура обработки ферментом в способе получения бобового белка 810 включает приготовление частично или полностью концентрированного кислого раствора белка в соответствии с процедурой, описанной в вышеупомянутой заявке на патент США для бобового белка 810, с последующей необязательной стадией разбавления. В при необходимости разбавленном растворе белка может быть доведено значение рН до примерно 6,0-8,0, а затем проведен ферментативный гидролиз, или может быть проведен ферментативный гидролиз при начальном низком значении рН, или при необходимости, после корректировки рН в диапазоне от примерно 1,5 до примерно 4,0. Когда рН при необходимости разбавленного белкового раствора доводят до 6,0-8,0, за стадией корректировки рН следуют стадии, используемые для обработки белкового раствора, приготовленного из нейтрального сухого порошкового бобового белкового продукта, или нейтрализованного раствора сухого порошкового бобового белкового продукта с низким pH, описанного выше, а именно обработка протеолитическим ферментом, тепловая обработка для инактивации фермента (альтернативно, тепловая обработка может быть проведена после корректировки рН), доведение рН до кислого значения, такого как от примерно 2 до примерно 4, центрифугирование для разделения твердого вещества/ жидкости, концентрирование и необязательная диафильтрация центрифугата в системе мембранной фильтрации, и сушка концентрата или, альтернативно, аналогичная обработка без этапа подкисления, чтобы получить гидролизат бобового белка с содержанием белка по меньшей мере 60 масс.% (N x 6,25) на основе сухого вещества, который является растворимым в кислой среде и обеспечивает небольшую терпкость или отсутствие терпкости при дегустации в кислом растворе. Когда используют этап подкисления, полученный в результате гидролизат бобового белка имеет кислый натуральный рН в растворе, что облегчает приготовление кислых напитков. Как и в случае с описанными выше процедурами, остаточные твердые вещества, которые имеют улучшенный аминокислотный скор по сравнению с субстратным белком, могут быть дополнительно обработаны, например, путем прямой сушки, или промывания, а затем сушки, чтобы получить гидролизат бобового белка, имеющий более высокое содержание белка, чем примерно 60 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Когда используют способ со стадией подкисления, рН твердых веществ может быть доведен до значения от примерно 6,0 до примерно 8,0 до стадии сушки, или вещества могут быть промыты, а затем в них может быть скорректирован рН от примерно 6,0 до примерно 8,0 до стадии сушки. В качестве еще одной альтернативы для способа, использующего стадию подкисления, твердые вещества могут быть нейтрализованы во время стадии промывания путем доведения рН смеси твердых веществ и промывной воды до значения от примерно 6,0 до примерно 8,0 с использованием раствора щелочи пищевого качества, а затем проведен сбор твердых веществ путем центрифугирования и сушка твердых веществ с получением гидролизата бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере примерно 60 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества.
Когда при необходимости разбавленный раствор белка, полученный в результате способа 810, обрабатывают без начальной корректировки рН в диапазоне от примерно 6,0 до примерно 8,0, кислый белковый раствор обрабатывают с помощью описанных выше стадий для раствора белка, приготовленного из сухого порошкового продукта бобового белка с низким рН без последующей стадии нейтрализации, а именно, необязательной корректировки рН раствора в диапазоне от 1,5 до 4,0, обработки протеолитическим ферментом, тепловой обработки для инактивации фермента, центрифугирования для разделения твердых веществ и жидкости, концентрирования и необязательной диафильтрации центрифугата на мембранной системе фильтрации и сушки концентрата с получением гидролизата бобового белка с содержанием белка не менее 60 масс.% (N x 6,25) на основе сухого вещества, и который является растворимым в кислой среде и дает небольшую терпкость или отсутствие терпкости при дегустации в кислом растворе. Этот гидролизат бобового белка имеет кислый натуральный рН в растворе, что облегчает приготовление кислых напитков. Остаточные твердые вещества, которые имеют улучшенный аминокислотный скор по сравнению с субстратным белком, могут быть дополнительно обработаны, например, путем прямой сушки, или промывания, а затем сушки для получения гидролизата бобового белка с содержанием белка более чем примерно 60 масс.% (N x 6,25) на основе сухого вещества. В качестве альтернативы, в твердых веществах может быть доведен pH до значения от примерно 6,0 до примерно 8,0 до стадии сушки, или они могут быть промыты, а затем в них скорректирован рН до значения от примерно 6,0 до примерно 8,0 и до стадии сушки. В качестве еще одной альтернативы, твердые вещества могут быть нейтрализованы во время стадии промывания путем доведения рН смеси твердых веществ и промывочной воды до значения от примерно 6,0 до примерно 8,0 с использованием раствора щелочи пищевого качества, затем проведен сбор твердых веществ центрифугированием и сушка твердых веществ для получения гидролизата бобового белка, имеющего содержание белка по меньшей мере примерно 60 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества.
4) Ферментативная обработка с подачей в сушильный аппарат для коммерческих продуктов.
В процедурах (1) и (2) обсуждается регидратация коммерческих бобовых белковых продуктов и их обработка ферментами. Было бы более практично проводить ферментативную обработку материала перед сушкой, и таким образом, изобретение включает обработку материала, подаваемого в сушилку, в соответствии с процедурой, описанной в (1) или (2) выше, за исключением того, что нет необходимости повторно гидратировать белковый продукт.
Один класс гидролизатов бобового белка, полученных в результате вышеописанных процедур, по существу растворим в диапазоне рН от примерно 2 до примерно 7 и обеспечивает слабую терпкость или полное отсутствие терпкости при дегустации в кислом растворе. Кислые растворы продукта по изобретению предпочтительно являются прозрачными и устойчивыми к нагреванию. Второй класс гидролизатов бобового белка, полученных в результате вышеуказанных процедур, имеет улучшенный аминокислотный скор по сравнению с субстратным белком. На стадии гидролиза белка может развиться некоторая степень горечи, но в идеале продукты по изобретению имеют небольшую горечь или не имеют ее вообще. Различные протеолитические ферменты имеют разные активности при разных значениях рН. На выбор протеолитического фермента для использования в настоящем изобретении могут влиять такие факторы, как рН гидролиза и уровень горечи в готовом продукте. Продолжительность ферментативной обработки также может влиять на свойства готовых продуктов. Обычно предпочтительным является относительно короткое время обработки, например, приблизительно от 30 минут до 60 минут.
Примеры
Пример 1
В этом примере описывается получение гидролизатов бобового белка из нейтрального сухого порошкового бобового белкового продукта в соответствии с вариантом осуществления способа по настоящему изобретению.
36 кг концентрата белка желтого гороха добавляли к 600 л воды, очищенной обратным осмосом, при комнатной температуре и перемешивали в течение 10 минут, чтобы получить водный раствор белка. Часть суспендированных твердых веществ удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги, и собирали раствор белка с содержанием белка 2,34 масс.%. Значение рH белкового раствора снижали до 3,07 путем добавления раствора HCl (концентрированная HCl, разбавленная равным объемом воды), а затем раствор нагревали до 50°C, выдерживали в течение 10 минут, затем центрифугировали с использованием тарельчатого сепаратора. Было собрано 519 л подкисленного белкового раствора и 77,44 кг нерастворимого в кислой среде твердого материала.
В растворе подкисленного белка, имеющем содержание белка 0,82 масс.%, доводили рН до 1,92, а затем уменьшали объем раствора от 520 л до 70 л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране, имеющей предел отсечения по молекулярной массе 100 000 Дальтон, работая при температуре около 51°С. Раствор белка с содержанием белка 5,32 масс.% затем подвергали диафильтрации на той же мембране с применением 630 л воды RO (очищенной обратным осмосом) с рН, доведенным до 2 с помощью раствора HCl, с последующей диафильтрацией с дополнительными 150 л воды RO. Операцию диафильтрации проводили при температуре около 51°С. Диафильтрованный раствор белка, имеющий содержание белка 4,64 масс.%, затем дополнительно концентрировали до содержания белка 8,11 масс.%. 34,5 кг концентрированного и диафильтрованного белкового раствора пастеризовали при температуре около 72°С в течение 16 секунд и затем охлаждали. Значение рН 28,38 кг пастеризованного белкового раствора доводили до 7,12 с помощью раствора, содержащего 12,5 масс.% NaOH и 12,5 масс.% КОН (далее именуемого раствором NaOH/KOH), и затем сушили распылением с получением продукта, содержание белка в котором составило 91,75% (N x 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP29-E02-16A YP810N-02.
36 кг концентрата белка желтого гороха добавляли к 600 л воды, очищенной обратным осмосом, при температуре окружающей среды и перемешивали в течение 10 минут, чтобы получить водный раствор белка. Часть суспендированных твердых веществ удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги и собирали раствор белка с содержанием белка 2,40 масс.%. Значение рH раствора белка снижали до 3,00 путем добавления раствора HCl (концентрированная HCl, разбавленная равным объемом воды), а затем раствор нагревали до 50°C, выдерживали в течение 10 минут, затем центрифугировали с использованием тарельчатого сепаратора. Было собрано 508 л подкисленного белкового раствора и 69,39 кг нерастворимого в кислой среде твердого материала.
В подкисленном белковом растворе, имеющем содержание белка 1,04 масс.%, доводили рН до 2,07, а затем уменьшали объем раствора от 510 л до 70 л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране, имеющей предел отсечения по молекулярной массе 100 000 дальтон, работая при температуре около 50°С. Раствор белка с содержанием белка 6,21 масс.% затем подвергали диафильтрации на той же мембране с помощью 630 л воды RO, со значением рН, доведенным до 2 раствором HCl, с последующей диафильтрацией с дополнительными 145 л воды RO. Операцию диафильтрации проводили при температуре около 50°С. Диафильтрованный белковый раствор, имеющий содержание белка 5,73 масс.%, затем дополнительно концентрировали до содержания белка 9,50 масс.%. 31,7 кг концентрированного и диафильтрованного белкового раствора пастеризовали при температуре около 72°С в течение 16 секунд и затем охлаждали. Пастеризованный раствор разбавляли до 38,44 кг. Значение рН 18 кг этого раствора доводили до 6,93 с помощью раствора NaOH/KOH и разбавляли 3 л RO воды, затем сушили распылением, чтобы получить продукт, имеющий содержание белка 91,42% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP29-E04-16A YP810N-02.
1,625 кг YP29-E02-16A YP810N-02 и 0,667 кг YP29-E04-16A YP810N-02 смешивали с 20 л воды RO для образования белкового раствора, содержащего 2 кг субстратного белка. Этот раствор имел рН 6,59. Раствор NaOH/KOH добавляли для повышения рН образца до 6,95. Затем образец нагревали до примерно 50°С и добавляли 20 мл протеолитического фермента Flavourzyme (Novozymes). Образец выдерживали при температуре около 50°С и перемешивали в течение 1 часа. Фермент инактивировали путем тепловой обработки раствора при температуре около 90°С в течение 10 минут, а затем обработанный раствор белка охлаждали до комнатной температуры. Этот образец имел рН 6,89 и содержание белка 9,87 масс.%. Затем рН образца снижали до 3,02, используя раствор концентрированной HCl, смешанный с равным объемом RO воды. Подкисленный образец центрифугировали в периодическом режиме при 6000 об./мин в течение 9 или 10 минут в роторе HG-4L центрифуги Sorvall RC-3 с получением 15,94 кг центрифугата (растворимая фракция) и 5,05 кг остаточных твердых веществ.
15,9 л центрифугата объединяли с одним объемом воды RO с рН 3, и образец концентрировали до первоначального объема на нанофильтрационной мембране Dow Filmtec NF-2540, работая при температуре окружающей среды. Эту периодическую диафильтрацию повторяли еще девять раз. Затем уменьшали объем образца до 5,4 кг путем концентрирования на той же мембране. Диафильтрованный и концентрированный раствор гидролизата белка имел содержание белка 9,62 масс.%. Этот раствор гидролизата белка пастеризовали при температуре около 72°С в течение менее 5 минут. Затем пастеризованный раствор сушили распылением, получая гидролизат горохового белка с содержанием белка 94,31 (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP29-H11-16A YP820A.
3 кг остаточных твердых веществ смешивали с 4 объемами RO воды, а затем pH образца повышали до примерно 7 с помощью раствора NaOH/KOH. Затем образец центрифугировали с получением 2,955 кг промытых твердых веществ. 2,955 кг промытых твердых веществ объединяли с 2,955 кг RO воды (для облегчения сушки распылением) и затем сушили распылением с получением гидролизата горохового белка, имеющего содержание белка 92,31% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP29-H11-16A YP820PN.
Пример 2
Этот пример описывает другой пример получения гидролизатов бобового белка из нейтрального сухого порошкового бобового белкового продукта в соответствии с вариантом осуществления способа по настоящему изобретению.
36 кг концентрата белка желтого гороха добавляли к 600 л воды, очищенной обратным осмосом, при температуре окружающей среды и перемешивали в течение 10 минут для получения водного раствора белка. Часть суспендированных твердых веществ удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги и собирали раствор белка с содержанием белка 2,72 масс.%. Снижали рH раствора белка примерно до 3 путем добавления раствора HCl (концентрированная HCl, разбавленная равным объемом воды), раствор нагревали до 50°C, выдерживали в течение 10 минут и затем центрифугировали с использованием тарельчатого сепаратора. Было собрано 474,8 л подкисленного белкового раствора и 85,85 кг нерастворимого в кислой среде твердого материала.
Подкисленный раствор белка, имеющий содержание белка 1,66 масс.%, разбавляли 25 л воды, и затем уменьшали объем раствора до 145 л путем концентрирования на микрофильтрационной мембране с отсечением по молекулярной массе 0,80 мкм и при работе примерно при 52°С. Затем раствор белка дополнительно концентрировали, одновременно подвергая его диафильтрации RO водой, со значением рН, доведенным до 2 раствором HCl, причем концентрирование и диафильтрацию проводили при температуре около 52°C. Всего было собрано 580 л микрофильтрационного пермеата (осветленный, подкисленный раствор белка) с содержанием белка 1,28 масс.%. Объем этого раствора уменьшали до 125 л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране, имеющей предел отсечения по молекулярной массе 100 000 Дальтон, при работе при температуре около 47°С. Раствор белка с содержанием белка 5,17 масс.% затем подвергали диафильтрации на той же мембране с помощью 1125 л воды RO, со значением рН, доведенным 2 раствором HCl, с последующей диафильтрацией с дополнительными 125 л воды RO. Операцию диафильтрации проводили при температуре около 50°С. Диафильтрованный раствор белка, имеющий содержание белка 4,50 масс.%, затем дополнительно концентрировали до содержания белка 10,01 масс.%. 47 л концентрированного и диафильтрованного белкового раствора пастеризовали при температуре около 74°С в течение 16 секунд и затем охлаждали. 56,56 кг пастеризованного белкового раствора объединяли с 13,25 кг RO воды и достаточным количеством раствора NaOH/KOH для доведения рН до 6,94, а затем смесь подвергали распылительной сушке с получением продукта, имеющего содержание белка 90,37% (N x 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP35-G19-16A YP810N.
2,322 кг YP35-G19-16A YP810N смешивали с 20 л RO воды для получения белкового раствора, содержащего 2 кг субстратного белка. Этот раствор имел рН 6,87. Образец нагревали до примерно 50°С и добавляли 5 г протеолитического фермента (концентрат бромелайна Enzeco, Enzyme Development Corporation). Образец выдерживали при температуре около 50°С и перемешивали в течение 30 минут. Фермент инактивировали путем тепловой обработки раствора при температуре около 80°С в течение 10 минут, а затем обработанный раствор белка охлаждали до комнатной температуры. Этот образец имел рН 6,47 и содержание белка 9,79%. Затем рН образца снижали до 1,93, используя раствор концентрированной HCl, смешанный с равным объемом RO воды. Подкисленный образец центрифугировали периодическим способом при 6000 об./мин в течение 10 минут на роторе HG-4L центрифуги Sorvall RC-3 до получения 16,46 кг центрифугата (растворимой фракции) и 4,58 кг остаточных твердых веществ.
16,46 кг центрифугата объединяли с двумя объемами воды RO с рН 2, и образец концентрировали до первоначального объема на нанофильтрационной мембране Dow Filmtec NF-2540, работая при температуре окружающей среды. Эту периодическую диафильтрацию повторяли еще четыре раза. Затем уменьшали объем образца до 8,90 кг путем концентрирования на той же мембране. Диафильтрованный и концентрированный раствор гидролизата белка имел содержание белка 8,01 масс.%. Этот раствор гидролизата белка пастеризовали при температуре около 73°С в течение менее 2 минут. Затем пастеризованный раствор сушили распылением, получая гидролизат горохового белка с содержанием белка 96,33% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP35-I19-16A YP820A.
126,5 г остаточных твердых веществ смешивали с 506 г RO воды, и затем рН образца повышали до примерно 7 с помощью раствора NaOH/KOH. Образец центрифугировали, и 100,70 г промытых твердых веществ лиофилизировали с получением гидролизата горохового белка, имеющего содержание белка 84,69% (N × 6,25) на основе влажного вещества. Продукт был обозначен как YP35-I19-16A YP820PN.
Пример 3
В этом Примере описан другой пример получения гидролизатов бобового белка из нейтрального сухого порошкового бобового белкового продукта в соответствии с вариантом осуществления способа по настоящему изобретению.
96 кг белковой муки из желтого гороха добавляли к 600 л воды, очищенной обратным осмосом, при температуре окружающей среды и перемешивали в течение 10 минут, чтобы получить водный раствор белка. Часть суспендированных твердых веществ удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги, и собирали раствор белка, имеющий содержание белка 3,94 масс.%. Снижали рH белкового раствора до 2,05 путем добавления раствора HCl (концентрированная HCl, разбавленная равным объемом воды), раствор нагревали до 50°C, выдерживали в течение 10 минут и затем центрифугировали с использованием тарельчатого сепаратора. Было собрано 524 л подкисленного белкового раствора и 83,98 кг нерастворимого в кислоте твердого материала.
Объем раствора подкисленного белка, имеющего содержание белка 3,46 масс.%, уменьшали до 190 л путем концентрирования на микрофильтрационной мембране с отсечением по молекулярной массе 0,80 мкм, работая при температуре около 54°С. Затем раствор белка дополнительно концентрировали, одновременно диафильтруя его водой RO с рН 2 при температуре около 54°C. Всего было собрано 520 л микрофильтрационного пермеата (осветленного, подкисленного белкового раствора) с содержанием белка 2,05 масс.%. Объем этого раствора уменьшали до 150 л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране, имеющей предел отсечения по молекулярной массе 100 000 дальтон, работая при температуре около 50°С. Раствор белка с содержанием белка 5,20 масс.% затем подвергали диафильтрации на той же мембране с помощью 1350 л воды RO, со значением pH, доведенным до 2 с помощью раствора HCl, с последующей диафильтрацией с дополнительными 180 л воды RO. Операцию диафильтрации проводили при температуре около 51°С. Диафильтрованный раствор белка, имеющий содержание белка 5,30 масс.%, затем дополнительно концентрировали до содержания белка 9,69 масс.%. 80 л концентрированного и диафильтрованного белкового раствора разбавляли 20 л воды и затем пастеризовали при температуре около 77°С в течение 16 секунд, а затем охлаждали. В растворе пастеризованного белка доводили pH до 6,98 с помощью раствора NaOH/KOH, и затем сушили распылением до получения продукта с содержанием белка 89,38% (N x 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP34-G27-16A YP810N.
2,32 кг YP34-G27-16A YP810N смешивали с 20 л RO воды для получения белкового раствора, содержащего 2 кг субстратного белка. Этот раствор имел рН 6,77. Раствор NaOH/KOH добавляли для повышения pH образца до 7,01. Затем образец нагревали до примерно 50°С, разбавляли 10 л RO воды и затем добавляли 10 мл протеолитического фермента (Liquipanol T-200, Enzyme Development Corporation). Образец выдерживали при температуре около 50°С и перемешивали в течение 30 минут. Фермент инактивировали путем тепловой обработки раствора при температуре около 80°С в течение 10 минут, а затем обработанный раствор белка охлаждали до комнатной температуры. Этот образец имел рН 6,57 и содержание белка 6,61%. Затем рН образца снижали до 1,96, используя раствор концентрированной HCl, смешанный с равным объемом RO воды. Подкисленный образец центрифугировали периодическим способом при 6000 об./мин в течение 10 минут на роторе HG-4L центрифуги Sorvall RC-3 до получения 26,94 кг центрифугата (растворимая фракция) и 4,84 кг остаточного твердого вещества.
26,94 кг центрифугата объединяли с 2 объемами воды RO с рН 2, и образец концентрировали до первоначального объема на нанофильтрационной мембране Dow Filmtec NF2540, работая при температуре окружающей среды. Эту периодическую диафильтрацию повторяли еще четыре раза. Затем объем образца уменьшали путем концентрирования на той же мембране. Диафильтрованный и концентрированный раствор гидролизата белка имел содержание белка 7,31 масс.%. Этот раствор гидролизата белка пастеризовали при температуре около 72°С в течение 16 секунд. Затем пастеризованный раствор сушили распылением, получая гидролизат горохового белка с содержанием белка 95,75% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP34-I26-16A YP820A.
139,7 г остаточных твердых веществ смешивали с 559 г RO воды, и затем pH образца повышали до примерно 7 с помощью раствора NaOH/KOH. Образец центрифугировали при 6000 об./мин в течение 10 минут в роторе HG-4L центрифуги Sorvall RC-3, чтобы получить 117 г промытых твердых частиц, 100 г которых были подвергнуты лиофильной сушке с получением гидролизата горохового белка, имеющего содержание белка 80,32%. (N x 6,25) на основе влажного вещества. Продукт был обозначен как YP34-I26-16A YP820PN.
Пример 4
В этом Примере описан пример приготовления гидролизатов бобового белка из концентрированного белкового раствора с отрегулированным рН, приготовленного по способу US 14/811,052, согласно варианту осуществления способа по настоящему изобретению.
18 кг концентрата белка желтого гороха добавляли к 300 л воды, очищенной обратным осмосом, при температуре окружающей среды и перемешивали в течение 10 минут до получения водного раствора белка. Часть суспендированных твердых веществ удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги и собирали раствор белка с содержанием белка 2,80 масс.%. Снижали рH белкового раствора до 2,03 путем добавления раствора HCl (концентрированная HCl, разбавленная равным объемом воды), раствор нагревали до 50°C, выдерживали в течение 10 минут и затем центрифугировали с использованием тарельчатого сепаратора. Было собрано 245 л подкисленного белкового раствора и неучтенная масса нерастворимого в кислоте твердого материала.
Объем подкисленного раствора белка уменьшали до 93 л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране с пределом отсечения по молекулярной массе 100 000 Дальтон, работая при температуре около 44°С. Раствор белка с содержанием белка 5,41 масс.% затем подвергали диафильтрации на той же мембране с помощью 855 л RO воды, с pH, доведенным до 2 раствором HCl, с последующей диафильтрацией с дополнительной RO водой (объем не регистрировали). Операцию диафильтрации проводили при температуре около 51°С. Диафильтрованный белковый раствор, имеющий содержание белка 4,48 масс.%, затем дополнительно концентрировали до содержания белка 10,52 масс.%.
В 23,86 кг концентрированного и диафильтрованного белкового раствора доводили рН до 7,23 с помощью раствора NaOH/KOH. Затем образец нагревали до примерно 50°С и добавляли 25 г протеолитического фермента (Flavourzyme, Novozymes). Образец выдерживали при температуре около 50°С и перемешивали в течение 1 часа. Фермент инактивировали путем тепловой обработки раствора при температуре около 90°С в течение 10 минут, а затем обработанный раствор белка охлаждали до комнатной температуры. Этот образец имел рН 7,10 и содержание белка 10,03%. Затем рН образца снижали до 3,12, используя раствор концентрированной HCl, смешанный с равным объемом RO воды. Подкисленный образец центрифугировали, получая 13,38 кг концентрата (растворимую фракцию) и 9,36 кг остаточных твердых веществ.
13,38 кг центрифугата, имеющего содержание белка 2,49 масс.%, объединяли с 26,76 кг RO воды, с pH, доведенным 3 с помощью раствора HCl, и образец концентрировали до 13,38 кг на нанофильтрационной мембране Dow Filmtec NF-2540, работая при температуре окружающей среды. Эту периодическую диафильтрацию повторяли еще четыре раза. Затем объем образца уменьшали путем концентрирования на той же мембране. Диафильтрованный и концентрированный раствор гидролизата белка имел содержание белка 2,88 масс.%. Этот раствор гидролизата белка пастеризовали при температуре около 72°С в течение 16 секунд. Затем пастеризованный раствор сушили распылением, получая гидролизат горохового белка с содержанием белка 91,13% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP35-J06-16A YP822A.
200 г остаточных твердых веществ смешивали с 800 г RO воды, а затем pH образца повышали до примерно 7 с помощью раствора NaOH/KOH. Образец центрифугировали с получением 216,08 г промытых твердых веществ, часть которых подвергали лиофильной сушке с получением гидролизата горохового белка, имеющего содержание белка 77,72% (N × 6,25) на основе влажного вещества. Продукт был обозначен как YP35-J06-16A YP822PN.
Пример 5
В этом примере описывается получение гидролизатов бобового белка по настоящему изобретению из концентрированного белкового раствора с отрегулированным рН, приготовленного по способу US 14/811,052, в соответствии с вариантом осуществления способа по настоящему изобретению.
18 кг концентрата белка желтого гороха добавляли к 300 л воды, очищенной обратным осмосом, при температуре окружающей среды, и перемешивали в течение 10 минут до получения водного раствора белка. Часть суспендированных твердых веществ удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги и собирали раствор белка с содержанием белка 2,85 масс.%. Снижали рH раствора белка до 2,07 путем добавления раствора HCl (концентрированная HCl, разбавленная равным объемом воды), раствор нагревали до 50°C, выдерживали в течение 10 минут и затем центрифугировали с использованием тарельчатого сепаратора. Было собрано 240 л подкисленного белкового раствора и неучтенная масса нерастворимого в кислоте твердого материала.
Объем раствора подкисленного белка, имеющего содержание белка 2,37 масс.%, уменьшали до 110 л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране, имеющей предел отсечения по молекулярной массе 100 000 Дальтон, работая при температуре около 47°С. Раствор белка с содержанием белка 4,96 масс.% затем подвергали диафильтрации на той же мембране с помощью 990 л воды RO, с рН, доведенным до 2 с помощью раствора HCl, с последующей диафильтрацией с дополнительными 110 л воды RO. Операцию диафильтрации проводили при температуре около 51°С. Диафильтрованный белковый раствор, имеющий содержание белка 4,64 масс.%, затем дополнительно концентрировали до получения 53,36 кг концентрированного и диафильтрованного белкового раствора, имеющего содержание белка 7,76 масс.%.
В 40,18 кг концентрированного и диафильтрованного белкового раствора доводили pH до 7,07 раствором NaOH/KOH. Затем образец нагревали примерно до 50°С и добавляли 3,35 г протеолитического фермента (Liquipanol T-200, Enzyme Development Corporation). Образец выдерживали при температуре около 50°С и перемешивали в течение 30 минут. Фермент инактивировали путем термообработки раствора при температуре около 90°С в течение 10 минут, а затем обработанный раствор белка охлаждали до комнатной температуры. Этот образец имел рН 6,77 и содержание белка 8,02 масс.%. Затем рН образца снижали до 2,91, используя раствор концентрированной HCl, смешанный с равным объемом RO воды. Подкисленный образец центрифугировали, получая 28,26 кг концентрата (растворимую фракцию) и 11,26 кг остаточных твердых веществ.
28,26 кг центрифугата, имеющего содержание белка 3,26 масс.%, объединяли с 60 л воды RO с рН 3, и образец концентрировали до первоначального объема на нанофильтрационной мембране Dow Filmtec NF-2540, работая при температуре окружающей среды. Эту периодическую диафильтрацию повторяли еще три раза. Затем проводили дополнительную стадию периодической диафильтрации, где добавляли 50 л воды RO с рН 3, и образец концентрировали до первоначального объема. Затем объем образца уменьшали до 10,48 кг путем концентрирования на той же мембране. Диафильтрованный и концентрированный раствор гидролизата белка имел содержание белка 8,26 масс.%. Этот раствор гидролизата белка пастеризовали при температуре около 72°С в течение 16 секунд. Затем пастеризованный раствор сушили распылением, получая гидролизат горохового белка, имеющий содержание белка 100,14% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP35-J11-16A YP822A.
11,26 кг остаточных твердых веществ смешивали с 45,02 кг RO воды, и затем рН образца повышали примерно до 7 с помощью раствора NaOH/KOH. Образец центрифугировали на тарельчатом сепараторе до получения 17,75 кг промытых твердых веществ. Эти промытые твердые вещества разбавляли 5 л RO воды и пастеризовали при температуре около 72°C в течение 16 секунд. Пастеризованный образец разбавляли 5 л RO воды для облегчения сушки, затем сушили распылением с получением гидролизата горохового белка с содержанием белка 80,33% (N x 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP35-J11-16A YP822PN.
Пример 6
В этом Примере описано получение гидролизатов бобового белка из кислого концентрированного белкового раствора, полученного в соответствии со способом, описанным в патенте США 14/811052, в соответствии с вариантом осуществления способа по настоящему изобретению.
36 кг концентрата белка желтого гороха добавляли к 600 л воды, очищенной обратным осмосом, при температуре окружающей среды, и перемешивали в течение 10 минут до получения водного раствора белка. Часть суспендированных твердых веществ удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги, и собирали раствор белка, имеющий содержание белка 2,54 масс.%. Снижали рH белкового раствора до 2,02 путем добавления раствора HCl (концентрированная HCl, разбавленная равным объемом воды), а затем раствор нагревали до примерно 50°C, выдерживали в течение 10 минут и затем центрифугировали с использованием тарельчатого сепаратора. Собирали 535 л подкисленного белкового раствора с pH 2,10 и содержанием белка 2,30 масс.%.
Объем подкисленного раствора белка уменьшали до 170 л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране, имеющей предел отсечения по молекулярной массе 100 000 Дальтон, работая при температуре около 48°С. Раствор белка с содержанием белка 5,98 масс.% затем подвергали диафильтрации на той же мембране с 1530 л воды RO, с рН, доведенным до 2 с помощью раствора HCl, с последующей диафильтрацией с дополнительными 270 л воды RO. Операцию диафильтрации проводили при температуре около 50°С. Диафильтрованный раствор белка, имеющий содержание белка 5,67 масс.%, затем дополнительно концентрировали до содержания белка 9,68 масс.%. 85 л концентрированного и диафильтрованного белкового раствора пастеризовали при температуре около 72°С в течение 16 секунд и затем охлаждали.
55,5 кг пастеризованного, концентрированного и диафильтрованного белкового раствора смешивали с 34,5 л RO воды для получения белкового раствора. Этот раствор имел рН 2,98 и содержание белка 4,73 масс.%. Образец нагревали примерно до 50°С и добавляли 22,5 г протеолитического фермента (концентрата грибковой кислой протеазы Enzeco, Enzyme Development Corporation). Образец выдерживали при температуре около 50°С и перемешивали в течение 1 часа. Фермент инактивировали путем тепловой обработки раствора при температуре около 70°С в течение 10 минут, а затем охлаждали до комнатной температуры. Прошедший тепловую обработку образец имел рН 3,70 и содержание белка 4,46 масс.%. Затем этот образец центрифугировали на тарельчатом сепараторе до получения 84 л центрифугата (растворимая фракция) и 18,54 кг остаточных твердых веществ.
84 л центрифугата концентрировали до 10,04 кг на нанофильтрационной мембране Dow Filmtec NF-2540, работая при температуре около 26°C. Концентрированный раствор гидролизата белка имел содержание белка 13,64%. Концентрированный раствор гидролизата белка пастеризовали при температуре около 72°С в течение 16 секунд. Пастеризованный раствор сушили распылением, получая гидролизат горохового белка с содержанием белка 101,08 (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP35-L07-16A YP823A.
Остаточные твердые вещества промывали 40 л RO воды, с рН, доведенным до 3 раствором HCl, и затем суспензию центрифугировали на тарельчатом сепараторе, с получением 27,3 кг промытых твердых веществ. Промытые твердые вещества затем объединяли с 60 л RO воды и достаточным количеством раствора NaOH/KOH для доведения рН примерно до 7. Эту суспензию центрифугировали с помощью тарельчатого сепаратора с получением 19,24 кг нейтрализованных промытых твердых веществ. Эти твердые вещества пастеризовали при температуре около 72°С в течение 30 секунд, а затем сушили распылением, получая гидролизат горохового белка с содержанием белка 81,16% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP35-L07-16A YP823PN.
Пример 7
Этот пример содержит оценку растворимости в воде гидролизатов бобового белка, полученных способами из Примеров 1-6. Растворимость тестировали на основе растворимости белка (названного белковым методом, модифицированной версии процедуры Morr et al. J. Food Sci. 50: 1715-1718).
Порошок гидролизата белка, достаточный для обеспечения 0,5 г белка, взвешивали в химическом стакане, а затем добавляли небольшое количество воды, очищенной методом обратного осмоса (RO), и смесь перемешивали до образования однородной пасты. Затем добавляли дополнительное количество воды, чтобы довести объем примерно до 45 мл. Содержимое стакана затем медленно перемешивали в течение 60 минут с использованием магнитной мешалки. Значение рН определяли сразу после диспергирования белка и доводили до соответствующего уровня (2, 3, 4, 5, 6 или 7) разбавленным NaOH или HCl. Образец также готовили при натуральном рН. Для образцов с доведенным рН значение рН измеряли и периодически корректировали при перемешивании в течение 60 минут. После перемешивания в течение 60 минут общий объем образцов доводили до 50 мл RO водой, получая дисперсию белка 1% масс./об. Содержание белка в дисперсиях измеряли анализом сжигания с использованием прибора для определения азота Leco (N x 6,25). Аликвоты дисперсий затем центрифугировали при 7800 g в течение 10 минут, при этом осаждали нерастворимый материал и получали надосадочную жидкость. Содержание белка в надосадочной жидкости измеряли анализом сжигания (N × 6,25), а растворимость белка в продукте рассчитывали следующим образом:
Растворимость белка (%) = (% белка в надосадочной жидкости/% белка в исходной дисперсии) х 100
Значения, рассчитанные как более 100%, регистрировали как 100%.
Значения натурального рН гидролизованных белковых продуктов из Примеров 1-6 в воде (1% белка) показаны в Таблице 1:
Таблица 1 – Значения натурального рН гидролизатов бобового белка в воде при 1% белка
Продукт
Натуральный рН
YP29-H11-16A YP820A
3,69
YP35-I19-16A YP820A
2,89
YP34-I26-16A YP820A
3,07
YP35-J06-16A YP822A
3,65
YP29-J11-16A YP822A
3,69
YP35-L07-16A YP823A
3,76
Полученные результаты по растворимости белка представлены в следующей Таблице 2:
Таблица 2 – Растворимость белка в продуктах при разных значениях рН
Растворимость белка (%)
Продукт
pH 2
pH 3
pH 4
pH 5
pH 6
pH 7
Нат., pH
YP29-H11-16A YP820A
98,1
100
100
100
100
100
100
YP35-I19-16A YP820A
100
100
100
100
100
95,2
95,0
YP34-I26-16A YP820A
100
100
93,2
97,2
98,0
99,0
100
YP35-J06-16A YP822A
92,1
97,3
100
100
100
100
100
YP29-J11-16A YP822A
100
98,0
95,0
91,2
98,0
99,0
99,0
YP35-L07-16A YP823A
100
100
100
100
98,9
100
92,9
Как видно из результатов, представленных в Таблице 2, гидролизаты бобового белка обладали высокой растворимостью белка во всем диапазоне рН.
Пример 8
Этот пример иллюстрирует получение изолята бобового белка в соответствии с процедурой из патентных заявок США № 13/103528, поданной 9 мая 2011 (патентной публикации США № 2011/0274797, опубликованной 10 ноября 2011), № 13/556357, поданной 24 июля 2012 (патентной публикации США № 2013/00189408, опубликованной 25 июля 2013), № 13/642003, поданной 7 января 2013 (патентной публикации США № 2013/0129901, опубликованной 23 мая 2013) и № 15/041193, поданной 11 февраля 2016 (патентной публикации США № 2016/0227833, опубликованной 11 августа 2016 («YP701»)). Как упоминалось ранее, изолят бобового белка, полученный этим способом, обеспечивает терпкое ощущение во рту при употреблении в кислом растворе. Продукт, приготовленный в соответствии с этим Примером, использовали в сенсорных оценках терпкости, как описано в Примерах 9-14, 18 и 19.
2
30 кг концентрата белка желтого гороха объединяли с 300 л 0,15 М раствора CaCl при температуре окружающей среды и перемешивали в течение 30 минут для получения водного раствора белка. Остаточные твердые вещества удаляли центрифугированием с получением центрифугата с содержанием белка 2,68 масс.%. 262 л центрифугата добавляли к 274 л RO воды, и рН образца снижали до 2,85 с помощью раствора HCl (концентрированную HCl разбавляли равным объемом воды). Разбавленный и подкисленный центрифугат дополнительно осветляли фильтрацией, чтобы получить прозрачный белковый раствор с содержанием белка 1,15 масс.% и рН 3,23.
Отфильтрованный белковый раствор нагревали, а затем уменьшали его объем с 662 л до 57 л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране, имеющей предел отсечения по молекулярной массе 100 000 Дальтон, работая при температуре около 49°С. Концентрированный подкисленный белковый раствор с содержанием белка 9,33 масс.% подвергали диафильтрации с 285 л RO воды, причем операцию диафильтрации проводили при температуре около 52°С. Получали 50,20 кг подкисленного диафильтрованного концентрированного белкового раствора с содержанием белка 7,91 масс.%. Подкисленный диафильтрованный концентрированный раствор белка затем нагревали при температуре около 76°С в течение 16 секунд и затем сушили, получая продукт, имеющий содержание белка 101,50 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP35-K28-16A YP701.
Пример 9
Этот пример иллюстрирует сравнение уровня терпкости YP29-H11-16A YP820A, приготовленного, как описано в Примере 1, с уровнем терпкости YP35-K28-16A YP701, приготовленного, как описано в Примере 8.
Образцы готовили для сенсорной оценки путем растворения достаточного количества белкового порошка для обеспечения 2 г белка в 100 мл очищенной питьевой воды. Значение рН раствора YP820A составляло 3,62. Значение рН раствора YP701 составляло 3,56. Необученную группу из 7 участников попросили попробовать образцы без обозначения и указать, какие из них были менее терпкими.
Четыре из семи участников группы указали, что YP29-H11-16A YP820A был менее терпким, а три члена группы указали, что YP35-K28-16A YP701 был менее терпким.
Пример 10
Этот пример иллюстрирует сравнение уровня терпкости YP35-I19-16A YP820A, приготовленного, как описано в Примере 2, с уровнем терпкости YP35-K28-16A YP701, полученного, как описано в Примере 8.
Образцы готовили для сенсорной оценки путем растворения достаточного количества белкового порошка для обеспечения 2 г белка в 100 мл очищенной питьевой воды. Значение рH раствора YP820A составило 2,83. Значение рН раствора YP701 снижали с 3,45 до 2,87 путем добавления раствора HCl пищевого качества. Необученную группу из 7 участников попросили попробовать образцы без обозначения и указать, какие из них были менее терпкими.
Пять из семи участников группы указали, что YP35-I19-16A YP820A был менее терпкими, а два члена группы указали, что YP35-K28-16A YP701 был менее терпким.
Пример 11
Этот пример иллюстрирует сравнение уровня терпкости YP34-I26-16A YP820A, приготовленного, как описано в Примере 3, с уровнем терпкости YP35-K28-16A YP701, приготовленного, как описано в Примере 8.
Образцы готовили для сенсорной оценки путем растворения достаточного количества белкового порошка для обеспечения 2 г белка в 100 мл очищенной питьевой воды. Значение рH раствора YP820A составило 3,04. Значение рH раствора YP701 снижали с 3,69 до 3,08 путем добавления раствора HCl пищевого качества. Необученную группу из 6 участников попросили попробовать образцы без обозначения и указать, какие из них были менее терпкими.
Пять из шести членов группы указали, что YP34-I26-16A YP820A был менее терпким, а один участник группы указал, что YP35-K28-16A YP701 был менее терпким.
Пример 12
Этот пример иллюстрирует сравнение уровня терпкости YP35-J06-16A YP822A, приготовленного, как описано в Примере 4, с уровнем терпкости YP35-K28-16A YP701, приготовленного, как описано в Примере 8.
Образцы готовили для сенсорной оценки путем растворения достаточного количества белкового порошка для обеспечения 2 г белка в 100 мл очищенной питьевой воды. Значение рH раствора YP822A составило 3,63. Значение рН раствора YP701 составило 3,60. Необученную группу из 6 участников попросили попробовать образцы без обозначения и указать, какие из них были менее терпкими.
Все шесть участников группы указали, что YP35-J06-16A YP822A был менее терпким.
Пример 13
Этот пример иллюстрирует сравнение уровня терпкости YP29-J11-16A YP822A, приготовленного, как описано в Примере 5, с уровнем терпкости YP35-K28-16A YP701, приготовленного, как описано в Примере 8.
Образцы готовили для сенсорной оценки путем растворения достаточного количества белкового порошка для обеспечения 3 г белка в 150 мл очищенной питьевой воды. Значение рН раствора YP822A составило 3,68. Значение рН раствора YP701 составило 3,63. Необученной группе из 10 участников было предложено попробовать образцы без обозначения и указать, какие из них были менее терпкими.
Семь из десяти членов группы указали, что YP29-J11-16A YP822A был менее терпким, два участника группы указали, что YP35-K28-16A YP701 был менее терпким, и один член группы не смог обнаружить разницу в уровне терпкости.
Пример 14
Этот пример иллюстрирует сравнение уровня терпкости YP35-L07-16A YP823A, приготовленного, как описано в Примере 6, с уровнем терпкости YP35-K28-16A YP701, приготовленного, как описано в Примере 8.
Образцы готовили для сенсорной оценки путем растворения достаточного количества белкового порошка для обеспечения 3 г белка в 150 мл очищенной питьевой воды. Значение рН раствора YP823A составило 3,75. Значение рН раствора YP701 составило 3,63. Необученной группе из 10 участников было предложено попробовать образцы без обозначения и указать, какие из них были менее терпкими.
Восемь из десяти членов группы указали, что YP35-L07-16A YP823A был менее терпким, в то время как два члена группы указали, что YP35-K28-16A YP701 был менее терпким.
Пример 15
Этот Пример описывает другой пример получения гидролизатов бобового белка из нейтрального сухого порошкового бобового белкового продукта в соответствии с вариантом осуществления способа по настоящему изобретению.
96 кг муки из желтого гороха добавляли к 600 л воды, очищенной обратным осмосом, при температуре окружающей среды и перемешивали в течение 10 минут, чтобы получить водный раствор белка. Часть суспендированных твердых веществ удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги и собирали раствор белка с содержанием белка 2,86 масс.%. Снижали рH белкового раствора до 2,04 путем добавления раствора HCl (концентрированная HCl, разбавленная равным объемом воды), раствор нагревали до 50°C, выдерживали в течение 10 минут и затем центрифугировали с использованием тарельчатого сепаратора. Было собрано 477,3 л подкисленного белкового раствора и неучтенная масса нерастворимого в кислоте твердого материала.
Объем подкисленного раствора белка, имеющего содержание белка 2,46 масс.%, уменьшали до 135 л путем концентрирования на микрофильтрационной мембране с отсечением по молекулярной массе 0,80 мкм, и работая при температуре около 51°С. Затем раствор белка дополнительно концентрировали, одновременно подвергая его диафильтрации 135 л RO воды, с pH, доведенным до 2 раствором HCl, причем концентрацию и диафильтрацию проводили при температуре около 52°C. Всего было собрано 576 л микрофильтрационного пермеата (осветленного, подкисленного белкового раствора) с содержанием белка 1,85 масс.%. Объем этого раствора уменьшали до 180 л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране, имеющей предел отсечения по молекулярной массе 100 000 Дальтон, работая при температуре около 48°С. Раствор белка с содержанием белка 5,31 масс.% затем подвергали диафильтрации на той же мембране с помощью 1620 л RO воды, доведенной до pH 2 раствором HCl, с последующей диафильтрацией с дополнительными 75 л RO воды. Операцию диафильтрации проводили при температуре около 53°С. Диафильтрованный раствор белка, имеющий содержание белка 5,23 масс.%, затем дополнительно концентрировали до содержания белка 9,01 масс.%. 90 л концентрированного и диафильтрованного белкового раствора пастеризовали при температуре около 73°С в течение 16 секунд и затем охлаждали. 90 кг пастеризованного белкового раствора объединяли с 20 кг RO воды, фильтровали через 2 мкм рукавный фильтр, а затем добавляли достаточное количество раствора NaOH/KOH для доведения рН до 6,96, и смесь сушили распылением до получения продукта, в котором было установлено содержание белка 87,74% (N x 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP36-B28-17A YP810N.
6,565 кг YP36-B28-17A YP810N смешивали с 70 л RO воды при 50°C с получением белкового раствора, содержащего 5,42 кг субстратного белка. Этот раствор имел рН 6,84. К образцу добавляли 25 г протеолитического фермента (Протеаза P, Amano). Образец выдерживали при температуре около 50°С и перемешивали в течение 60 минут. Фермент инактивировали путем тепловой обработки раствора в течение 20 минут при температуре от 62 до 72°С. Обработанный раствор белка затем охлаждали до комнатной температуры. Было получено 76,18 кг образца с рН 6,29 и содержанием белка 7,49%.
Порцию материала, обработанного ферментом, массой 19,56 кг центрифугировали в роторе HG-4L центрифуги Sorvall RC-3, с получением 14,56 кг центрифугата (растворимая фракция) и 5 кг остаточного твердого вещества. Содержание белка в центрифугате составило 4,75 масс.%. Центрифугат пастеризовали нагреванием до примерно 73°С в течение 16 секунд и затем охлаждали. Пастеризованный раствор сушили распылением, получая гидролизат бобового белка с содержанием белка 90,81 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Этот продукт был обозначен как YP36-D20-17A YP840N. Остаточные твердые вещества подвергали лиофильной сушке с получением гидролизата бобового белка, имеющего содержание белка 82,59 масс.% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Этот продукт был обозначен как YP36-D20-17A YP840PN.
Значение pH в 46,44 кг материала, обработанного ферментом, снижали до 2,94, используя раствор концентрированной HCl, смешанный с равным объемом RO воды. Подкисленный образец центрифугировали с использованием центрифуги для удаления шлама, с получением 45,24 кг центрифугата (растворимой фракции) и 10,90 кг остаточных твердых веществ. 45,24 кг центрифугата концентрировали до примерно 15 л на нанофильтрационной мембране Dow Filmtec, работая примерно при 26°С. Добавляли 30 л RO воды, с рН, доведенным до рН 3 раствором HCl, и затем образец повторно концентрировали на той же мембране до примерно 15 л. Эту периодическую диафильтрацию повторяли еще четыре раза. Температуру диафильтрации увеличили примерно от 24°С для первой стадии диафильтрации до примерно 34°С для последней стадии диафильтрации. Было получено 16,96 кг диафильтрованного и концентрированного раствора гидролизата белка с содержанием белка 6,26 масс.%. Этот белковый раствор пастеризовали при температуре около 72°С в течение 16 секунд. Затем пастеризованный раствор сушили распылением, получая гидролизат горохового белка с содержанием белка 100,01% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP36-D20-17A YP820A. 634 г остаточных твердых веществ подвергали лиофильной сушке с получением гидролизата бобового белка, имеющего содержание белка 78,33% (N × 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP36-D20-17A YP820PA.
Пример 16
В этом Примере описано получение гидролизата бобового белка из кислого сухого порошкового продукта бобового белка в соответствии с вариантом осуществления способа по настоящему изобретению.
96 кг муки из желтого гороха добавляли к 600 л воды, очищенной обратным осмосом, при температуре окружающей среды и перемешивали в течение 10 минут до получения водного раствора белка. Часть взвешенных твердых веществ удаляли центрифугированием с использованием декантерной центрифуги и собирали белковый раствор с содержанием белка 2,87 масс.%. Снижали рH раствора белка до 1,89 путем добавления раствора HCl (концентрированная HCl, разбавленная равным объемом воды), раствор нагревали до 50°C, выдерживали в течение 10 минут и затем центрифугировали с использованием тарельчатого сепаратора. Было собрано 482 л подкисленного белкового раствора и неучтенная масса нерастворимого в кислой среде твердого материала.
Объем 462 л подкисленного белкового раствора с содержанием белка 2,45 масс.% уменьшали до 180 л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой мембране с пределом отсечения по молекулярной массе 100 000 Дальтон, работая при температуре около 49°С. Раствор белка с содержанием белка 5,68 масс.% затем подвергали диафильтрации на той же мембране с помощью 1620 л RO воды, с рН, доведенным до 2 раствором HCl, с последующей диафильтрацией с дополнительными 180 л RO воды. Операцию диафильтрации проводили при температуре около 52°С. Диафильтрованный раствор белка, имеющий содержание белка 5,24 масс.%, затем дополнительно концентрировали до содержания белка 10,20 масс.%. 90 л концентрированного и диафильтрованного белкового раствора пастеризовали при температуре около 73°С в течение 16 секунд, а затем охлаждали. Раствор пастеризованного белка (95 л) дополнительно разбавляли примерно 20 л RO воды, затем сушили распылением, получая продукт, имеющий содержание белка 89,53% (N x 6,25) на основе сухого вещества. Продукт был обозначен как YP36-I11-17A YP810A.
55,8 г YP36-I11-17A YP810A смешивали с RO водой до получения 1000 мл белкового раствора, содержащего 48,1 г субстратного белка. Повышали рH белкового раствора с 2,83 до 3 добавлением 2 М NaOH, а затем температуру раствора увеличивали до примерно 50°C. 0,25 г протеазы М (Amano) добавляли к образцу, который перемешивали при 50°С в течение 60 минут. Затем фермент инактивировали нагреванием образца до 90°С в течение 10 минут. Затем образец охлаждали до комнатной температуры и центрифугировали в течение 10 минут при 7000 g с использованием лабораторной центрифуги. Центрифугат (растворимую фракцию) удаляли. Остаточные твердые вещества собирали и ресуспендировали в 4 объемах RO воды, с рН, доведенным до 3 раствором HCl. Затем образец центрифугировали в течение 10 минут при 7000 g с использованием лабораторной центрифуги, центрифугат удаляли, а промытые остаточные твердые вещества собирали и лиофилизировали. Было собрано 23,40 г лиофилизированного материала с содержанием белка 80,79% (N × 6,25) на основе влажного вещества. Продукт был обозначен как лабораторный YP821PA.
Пример 17
Этот пример содержит оценку растворимости в воде гидролизатов бобового белка, полученных из растворимых фракций по способу из Примера 15. Растворимость тестировали на основе анализа растворимости белка (названного белковым методом, модифицированной версии процедуры Morr et al., J. Food Sci. 50:1715-1718).
Порцию гидролизата белка в количестве, достаточном для обеспечения 0,5 г белка, взвешивали в химическом стакане, а затем добавляли небольшое количество воды, очищенной методом обратного осмоса (RO), и смесь перемешивали до образования однородной пасты. Затем добавляли дополнительное количество воды, чтобы довести объем до приблизительно 45 мл. Содержимое стакана затем медленно перемешивали в течение 60 минут с использованием магнитной мешалки. Значение рН определяли сразу после диспергирования белка и доводили до соответствующего уровня (2, 3, 4, 5, 6 или 7) разбавленным NaOH или HCl. Образец также готовили при натуральном рН. Для образцов с доведенным рН значения рН измеряли и периодически корректировали в течение 60-минутного перемешивания. После 60-минутного перемешивания объем образцов доводили до 50 мл общего объема RO водой, получая дисперсию белка 1% масс./об. Содержание белка в дисперсиях измеряли анализом сжигания с использованием прибора для определения азота Leco (N x 6,25). Аликвоты дисперсий затем центрифугировали при 7800 g в течение 10 минут, при этом осаждали нерастворимый материал и получали надосадочную жидкость. Содержание белка в надосадочной жидкости измеряли анализом сжигания (N × 6,25), а растворимость белка в продукте рассчитывали следующим образом:
Растворимость белка (%) = (% белка в надосадочной жидкости /% белка в исходной дисперсии) х 100
Значения, рассчитанные как более 100%, регистрировали как 100%.
Значения натурального рН гидролизатов бобового белка из Примера 15 в воде (1% белка) показаны в Таблице 3:
Таблица 3 - Натуральный рН гидролизатов бобового белка в воде с 1% белка
Продукт
Натуральный pH
YP36-D20-17A YP840N
6,21
YP36-D20-17A YP820A
3,36
Полученные результаты по растворимости белка представлены в следующей Таблице 4:
Таблица 4 – Растворимость белка в продуктах при разных значениях рН
Растворимость белка (%)
Продукт
pH 2
pH 3
pH 4
pH 5
pH 6
pH 7
Нат. pH
YP36-D20-17A YP840N
100
100
97,1
96,2
100
100
100
YP36-D20-17A YP820A
95,1
93,9
92,6
98,0
100
100
97,9
Как видно из результатов, представленных в Таблице 4, гидролизованные ферментами белковые продукты были хорошо растворимыми во всем диапазоне рН.
Пример 18
Этот пример иллюстрирует сравнение уровня терпкости YP36-D20-17A YP840N, приготовленного, как описано в Примере 15, с уровнем терпкости YP35-K28-16A YP701, приготовленного, как описано в Примере 8.
Образцы готовили для сенсорной оценки путем растворения достаточного количества белкового порошка для обеспечения 2 г белка в 100 мл очищенной питьевой воды. Значение рН раствора YP701 составило 3,39. Значение рН раствора YP840N было понижено с 6,25 до 3,41 путем добавления раствора HCl пищевого качества. Необученную группу индивидуумов попросили попробовать образцы без обозначения и указать, какие из них были менее терпкими.
Пять из семи членов группы указали, что YP36-D20-17A YP840N был менее терпким, в то время как два члена группы указали, что YP35-K28-16A YP701 был менее терпким.
Пример 19
Этот пример иллюстрирует сравнение уровня терпкости YP36-D20-17A YP820A, приготовленного, как описано в Примере 15, с уровнем терпкости YP35-K28-16A YP701, приготовленного, как описано в Примере 8.
Образцы готовили для сенсорной оценки путем растворения достаточного количества белкового порошка для обеспечения 2 г белка в 100 мл очищенной питьевой воды. Значение рH раствора YP820A составило 3,23. Значение рН раствора YP701 составило 3,34. Необученную группу из 7 участников попросили попробовать образцы без обозначения и указать, какие из них были менее терпкими.
Пять из семи членов группы указали, что YP36-D20-17A YP840N был менее терпким, в то время как два члена группы указали, что YP35-K28-16A YP701 был менее терпким.
Пример 20
В этом примере описан аминокислотный скор продуктов, полученных из остаточных твердых веществ после ферментативной обработки, по сравнению с субстратным материалом.
Эталонный аминокислотный профиль, используемый для определения аминокислотного скора, представлял собой профиль ФАО (Организации ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства)/ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения)/УООН (Университета Организации объединенных наций) 1985 (Отчет о совместных консультациях экспертов ФАО/ВОЗ/УООН (1985) по потребностям в калорийности и белке, Серия технических докладов ВОЗ 724) для детей 2-5 лет (Отчет о совместной консультации экспертов ФАО/ВОЗ (1991) по оценке качества белка, Статья 51 ФАО по продуктам питания и питанию). Этот профиль представлен в Таблице 5.
Таблица 5 - Эталонный профиль незаменимых аминокислот, используемый для расчета аминокислотного скора.
Незаменимые аминокислоты
Концентрация (мг/г белка)
Гистидин
19
Изолейцин
28
Лейцин
66
Лизин
58
Метионин + цистин
25
Фенилаланин + тирозин
63
Треонин
34
Триптофан
11
Валин
35
Аминокислотный скор рассчитывают путем деления содержания каждой незаменимой аминокислоты (мг/г белка) в анализируемом белке на содержание той же незаменимой аминокислоты в контрольном образце (мг/г белка). Самым низким результирующим значением, полученным для наиболее ограничивающей незаменимой аминокислоты, считается аминокислотный скор (АКС) (Отчет о совместной консультации экспертов ФАО/ВОЗ (1991) по оценке качества белка, Документ ФАО по продуктам питания и питанию 51; Schaarfsma, G. 2000. J. Nutr., 130: 1865S).
Аминокислотные профили гидролизатов бобового белка, полученных из остаточных, обработанных ферментом твердых веществ в Примерах 2, 5, 6, 15 и 16, а также сухих бобовых белковых субстратов, использованных в Примерах 2, 15 и 16, были оценены экспериментально. Был проведен полный анализ аминокислотного профиля для количественной оценки триптофана, цистеина/метионина и оставшихся аминокислот.
Профили незаменимых аминокислот и рассчитанные аминокислотные скоры для гидролизатов бобовых белков, полученных из субстратных и остаточных твердых веществ, показаны в Таблицах 6-10 ниже.
Таблица 6. Профили незаменимых аминокислот и аминокислотные скоры для гидролизатов бобового белка, полученных из субстратных и остаточных твердых веществ из Примера 2
YP35-G19-16A YP810N
YP29-I19-16A YP820PN
Незаменимые аминокислоты
Концентрация (мг/г белка)
Конц./Конц. эталона
Концентрация (мг/г белка)
Конц./Конц. эталона
Гистидин
25,80
1,36
24,79
1,30
Изолейцин
46,64
1,67
63,80
2,28
Лейцин
76,56
1,16
100,86
1,53
Лизин
85,51
1,47
74,72
1,29
Метионин + Цистин
19,35
0,77
26,42
1,06
Фенилаланин + Тирозин
91,17
1,45
127,73
2,03
Треонин
45,82
1,35
48,59
1,43
Триптофан
8,96
0,81
15,46
1,41
Валин
49,59
1,42
64,05
1,83
АКС
0,77
АКС
1,06
Таблица 7 - Профиль незаменимых аминокислот и аминокислотный скор для из гидролизата бобового белка, полученного из остаточных твердых веществ, из Примера 5.
YP35-J11-16A YP822PN
Незаменимые аминокислоты
Концентрация (мг/г белка)
Конц./ Эталонное значение
Гистидин
26,45
1,39
Изолейцин
60,66
2,17
Лейцин
102,76
1,56
Лизин
82,24
1,42
Метионин + Цистин
24,89
1,00
Фенилаланин + Тирозин
122,63
1,95
Треонин
45,00
1,32
Триптофан
12,51
1,14
Валин
59,21
1,69
АКС
1,00
Таблица 8 - Профиль незаменимых аминокислот и аминокислотный скор для гидролизата бобового белка, полученного из остаточных твердых веществ, из Примера 6.
YP35-L07-16A YP823PN
Незаменимые аминокислоты
Концентрация (мг/г белка)
Конц./ Эталонное значение
Гистидин
23,55
1,24
Изолейцин
56,71
2,03
Лейцин
92,50
1,40
Лизин
75,00
1,29
Метионин + Цистин
24,62
0,98
Фенилаланин + Тирозин
108,42
1,72
Треонин
41,97
1,23
Триптофан
11,08
1,01
Валин
57,63
1,65
АКС
0,98
Таблица 9 - Профили незаменимых аминокислот и аминокислотные скоры для гидролизатов бобового белка, полученных из субстратов и остаточных твердых веществ из Примера 15
YP36-B28-17A YP810N
YP36-D20-17A YP820PA
YP36-D20-17A YP840PN
Незаменимые аминокислоты
Конц. (мг/г белка)
Конц./ Эталонное значение
Конц. (мг/г белка)
Конц./ Эталонное значение
Конц. (мг/г белка)
Конц./ Эталонное значение
Гистидин
26,00
1,37
25,39
1,34
25,03
1,32
Изолейцин
46,67
1,67
53,26
1,90
54,33
1,94
Лейцин
79,44
1,20
85,94
1,30
89,13
1,35
Лизин
81,86
1,41
75,65
1,30
75,09
1,29
Метионин + Цистин
20,47
0,82
25,13
1,01
24,93
1,00
Фенилаланин + Тирозин
92,63
1,47
107,30
1,70
110,01
1,75
Треонин
43,29
1,27
42,71
1,26
44,20
1,30
Триптофан
8,75
0,80
12,28
1,12
12,21
1,11
Валин
49,46
1,41
55,47
1,58
56,41
1,61
АКС
0,80
АКС
1,01
АКС
1,00
Таблица 10 - Профили незаменимых аминокислот и аминокислотный скор для гидролизатов бобового белка, полученных из субстратных и остаточных твердых веществ из Примера 16
YP36-I11-17A YP810A
Лабораторный YP821PA
Незаменимые аминокислоты
Концентрация (мг/г белка)
Конц,/ Эталонное значение
Концентрация (мг/г белка)
Конц,/ Эталонное значение
Гистидин
25,75
1,36
23,82
1,25
Изолейцин
45,36
1,62
57,23
2,04
Лейцин
77,84
1,18
93,02
1,41
Лизин
80,28
1,38
70,45
1,21
Метионин + Цистин
21,99
0,88
24,71
0,99
Фенилаланин + Тирозин
91,54
1,45
108,85
1,73
Треонин
42,92
1,26
43,02
1,27
Триптофан
9,15
0,83
10,65
0,97
Валин
49,07
1,40
57,11
1,63
АКС
0,83
АКС
0,97
Как видно из результатов, приведенных в Таблицах 6-10, гидролизаты бобового белка, полученные из остаточных твердых веществ после ферментативной обработки, имели аминокислотный скор в диапазоне 0,97-1,06. Это было улучшением аминокислотного скора субстратных белков, который находился в диапазоне 0,77-0,83.
Пример 21
Этот пример иллюстрирует профиль молекулярной массы гидролизатов бобового белка, полученных из растворимой фракции в Примерах 1-6 и 15.
Профили молекулярной массы определяли с помощью эксклюзионной хроматографии с использованием системы ВЭЖХ Varian ProStar, снабженной колонкой Phenomenex Yarra серии SEC-2000 300 x 7,8 мм. Колонка содержала жесткий субстрат из гидрофильно-связанного диоксида кремния диаметром 3 микрона с размером пор 145 Ангстрем.
Стандартную кривую получали с использованием стандарта для гель-фильтрации Biorad (продукт Biorad #151-1901), содержащего белки с известными молекулярными массами от 17 000 Дальтон (миоглобулин) до 670 000 Дальтон (тиреоглобулин) с добавлением витамина B12 в качестве маркера низкой молекулярной массы на 1350 Дальтон. Раствор 0,9% масс./об. стандарта гель-фильтрации готовили в рабочем буфере (0,05 М фосфат/ 0,15 М NaCl, рН 6, содержащий 0,02% азида натрия), фильтровали через фильтрующий диск с размером пор 0,45 мкм, затем 25 мкл аликвоту вводили на колонку с использованием подвижной фазы 0,05 М фосфат/ 0,15 М NaCl, рН 6, содержащей 0,02% азида натрия. Скорость потока подвижной фазы составляла 1 мл/мин, и компоненты определяли на основе поглощения при 214 нм. На основании времени удерживания этих молекул с известной молекулярной массой была разработана формула регрессии, связывающая натуральный логарифм молекулярной массы со временем удерживания в минутах.
Для анализа образцов гидролизата бобового белка в качестве подвижной фазы использовали также 0,05 М фосфат/ 0,15 М NaCl, pH 6, содержащий 0,02% азида натрия, а также для растворения сухих образцов. Образцы белкового гидролизата смешивали с раствором подвижной фазы до концентрации 1% масс./об., помещали на шейкер по меньшей мере на 1 час, затем фильтровали с использованием фильтрующих дисков с размером пор 0,45 мкм. Размер вводимого образца составлял 100 мкл. Скорость потока подвижной фазы составляла 1 мл/мин, и компоненты определяли на основе поглощения при 214 нм.
Формулу регрессии, относящуюся к молекулярной массе и времени удерживания, использовали для расчета времени удерживания, которое соответствовало молекулярной массе 100 000 Да, 15 000 Да, 5000 Да и 1000 Да. Систему ВЭЖХ ProStar использовали для расчета площадей пиков в этих диапазонах времени удерживания, и был рассчитан процент материала ((площадь пика диапазона/ сумма всех площадей пиков диапазона) × 100), попадающего в данный диапазон молекулярной массы.
Профили молекулярной массы гидролизатов бобового белка показаны в Таблице ниже.
Таблица 11 - Профили молекулярной массы гидролизатов бобового белка, полученных из растворимой фракции.
Продукт
% > 100,000 Да
% 15,000 - 100,000 Да
% 5,000 - 15,000 Да
% 1,000 - 5,000 Да
% < 1,000 Да
YP29-H11-16A YP820A
8
27
20
32
14
YP35-I19-16A YP820A
0
4
27
54
15
YP34-I26-16A YP820A
0
8
25
50
17
YP35-J06-16A YP822A
14
30
21
27
8
YP35-J11-16A YP822A
2
22
29
37
11
YP35-L07-16A YP823A
2
4
21
51
23
YP36-D20-17A YP840N
1
8
24
48
20
YP36-D20-17A YP820A
1
9
25
47
17
Как можно видеть из результатов Таблицы 11, профили всех образцов указывают на присутствие некоторого материала с большей молекулярной массой.
Резюме описания
Подводя итог этого описания, настоящее изобретение относится к получению гидролизатов бобового белка, включающему гидролиз исходного бобового белкового продукта, необязательную корректировку pH и разделение полученного материала. Растворимую часть после ферментативного гидролиза и разделения дополнительно обрабатывают для получения имеющего слабую терпкость, растворимого в кислой среде гидролизата бобового белка. Остаточные твердые вещества после ферментативного гидролиза и разделения дополнительно обрабатывают для получения гидролизата бобового белка с улучшенным аминокислотным скором по сравнению с субстратным бобовым белком. В пределах объема данного изобретения возможны модификации.