СПОСОБ ОБРАБОТКИ СЛАДКОЙ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ С ПОЛУЧЕНИЕМ БЕЛКОВОГО МАТЕРИАЛА, ПРИГОДНОГО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГИПОАЛЛЕРГЕННЫХ ДЕТСКИХ СМЕСЕЙ
PROCESS FOR TREATING SWEET WHEY SUCH AS TO OBTAIN A PROTEIN MATERIAL SUITABLE FOR HYPOALLERGENIC INFANT FORMULAE

Область техники
Изобретение относится к способу обработки материала сладкой молочной сыворотки, содержащего cGMP (казеиногликомакропептид), чтобы получить белковый материал, пригодный для приготовления гипоаллергенных детских смесей.
Предпосылки создания изобретения
Человеческое грудное молоко и грудное вскармливание представляют собой неоспоримый «золотой стандарт» питания ребенка грудного возраста. Детские смеси, которые служат заменой или дополнением к человеческому грудному молоку, должны соответствовать потребностям в питании младенцев, иметь приемлемый вкус и обладать гипоаллергенностью, если они предназначены для младенцев, подверженных риску аллергии. Детские смеси должны соответствовать нормативным требованиям к продуктам питания, например, Директиве Европейской комиссии 91/321/EEC от 14 мая 1991 г. в отношении детских смесей в Европе и аналогичному нормативному документу Управления по контролю за качеством продуктов питания и лекарственных средств США (FDA).
Известно, что аллергии на коровье молоко и детские смеси, содержащие коровье молоко, имеют отношение к тому, что белки коровьего молока отличаются от белков материнского молока и могут являться аллергенами для человека. Коровий сывороточный белок и/или казеин часто используются в детских смесях в качестве источника белка молока. В целях снижения аллергенности белки коровьего молока гидролизуют ферментами и, таким образом, укорачивают до пептидов. Современные гипоаллергенные смеси, составленные из таких гидролизатов белков коровьего молока, призваны предупреждать аллергию и также содержат другие питательные вещества, такие как животные масла, растительные масла, крахмал, мальтодекстрин, лактоза и сахароза. Такие гидролизаты белков могут также входить в состав молочных напитков или биологически активных добавок к пище для взрослых.
Процесс гидролиза, используемый для получения таких гидролизатов, необходимо тщательно отслеживать, чтобы конечный гидролизованный продукт сохранял свою питательную ценность и желаемые физические свойства, но был гипоаллергенным. Гидролизаты могут характеризоваться как «частичные» или «глубокие» в зависимости от степени прохождения реакции гидролиза. В тексте настоящего изобретения частичным гидролизатом называют гидролизат, в котором 60% популяции белков/пептидов имеют молекулярную массу менее 1000 Дальтон. Частичные гидролизаты рассматриваются как гипоаллергенные (HA).
Эссенциальной аминокислотой или незаменимой аминокислотой называют аминокислоту, которая не может быть синтезирована de novo (самостоятельно) рассматриваемым организмом, и, следовательно, она должна входить в состав рациона питания. Существует девять аминокислот, которые организм человека не может синтезировать, в том числе треонин и триптофан. Нормативные требования к детским смесям также включают содержание аминокислот, в частности, треонина и триптофана.
Патент США № 687158 относится к способу выделения гликомакропептида или казеиногликомакропептида (cGMP) из молочного сырьевого материала.
cGMP — это фосфорилированный и частично сиалилированный макропептид, который образуется в результате воздействия протеазы, например сычужного фермента, на каппа-казеин молока млекопитающих. На cGMP приходится приблизительно 20 мас.% белков в сладкой молочной сыворотке, получаемой после выделения казеина во время производства творога.
Патент США № 6787158 относится к способу экстракции cGMP из молочного сырьевого материала, включающему стадии удаления катионов из молочного сырьевого материала в течение достаточного количества времени для получения, по существу, деионизированного молочного сырьевого материала, имеющего значение pH от приблизительно 1 до 4,5; приведения, по существу, деионизированного молочного сырьевого материала в контакт с анионной смолой, имеющей гидрофобную матрицу, в течение достаточного количества времени и при достаточной температуре для удаления cGMP из, по существу, деионизированного молочного сырьевого материала и получения обработанного жидкого материала; отделения смолы из обработанного жидкого материала и промывания смолы для получения из нее cGMP. При использовании реактора с псевдоожиженным слоем cGMP удаляется в количестве от 85 до 91% исходного количества cGMP.
Обработанный жидкий материал, получаемый из сладкой молочной сыворотки, имеет аминокислотный профиль с пониженным количеством треонина и повышенным количеством ароматических аминокислот, таких как триптофан. Его можно использовать в качестве источника белка или сырьевого материала в продукте для младенцев или диетическом продукте. До настоящего времени такая обработанная жидкость использовалась в стандартных детских смесях, в которых белки оставались нативными. Для таких детских смесей было характерно соотношение казеина/молочной сыворотки приблизительно 30/70. Такая обработанная жидкость также использовалась в гипоаллергенных детских смесях в дополнение к другому белковому сырьевому материалу для выполнения нормативных требований.
Однако отмечается растущая потребность в гипоаллергенных смесях, в которых белки являются частично гидролизованными. В основе таких смесей лежит белковый сырьевой материал, изготовленный из 100% молочной сыворотки. Таким образом, с помощью существующего способа, описанного в US 6787158, невозможно обеспечить белковый материал, соответствующий требованиям к белкам для таких гипоаллергенных смесей.
Следовательно, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ удаления cGMP из материала сладкой молочной сыворотки, чтобы получить белковый сырьевой материал, пригодный для гипоаллергенных детских смесей, или по меньшей мере предложить полезную альтернативу.
Изложение сущности изобретения
В одном аспекте изобретения предложен способ обработки материала сладкой молочной сыворотки, содержащего казеиногликомакропептид (cGMP), включающий следующие стадии:
- удаление катионов из материала сладкой молочной сыворотки, чтобы получить сладкую молочную сыворотку, имеющую значение pH от 1 до 4,5;
- обработку указанной сладкой молочной сыворотки в реакторе с псевдоожиженным слоем в присутствии установленного объема анионной смолы, при температуре в диапазоне 10–18°C, где указанная сладкая молочная сыворотка приводится в контакт с указанной смолой, так что смола абсорбирует от 52% до 58% cGMP, содержащегося в сладкой молочной сыворотке; и
- выделение белкового материала.
Неожиданно было обнаружено, что абсорбция в смоле пониженного уровня cGMP, присутствующего в сладкой молочной сыворотке, по сравнению с уровнем абсорбции, наблюдавшемся на предшествующем уровне техники, не оказывает влияния на соответствующую абсорбцию анионов в смоле, в частности, хлорид- и фосфат-анионов: смола по-прежнему поглощает по меньшей мере 90% анионов, присутствующих в сладкой молочной сыворотке.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения белковый материал подходит для гипоаллергенных детских смесей.
Краткое описание фигур
На фиг. 1 представлено схематическое изображение устройства для применения в способе настоящего изобретения.
Подробное описание
Для полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ делаются ссылки на представленное ниже подробное описание изобретения.
Следует понимать, что различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть объединены с другими вариантами осуществления изобретения и являются лишь иллюстрацией определенных способов реализации и применения настоящего изобретения, но не ограничивают объем изобретения, который изложен в последующем подробном описании и формуле изобретения.
В настоящем описании следующим словам даны определения, которые должны быть приняты во внимание при чтении и интерпретации описания, примеров и формулы изобретения.
Для целей настоящего документа следующие термины имеют приведенные ниже определения.
Термин «удаление соединения» означает, что соединение, содержащееся в продукте, абсорбируется в смоле, в результате чего получается продукт, имеющий пониженное содержание этого соединения. Соответствующая процентная доля представляет собой процентную долю соединения в продукте, удаляемую из продукта посредством абсорбции в смоле.
Термин «пригодный для детских смесей» означает, что продукт можно непосредственно использовать в детских смесях без какой-либо адаптации. Подразумевается, что отсутствует необходимость в смешивании продукта с по меньшей мере одним другим источником белков и/или аминокислот.
Термин «гипоаллергенный» означает, что 60% популяции белков/пептидов имеет молекулярную массу менее 1000 дальтон.
Термин «младенец» означает ребенка в возрасте до 12 месяцев.
Термин «недоношенный младенец» (или «преждевременно родившийся младенец») означает младенца, который родился в гестационном возрасте менее 37 недель.
Термин «детская смесь» означает продукт питания, специально предназначенный для применения в пищу младенцами в течение первых четырех–шести месяцев жизни и сам по себе удовлетворяющий потребности в питании этой категории лиц (статья 1.2 Директивы Европейской комиссии 91/321/EEC от 14 мая 1991 г. о детских смесях и смесях для прикармливаемых детей).
Термин «смесь для недоношенных детей» означает детскую смесь, предназначенную для недоношенного младенца.
В данном описании слова «содержит», «содержащий» и аналогичные слова не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Иными словами, под ними подразумевается «включая, без ограничений».
Любую ссылку на документы предшествующего уровня техники в данном описании не следует рассматривать как признание того, что такой предшествующий уровень техники является широко известным или составляет часть общеизвестных знаний в области.
Преимущество способа в соответствии с изобретением заключается в том, что белковый материал подходит для гипоаллергенных детских смесей. Это означает, что нежелательные продукты, такие как анионы и cGMP, были абсорбированы смолой во время способа, так что они присутствуют в белковом материале в приемлемых концентрациях (как следовые количества примесей). Это также означает, что содержание белка в материале сладкой молочной сыворотки было изменено, так что такие аминокислоты, как триптофан и треонин, содержатся в белковом материале в приемлемых концентрациях, поскольку смолы абсорбировали белки и/или макропептиды (например, cGMP).
Стадия удаления катионов, по существу, не приводит к изменениям в содержании анионов или cGMP в материале сладкой молочной сыворотки. Таким образом, абсорбция cGMP и анионов в смоле может относиться либо к их содержанию в материале сладкой молочной сыворотки, либо к их содержанию в материале сладкой молочной сыворотки. В настоящем документе имеется в виду их содержание в сладкой молочной сыворотке.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения смола абсорбирует приблизительно 55% cGMP, содержащегося в сладкой молочной сыворотке.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения смола абсорбирует по меньшей мере 90% анионов, содержащихся в сладкой молочной сыворотке.
Анионы обычно выбирают из группы, состоящей из хлора, фосфора, цитрата, сульфата и лактата.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения смола абсорбирует по меньшей мере 90% анионов хлора и фосфора, содержащихся в сладкой молочной сыворотке.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения обработку сладкой молочной сыворотки в реакторе с псевдоожиженным слоем проводят при соотношении белка и смолы от 0,20 до 0,35 кг/л.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения обработку сладкой молочной сыворотки в реакторе с псевдоожиженным слоем проводят при соотношении cGMP и смолы от 39 до 41 г/л.
В данном способе материал сладкой молочной сыворотки может представлять собой один из следующих вариантов: сладкую молочную сыворотку, получаемую после выделения казеина в результате коагуляции сычужным ферментом, концентрат сладкой молочной сыворотки, сладкую молочную сыворотку или такую сыворотку, деминерализованную посредством электродиализа, ионного обмена, обратного осмоса, электродеионизации или комбинации этих процедур, концентрат сладкой молочной сыворотки, деминерализованной посредством электродиализа, ионного обмена, обратного осмоса, электродеионизации или комбинации этих процедур, концентрат белков, по существу, не содержащей лактозу сладкой молочной сыворотки, полученный посредством ультрафильтрации с последующей диафильтрацией (ультрафильтрация с промывкой), маточные жидкости после кристаллизации лактозы из сладкой молочной сыворотки, пермеат, получаемый в результате ультрафильтрации сладкой молочной сыворотки, продукт гидролиза (под воздействием протеазы) нативного казеина, полученного из обезжиренного молока посредством осаждения неорганической кислотой или посредством биологического закисления, полученного из обезжиренного молока посредством микрофильтрации, или продукт гидролиза казеината под воздействием протеазы. После удаления из нее катионов сладкая молочная сыворотка предпочтительно имеет содержание твердых веществ от приблизительно 10 до 30 процентов по массе.
Материал сладкой молочной сыворотки обычно представляет собой жидкость, которую можно получить путем дисперсии и/или растворения твердых порошков молочной сыворотки в жидкости.
Перед приведением в контакт со сладкой молочной сывороткой смолу преимущественно обрабатывают щелочным материалом. Предпочтительно сладкую молочную сыворотку приводят в контакт со смолой в реакторе при медленном перемешивании и температуре менее 50°C в течение от одного до десяти часов, чтобы на смоле абсорбировалось приемлемое количество cGMP. Подходящая смола обладает свойствами основания и имеет форму макропористого геля или поперечносшитого макрогеля. Сладкую молочную сыворотку обычно приводят в контакт со смолой на период, пока pH обработанного жидкого материала не достигнет постоянного значения в диапазоне от приблизительно 4,2 до приблизительно 5,8, что будет означать завершение реакции. Преимуществом является то, что сладкая молочная сыворотка и смола присутствуют в объемном соотношении от 1 : 1 до 30 : 1, предпочтительно от 1 : 2 до 1 : 10.
Белковый материал, полученный по способу в соответствии с изобретением, представляет собой источник белка, предназначенный для кормления младенцев, в том числе недоношенных младенцев или младенцев с низким весом при рождении, в частности, для применения в гипоаллергенных детских смесях, в том числе гипоаллергенных смесях для недоношенных младенцев. Эти смеси соответствуют всем нормативным требованиям для младенцев, т.е. в дополнение к такому источнику белка они содержат добавки, например, источник доступных углеводов и источник липидов.
Содержание хлора белкового материала обычно составляет от 1 мг/100 г, предпочтительно находится в диапазоне от 5 до 80 мг/100 г, и/или содержание фосфора белкового материала находится в диапазоне от 50 до 150 мг/100 г, предпочтительно в диапазоне от 90 до 160 мг/100 г.
Соотношение триптофана и треонина белкового материала обычно составляет 0,350–0,360, более предпочтительно приблизительно 0,355.
Белковый материал преимущественно подходит для гипоаллергенных детских смесей.
На фиг. 1 показано устройство для применения в способе настоящего изобретения. Реактор 1 в своей верхней секции имеет основной бак 2, соединенный с нижней частью, имеющей отделение 3, через меньший диаметр, чем у бака 2. Бак 2 имеет входной канал 4 для ополаскивающей жидкости, входной канал 5 для подачи сжатого газа, предохранительный клапан 6 для регулировки давления газа в реакторе 1. Вблизи основания бака 2 находится сетчатый фильтр 7 предварительной очистки и канал 8 для отвода жидкости.
Соединенный с отделением 3, реактор имеет pH-метр 9, входной канал 10 для газа, трехходовой клапан 11, соединенный с входным каналом 12 для жидкости, подлежащей обработке, и выходной канал 13 для выведения обработанной жидкости. Основание отделения 3 имеет решетку или перфорированную пластину 14, на которой собираются гранулы 15 смолы. Под решеткой 14 находится отводящий канал 16, по которому жидкость перекачивается с помощью насоса 17 в буферный бак 18, имеющий устройство 19 контроля уровня. По каналу 20 жидкость выкачивается с помощью насоса 21 из буферного бака 18. Канал 20 соединен либо с каналом 12, либо с системой перелива 22.
Далее описан способ с использованием устройства, который применялся в примерах, представленных ниже.
–
Из исходного материала сладкой молочной сыворотки (дисперсия порошка молочной сыворотки в воде) предварительно удаляли катионы посредством колонок с катионообменными смолами в следующем порядке: слабые/сильные/сильные. Полученную сладкую молочную сыворотку подавали по каналу 12 в реактор 1. Воздух вводили посредством барботирования в отделение 3 через основание по входному каналу 10, через обратный клапан 23. Создавали псевдоожиженный слой из гранул 15 смолы, содержащий слабую анионную смолу из гидрофобной матрицы на основе полистирола (IMAC HP 661, Rohm & Haas, восстановленная в виде OH). Гранулы 15 смолы перемешивали в течение 4 ч при контакте с дисперсией благодаря вихревому движению, создаваемому псевдоожижением. Значение pH жидкости непрерывно контролировали посредством pH-метра 9. В ходе непрерывного анализа сладкой молочной сыворотки посредством высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) (не показан) был выявлен момент, когда в процессе реакции было удалено 55% cGMP, содержащегося в сладкой молочной сыворотке. К этому моменту времени было удалено желаемое количество cGMP, подачу воздуха во входной канал 10 прекратили и подавали воздух через входной канал 5 в верхней части реактора, над уровнем 24 жидкости. Жидкость находилась под давлением, и гранулы смолы оседали в нижней части отделения 3 реактора 2, где они удерживались решеткой 14. Обработанный жидкий материал отводился самотеком и/или посредством откачивания через канал 8 и через канал 16 с помощью насоса 17 в направлении буферного бака 18. Затем обработанный жидкий материал выводился через канал 20 с помощью насоса 21 и направлялся к выпускному отверстию по каналам 12 и 13.
Обработанный жидкий материал стандартизировали, доводили pH до нужного уровня, концентрировали посредством выпаривания или нанофильтрации, а концентрат высушивали распылением в сушильной башне.
Извлечение cGMP является необязательным. Тем не менее, этот процесс показан на фиг. 1. Для извлечения cGMP реактор и смолу промывали деионизированной водой, подаваемой по входному каналу 25, через клапан 26 и по входному каналу 4, и пропускали через реактор по каналам 12 и 13. cGMP элюировали дважды по тому же контуру с использованием 2% водного раствора NaOH, подаваемого по каналу 27 через клапан 28, и промывали с использованием 30 л деионизированной воды. После объединения элюата и промывных жидкостей полученный объем концентрировали посредством ультрафильтрации или нанофильтрации с использованием мембраны, имеющей номинальный предел пропускания 3000 дальтон, для получения ретентата и фильтрата. Ретентат сублимировали.
–
Смолу можно периодически подвергать кислотной регенерации (вслед за щелочной регенерацией) после обработки объема материала, эквивалентного 10 объемам слоя смолы. После элюирования cGMP щелочным раствором, как описано выше, смолу промывали концентрированным водным раствором HCl, который подавался по каналу 29 через клапан 30, а затем промывали водой, которая подавалась по каналу 25 через клапан 26. Смолу превращали в форму OH путем пропускания через нее концентрированного водного раствора NaOH, который подавался по каналу 27, с последующей подачей воды через канал 25 в канал 4. Растворы выводились из реактора 1 через канал 16 и перекачивались с помощью насоса 17 в буферный бак 18. Из буферного бака 18 растворы откачивались с помощью насоса 21 и выводились через канал 20 и систему перелива 22 в систему очистки стоков. После этой операции смола была готова к следующему циклу обработки.
Обработанную жидкость выводили и использовали как белковый материал в соответствии с изобретением.
Изобретение далее описано со ссылкой на следующие примеры. Следует понимать, что настоящее изобретение в заявленном виде не должно быть каким-либо образом ограничено этими примерами.
Примеры
Пример 1. Способ, адаптированный на основе US 6787158, предназначенный для удаления по меньшей мере 90% cGMP из материала сладкой молочной сыворотки.
Материал сладкой молочной сыворотки представлял собой концентрат молочной сыворотки WPC 31.5. Из него удаляли катионы с помощью слабых/сильных/сильных катионообменных смол. Слабая смола представляла собой IMAC HP 336, а сильная смола представляла собой IMAX 1110Na; обе смолы поставляются компанией Dow Chemical (ранее Rohm & Haas). В этой сладкой молочной сыворотке содержание белка составило приблизительно 31,5% в пересчете на сухое вещество (DM), общее содержание твердых веществ составило 18%, а значение pH — 1,85. 3700 кг этой сладкой молочной сыворотки закачивали в реактор 1, содержащий 7500 литров слабой анионообменной смолы (HP 661 пищевого класса). Весь объем сладкой молочной сыворотки приводили в контакт со смолой. Смолу и сладкую молочную сыворотку суспендировали вместе в течение 4 часов при температуре от 15 до 18°C. За 4 часа взаимодействия уровень pH повысился с 1,85 до конечного значения 5,1–5,3. Процесс удаления cGMP контролировали с помощью ВЭЖХ.
Через 4 часа взаимодействия полученную деминерализованную и обедненную cGMP молочную сыворотку выкачивали из реактора. Выводили эту молочную сыворотку белкового материала, после этого смолу промывали водой, чтобы уменьшить потерю белков и сухого вещества. cGMP извлекали на объединенной стадии элюирования и регенерации с использованием 4% NaOH. После регенерации NaOH выводили, пропуская через реактор воду, и промывали его водой до тех пор, пока значение pH не достигло приблизительно 10,5. После достижения этого значения pH реактор был готов к следующему циклу производства. После стандартной нейтрализации с использованием NaOH и KOH продукт подвергали термообработке, выпаривали и высушивали распылением.
Относящиеся к способу данные сведены в таблице 1 ниже.
Загрузка в пересчете на сухое вещество (DM) (кг)
3700
Кол-во смолы HP 661 (л)
7500
DM на литр смолы (кг/л)
0,60
Кол-во белка на литр смолы (кг/л)
0,19
Кол-во связанного cGMP на литр смолы (г/л)
39
NaOH (100%) на кг DM (г/л)
85
Время реакции (часы)
4
Время цикла (часы)
12
Соотношение Trp/Thr
0,42
Пример 2 (в соответствии с изобретением). Способ в соответствии с изобретением для удаления 55% cGMP из материала сладкой молочной сыворотки
Материал сладкой молочной сыворотки представлял собой концентрат молочной сыворотки WPC 80. Из него удаляли катионы с помощью слабых/сильных/сильных катионообменных смол. Слабая смола представляла собой IMAC HP 336, а сильная смола представляла собой IMAX 1110Na; обе смолы поставляются компанией Dow Chemical (ранее Rohm & Haas). В этой сладкой молочной сыворотке содержание белка составило приблизительно 82% в пересчете на сухое вещество (DM), общее содержание твердых веществ составило 12%, а значение pH — 3,40. 4235 кг этой сладкой молочной сыворотки закачивали в реактор, содержащий 11 600 литров слабой анионообменной смолы (HP 661 пищевого класса). Весь объем сладкой молочной сыворотки приводили в контакт со смолой. Смолу и сладкую молочную сыворотку суспендировали вместе в течение 4 часов при температуре от 15 до 18°C. За 4 часа взаимодействия уровень pH повысился с 3,40 до конечного значения 4,80. Процесс удаления cGMP контролировали с помощью ВЭЖХ.
Через 4 часа взаимодействия получили деминерализованную сладкую молочную сыворотку, в которой содержание cGMP уменьшилось на 55%, и этот белковый материал выкачивали из реактора. Выводили этот белковый материал, после этого смолу промывали водой, чтобы уменьшить потерю белков и сухого вещества. cGMP извлекали на объединенной стадии элюирования и регенерации с использованием 4% NaOH. После регенерации NaOH выводили, пропуская через реактор воду, и промывали его водой до тех пор, пока значение pH не достигло приблизительно 10,5. После достижения этого значения pH реактор был готов к следующему циклу производства. После стандартной нейтрализации с использованием NaOH и KOH продукт подвергали термообработке, выпаривали и высушивали распылением.
Относящиеся к способу данные сведены в таблице 2 ниже.
Загрузка в пересчете на сухое вещество (DM) (кг)
4235 кг
Кол-во смолы (л)
11 600
DM на литр смолы (кг/л)
0,37
Кол-во белка на литр смолы (кг/л)
0,30
Кол-во связанного cGMP на литр смолы (г/л)
39
NaOH (100%) на кг DM (г/л)
123
Время реакции (часы)
4
Время цикла (часы)
12
Соотношение Trp/Thr
0,36
Отношение триптофана/треонина (Trp/Thr) было идентичным упомянутому отношению в продаваемой в настоящее время гипоаллергенной детской смеси NAN 1 HA, выпускаемой Nestlé.
Производительность (т.е. загрузка в пересчете на сухое вещество) реактора по отношению к параметру количества белка на литр смолы выросла на 35%. Эффективность регенерации (г NaOH/кг DM) улучшилась с 51 г NaOH/л смолы (= 85 x 0,6, параметры в таблице 1) до 36,9 г NaOH/л смолы (= 39 x 0,37, параметры в таблице 2). Следовательно, на кг DM также образовывалось меньше водных стоков.
Более того, содержание хлорида в белковом материале, поступающем после способа с удалением 90% cGMP, составило 11 мг/100 г для хлорида и 100 мг/100 г для фосфора, что позволяет сделать такой белковый материал пригодным для гипоаллергенных детских смесей.
Неожиданно оказалось, что несмотря на удаление всего 55% cGMP, минеральные анионы, такие как хлорид (Cl), фосфор (P) и цитрат, по-прежнему на 90% удалялись из сладкой молочной сыворотки.
Фактическое содержание анионов хлорида и фосфора в материале сладкой молочной сыворотки составило 180 мг/100 г хлорида и 370 мг/100 г фосфора. Содержание анионов хлорида и фосфора в белковом материале, поступающем после сравнительного способа с удалением 90% cGMP, составило 11 мг/100 г для хлорида и 100 мг/100 г для фосфора.
На основании таких данных можно ожидать, что удаление приблизительно 55% cGMP должно приводить к следующим расчетным (теоретическим) значениям: 100 мг/100 г хлора и 200 мг/100 г фосфора. Фактическое содержание хлорида в белковом материале, поступающем после способа с удалением 55% cGMP, составило 9 мг/100 г для хлорида и 104 мг/100 г для фосфора.
Таким образом, неожиданно было обнаружено, что белковый материал, полученный с помощью способа в соответствии с изобретением, в котором удалено 55% cGMP, имеет такой же профиль минеральных веществ, как после способа удаления 90% cGMP. Следовательно, белковый материал подходит для гипоаллергенных детских смесей.
Пример 3 (в соответствии с изобретением). Способ в соответствии с изобретением для удаления 55% cGMP из материала сладкой молочной сыворотки
Материал сладкой молочной сыворотки представлял собой концентрат молочной сыворотки WPC 31.5. Из него удаляли катионы с помощью слабых/сильных/сильных катионообменных смол. Слабая смола представляла собой IMAC HP 336, а сильная смола представляла собой IMAX 1110Na; обе смолы поставляются компанией Dow Chemical (ранее Rohm & Haas). В этой сладкой молочной сыворотке содержание белка составило приблизительно 31,5% в пересчете на сухое вещество (DM), общее содержание твердых веществ составило 18%, а значение pH — 1,75. 6785 кг этой сладкой молочной сыворотки закачивали в реактор, содержащий 8500 литров слабой анионообменной смолы (HP 661 пищевого класса). Весь объем сладкой молочной сыворотки приводили в контакт со смолой. Смолу и сладкую молочную сыворотку суспендировали вместе в течение 4 часов при температуре от 15 до 18°C. За 4 часа взаимодействия уровень pH повысился с 1,75 до конечного значения 4,90. Способ удаления cGMP контролировали с помощью ВЭЖХ.
Через 4 часа взаимодействия получили деминерализованную сладкую молочную сыворотку, в которой содержание cGMP уменьшилось на 55%, и этот белковый материал выкачивали из реактора. Выводили этот белковый материал, после этого смолу промывали водой, чтобы уменьшить потерю белков и сухого вещества. cGMP извлекали на объединенной стадии элюирования и регенерации с использованием 4% NaOH. После регенерации NaOH выводили, пропуская через реактор воду, и промывали его водой до тех пор, пока значение pH не достигло приблизительно 10,5. После достижения этого значения pH реактор был готов к следующему циклу производства. После стандартной нейтрализации с использованием NaOH и KOH продукт подвергали термообработке, выпаривали и высушивали распылением.
Относящиеся к способу данные сведены в таблице 3 ниже.
Загрузка в пересчете на сухое вещество (DM) (кг)
6785 кг
Кол-во смолы (л)
8500
DM на литр смолы (кг/л)
0,80
Кол-во белка на литр смолы (кг/л)
0,25
Кол-во связанного cGMP на литр смолы (г/л)
39
NaOH (100%) на кг DM (г/л)
55
Время реакции (часы)
4
Время цикла (часы)
12
Соотношение Trp/Thr
0,36
Отношение триптофана/треонина (Trp/Thr) было идентичным упомянутому отношению в продаваемой в настоящее время гипоаллергенной детской смеси NAN 1 HA, выпускаемой Nestlé.
Производительность реактора по отношению к параметру количества белка на литр смолы выросла на 15%. Эффективность регенерации (г NaOH/кг DM) улучшилась с 51 г NaOH/л смолы (= 85 x 0,6, параметры в таблице 1) до 44 г NaOH/л смолы (= 55 x 0,8, параметры в таблице 3). Следовательно, на кг DM также образовывалось меньше водных стоков.
Фактическое содержание хлорида в белковом материале, поступающем после способа с удалением 55% cGMP, составило 14 мг/100 г для хлорида и 135 мг/100 г для фосфора.
Таким образом, неожиданно было обнаружено, что белковый материал, полученный с помощью способа в соответствии с изобретением, в котором удалено 55% cGMP, имеет такой же профиль минеральных веществ, как после способа удаления 90% cGMP. Следовательно, данный белковый материал подходит для гипоаллергенных детских смесей.
Хотя изобретение описано при помощи примеров, следует понимать, что возможно внесение изменений и модификаций без отклонения от объема изобретения, определяемого формулой изобретения. Кроме того, если существуют известные эквиваленты конкретных элементов, такие эквиваленты включены так, как если бы они были конкретно упомянуты в настоящем описании.