ВЯЖУЩИЙ ВКУС В СОЕВЫХ БЕЛКОВЫХ РАСТВОРАХ
ASTRINGENT TASTE IN SOYA PROTEIN SOLUTIONS

Ссылка на родственные заявки
Для данной заявки, согласно Кодексу законов США, раздел 35, статья 119(е), испрашивается приоритет по предварительной заявке №61/344946, поданной 24 ноября 2010 г.
Область техники
Данное изобретение относится к области производства белковых растворов из сои со сниженным вяжущим вкусом.
Уровень техники
В одновременно рассматриваемых, принадлежащих данному патентообладателю патентных заявках США №12/603,087, поданной 21 октября 2009 г. (патентная публикация США №2010-0098818 от 22 апреля 2010 г. (S701)) и 12/923897, поданной 13 октября 2010 г. (патентная публикация США №2011-0038993 от 17 февраля 2011 г. "S701", заявка в частичное продолжение), раскрытие которых включено здесь посредством ссылки, описывается предоставление нового соевого белкового продукта, имеющего содержание белка по меньшей мере около 60 мас.% (N×6,25) d.b. (в пересчете на сухую массу), предпочтительно соевого белкового изолята, имеющего содержание белка по меньшей мере около 90 мас.% (N×6,25) d.b. Этот соевый белковый продукт обладает уникальной комбинацией свойств, а именно:
- полная растворимость в водных средах при pH в кислотном диапазоне значений ниже около 4,4;
- тепловая устойчивость в водных средах при pH в кислотном диапазоне значений ниже около 4,4;
- отсутствие необходимости в стабилизаторах или других добавках для поддержания нахождения белкового продукта в растворе;
- низкое содержание фитиновой кислоты;
- отсутствие необходимости в ферментах при его производстве.
Кроме того, данный соевый белковый продукт не имеет никакого бобового привкуса или неприятного запаха соевых белковых продуктов.
Этот новый соевый белковый продукт готовится способом, который содержит:
(а) экстракционную обработку источника соевого белка водным раствором хлорида кальция с целью вызвать солюбилизацию соевого белка из белкового источника и образовать водный раствор соевого белка;
(b) по меньшей мере частичное отделение водного раствора соевого белка от остаточных количеств источника соевого белка;
(c) при необходимости разбавление водного раствора соевого белка;
(d) регулирование показателя pH водного раствора соевого белка до величины от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно от около 2 до около 4 для получения прозрачного подкисленного раствора соевого белка;
(i) при необходимости тонкую конечную очистку прозрачного подкисленного белкового раствора для удаления остаточных твердых частиц;
(f) необязательное концентрирование прозрачного водного раствора соевого белка при поддержании его ионной силы по существу постоянной посредством применения мембранно-селективной технологии;
(g) необязательную диафильтрацию сконцентрированного раствора соевого белка, и
(i) при необходимости высушивание сконцентрированного раствора соевого белка.
При некоторых условиях кислые водные растворы нового соевого белкового продукта демонстрируют вяжущий вкус, который может негативно сказаться на применении такого соевого белкового продукта в некоторых приложениях.
Краткое изложение существа изобретения
Один этап способа, описанного в вышеупомянутых патентных заявках США 12/603087 и 12/923897, включает регулирование pH при необходимости разбавленного раствора соевого белка до величины от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно от около 2 до около 4 добавлением любой подходящей кислоты пищевой категории качества для получения прозрачного подкисленного водного раствора соевого белка. Единственными кислотами, особо обозначенными в заявках №12/603087 и 12/923897 в качестве подходящих для этапа подкисления, являются неорганические кислоты.
Было обнаружено, что вяжущее ощущение от водных кислых растворов нового соевого белкового продукта, описанного в заявках №12/603087 и 12/923897, может быть значительно снижено при использовании на этапе подкисления органической кислоты, такой как лимонная кислота или яблочная кислота. Предпочтительно применяется лимонная кислота или смесь лимонной кислоты и яблочной кислоты. Кроме того, вяжущее ощущение также уменьшается, когда лимонная кислота или смесь лимонной кислоты и яблочной кислоты используются в комбинации с неорганической кислотой, такой как соляная кислота или фосфорная кислота, в любых пропорциях.
В соответствии с одним объектом настоящего изобретения обеспечивается способ получения соевого белкового продукта, который содержит:
(a) экстракционную обработку источника соевого белка водным раствором соли кальция, предпочтительно водным раствором хлорида кальция в целях вызвать солюбилизацию соевого белка в белковом источнике и образовать водный раствор соевого белка;
(b) по меньшей мере частичное отделение водного раствора соевого белка от остаточных количеств источника соевого белка;
(c) при необходимости разбавление водного раствора соевого белка;
(d) доведение показателя pH водного раствора соевого белка до величины от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно от около 2 до около 4, с помощью по меньшей мере одной органической кислоты, используемой индивидуально или в смеси с по меньшей мере одной неорганической кислотой, предпочтительно лимонной кислоты или смеси лимонной кислоты и яблочной кислоты, при необходимости смешиваемых с по меньшей мере одной из соляной кислоты и фосфорной кислоты, для получения подкисленного прозрачного раствора соевого белка;
(i) при необходимости тонкую конечную очистку прозрачного подкисленного белкового раствора для удаления остаточных твердых частиц,
(f) необязательное концентрированно прозрачного водного раствора соевого белка при поддержании его ионной силы по существу постоянной посредством применения мембранно-селективной технологии;
(g) необязательную диафильтрацию сконцентрированного раствора соевого белка, и
(i) при необходимости высушивание сконцентрированного и при необходимости подвергнутого диафильтрации раствора соевого белка.
Соевый белковый продукт, полученный согласно представленному здесь способу, не имеет специфического бобового вкуса продуктов, получаемых из соевого белка, и подходит не только для белкового обогащения кислых сред, таких как прохладительные и спортивные напитки, но может также использоваться в большом количестве обычных для белковых изолятов применений, включая, но не ограничиваясь белковым обогащением подвергаемых технологической обработке пищевых продуктов и напитков, эмульгированием масел, в качестве средства придания консистенции в выпечных изделиях и в качестве вспенивателя в продуктах с газовыми пузырьками. Помимо этого, соевому белковому продукту может быть придана форма белковых волокон, пригодных для применения в заменителях мяса, и он может быть применен в качестве заменителя яичного белка или наполнителя в таких пищевых продуктах, где яичный белок используется в качестве связующего компонента. Соевый белковый продукт может также использоваться в питательных добавках. Данный соевый белковый продукт может также использоваться в аналогах молочных продуктов или в продуктах, являющихся молочно-соевыми смесями. Другие применения соевый белковый продукт находит в кормах для домашних животных, кормах для скота, в промышленных и косметических применениях и в средствах личной гигиены.
Общее описание изобретения
Начальный этап способа обеспечения соевого белкового продукта включает солюбилизацию соевого белка из источника соевого белка. Источник соевого белка может быть соевыми бобами или любым соевым продуктом, или побочным продуктом, получаемым при обработке сои, включая, но не ограничиваясь молотой соей, соевыми хлопьями, соевой крупой и соевой мукой. Источник соевого белка может использоваться в полножирной форме, частично обезжиренном виде или в полностью обезжиренной форме. Когда источник соевого белка содержит значительные количества жира, как правило, в ходе реализации способа требуется этап удаления масла. Соевый белок, извлекаемый из источника соевого белка, может быть белком, естественным образом встречающимся в сое, или же белковоподобный материал может являться белком, модифицированным генетическими манипуляциями, но обладающим характеристическими гидрофобными и полярными свойствами натурального белка.
Солюбилизация белка из материала источника соевого белка наиболее удобно выполняется с помощью раствора хлорида кальция, хотя могут использоваться и растворы других солей кальция. Помимо этого, могут использоваться соединения других щелочноземельных металлов, такие как соли магния. Кроме того, экстракция соевого белка из источника соевого белка может выполняться с использованием раствора соли кальция в комбинации с раствором другой соли, такой как хлорид натрия. Помимо этого, экстракция соевого белка из источника соевого белка может осуществляться с помощью воды или раствора другой соли, такой как хлорид натрия, с последующим добавлением соли кальция к полученному на этапе экстракции водному раствору соевого белка. Осадок, образующийся при добавлении соли кальция, перед последующей обработкой удаляется.
При увеличении в растворе концентрации соли кальция степень солюбилизации белка из источника соевого белка вначале увеличивается до тех пор, пока не достигает предельного значения. Любое последующее увеличение концентрации соли общего количества солюбилизированного белка уже не увеличивает. Концентрация раствора соли кальция, приводящая к максимальной солюбилизации белка, варьирует в зависимости от конкретной соли. Обычно предпочитается применение величин концентрации менее около 1,0 M и более предпочтительно величина концентрации составляет от около 0,10 M до около 0,15 M.
При периодическом процессе солевая солюбилизация белка выполняется при температуре от около 1°С до около 100°С, предпочтительно от около 15°С до около 65°С, более предпочтительно от около 50°С до около 60°С и предпочтительно сопровождается перемешиванием для уменьшения времени растворения, которое обычно составляет от около 1 до около 60 минут. Предпочтительно выполнение солюбилизации таким образом, чтобы экстрагировать из источника соевого белка по существу настолько много белка, насколько это возможно, с тем, чтобы обеспечить высокий суммарный выход продукта.
При непрерывном процессе экстракция соевого белка из источника соевого белка выполняется любым способом, совместимым с осуществлением непрерывной экстракции белка из источника соевого белка. В одном воплощении источник соевого белка непрерывно смешивается с раствором соли кальция, и смесь перемещается по трубе или трубопроводу, имеющему такую длину и с такой скоростью потока, которые обеспечивают время пребывания, достаточное для протекания желательной экстракции в соответствии с описанными здесь параметрами. При такой непрерывной методике этап солевой солюбилизации проводится быстро, в течение времени вплоть до около 10 минут, предпочтительно так, чтобы осуществить солюбилизацию, обеспечивающую экстрагирование по существу настолько большого количества белка из источника соевого белка, насколько это возможно. Солюбилизация в непрерывном режиме проводится при температурах между около 1°С и около 100°С, предпочтительно между около 15°С и около 65°С, наиболее предпочтительно между около 50°С и около 60°С.
Экстракция обычно проводится при pH от около 5 до около 11, предпочтительно от около 5 до около 7. pH экстракционной системы (источник соевого белка и раствор соли кальция) для применения на этапе экстракции может быть доведен, если это требуется, до любой желательной величины в пределах диапазона от около 5 до около 11 при помощи любой подходящей кислоты пищевой категории качества или щелочи пищевой категории качества.
Концентрация источника соевого белка в растворе соли кальция во время этапа солюбилизации может варьировать в широких пределах. Типичные величины концентрации составляют от около 5 до около 15% (отношение массы к объему).
Этап экстракции белка водно-солевым раствором оказывает дополнительное воздействие на солюбилизацию жиров, которые могут присутствовать в источнике соевого белка, что затем приводит к жирам, присутствующим в водной фазе.
Белковый раствор, образующийся в результате проведения этапа экстракции, как правило, имеет концентрацию белка от около 5 до около 50 г/л, предпочтительно от около 10 до около 5 0 г/л.
Водный раствор соли кальция может содержать антиоксидант. Антиоксидант может быть любым подходящим антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество применяемого антиоксиданта может варьировать от около 0,01 до около 1 мас.% от массы раствора, предпочтительно составляя около 0,05 мас.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления в белковом растворе любых фенольных соединений.
Водная фаза, образующаяся на этапе экстракции, затем может быть отделена от остаточных количеств источника соевого белка любым подходящим способом, таким как применение декантирующей центрифуги или любого подходящего сетчатого фильтра, сопровождаемое обработкой на дисковой центрифуге и/или фильтрацией для удаления остатков исходного материала соевого белка. Отделенные остатки источника соевого белка могут высушиваться для последующей утилизации. В качестве варианта отделенные остатки источника соевого белка могут быть переработаны для извлечения некоторых остаточных количеств белка. Отделенные остаточные количества источника соевого белка могут быть подвергнуты повторной экстракционной обработке свежим раствором соли кальция, и осветленный раствор белка объединяется с исходным раствором белка для дальнейшей обработки согласно следующему далее описанию. В качестве варианта отделенные остатки источника соевого белка могут быть подвергнуты обработке с помощью обычной методики изоэлектрического осаждения или любой другой подходящей для извлечения такого остаточного белка методики.
В случаях, когда источник соевого белка содержит значительные количества жира, как это описывается в принадлежащих данному заявителю патентах США №5844086 и 6005076, раскрытие которых включено здесь посредством ссылки, к отделенному водному раствору белка могут быть применены описанные там этапы обезжиривания. В качестве варианта обезжиривание отделенного водного белкового раствора может быть достигнуто с помощью любой другой подходящей методики.
Для удаления окрашивающих и/или придающих запах соединений водный раствор соевого белка может быть обработан адсорбентом, таким как порошкообразный активированный уголь или гранулированный активированный уголь. Такая обработка адсорбентом может выполняться в любых подходящих условиях, как правило, при температуре среды отделенного водного белкового раствора. В случае порошкообразного активированного угля используются количества, составляющие от около 0,025% до около 5% (отношение массы к объему), предпочтительно от около 0,05% до около 2% (отношение массы к объему). Адсорбент может быть удален из раствора соевого белка любым удобным способом, например, фильтрацией.
Полученный водный раствор соевого белка обычно может быть разбавлен водным растворителем в количестве от около 0,5 до около 10 объемов, предпочтительно от около 0,5 до около 2 объемов с тем, чтобы уменьшить удельную электропроводность водного раствора соевого белка до величины в целом ниже около 90 мСм, предпочтительно от около 4 до около 18 мСм. Такое разбавление обычно выполняется с использованием воды, хотя может применяться разбавленный раствор таких солей, как хлорид натрия или хлорид кальция, имеющий электропроводность вплоть до около 3 мСм.
Растворитель, с которым смешивается раствор соевого белка, имеет температуру от около 1°С до около 100°С, предпочтительно от около 15°С до около 65°С, более предпочтительно от около 50°С до около 60°С.
Показатель pH разбавленного при необходимости раствора соевого белка затем доводится до величины от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно от около 2 до около 4 добавлением по меньшей мере одной органической кислоты, приводя к прозрачному подкисленному водному раствору соевого белка. Как правило, прозрачный подкисленный раствор соевого белка имеет удельную электропроводность ниже около 95 мСм в случае разбавленного раствора соевого белка или обычно ниже около 115 мСм для неразбавленного раствора соевого белка, в обоих случаях предпочтительно от около 4 до около 23 мСм. Органическая кислота, используемая на этапе подкисления, предпочтительно является лимонной кислотой или смесью лимонной кислоты и яблочной кислоты, которая может применяться в комбинации с неорганической кислотой, такой как соляная кислота или фосфорная кислота, в любых пропорциях.
Подкисленный прозрачный водный раствор соевого белка может быть подвергнут тепловой обработке с тем, чтобы инактивировать термолабильные антипитательные факторы, такие как ингибиторы трипсина, присутствующие в таком растворе вследствие экстрагирования из исходного материала соевого белка во время этапа экстракции. Такой этап нагревания также обеспечивает дополнительный полезный эффект ослабления микробной нагрузки. Обычно белковый раствор нагревается до температур от около 70°С до около 160°С в течение времени от около 10 секунд до около 60 минут, предпочтительно от около 80°С до около 120°С в течение времени от около 10 секунд до около 5 минут, более предпочтительно от около 85°С до около 95°С в течение времени от около 30 секунд до около 5 минут. Подвергнутый тепловой обработке подкисленный раствор соевого белка затем может быть охлажден для дальнейшей, описанной ниже обработки, предпочтительно до температуры от около 2°С до около 65°С, предпочтительно от около 50°С до около 60°С.
При необходимости разбавленный, подкисленный и при необходимости подвергнутый тепловой обработке раствор белка может быть необязательно подвернут тонкой очистке с помощью любых удобных средств, таких как фильтрация, с целью удаления любых остаточных твердых частиц.
Полученный подкисленный прозрачный водный раствор соевого белка может быть сразу же высушен для получения соевого белкового продукта. Для обеспечения соевого белкового продукта, имеющего уменьшенное содержание примесей и сниженную концентрацию солей, такого как соевый белковый изолят, прозрачный подкисленный водный раствор соевого белка перед сушкой может быть подвергнут обработке.
Прозрачный подкисленный раствор соевого белка может быть подвергнут концентрированию для увеличения концентрации содержащегося в нем белка при поддержании его показателя ионной силы по существу постоянным. Такое концентрирование, как правило, выполняется с тем, чтобы обеспечить концентрированный раствор соевого белка, имеющий концентрацию белка от около 50 до около 300 г/л, предпочтительно от около 100 до около 200 г/л.
Этап концентрирования может быть выполнен любым подходящем способом, совместимым с периодическим или непрерывным режимом, например, применением любой подходящей мембранно-селективной технологии, такой как ультрафильтрация или диафильтрация, с использованием таких мембран, как половолоконные мембраны или спиральновитые мембраны с подходящими молекулярными массами отсечения, например, от около 3000 до около 1000000 Да, предпочтительно от около 5000 до около 100000 Да, с обращением к различным материалам и конструкциям мембран, и для непрерывной работы имеющим такие размеры, чтобы допускать желательную степень концентрации, при которой водный белковый раствор проходит через мембрану.
Как известно, ультрафильтрация и подобные мембранно-селективные технологии позволяют низкомолекулярным соединениям проходить через них, не допуская этого в случае продуктов с более высокой молекулярной массой. Низкомолекулярные соединения включают не только ионные соединения пищевых солей, но также и низкомолекулярные материалы, экстрагируемые из исходного материала, такие как углеводы, пигменты, низкомолекулярные белки и антипитательные факторы, такие как ингибиторы трипсина, которые сами по себе являются низкомолекулярными белками. С учетом различных материалов и конструкций мембран показатель отсечения по молекулярной массе мембраны обычно выбирается так, чтобы гарантировать удержание значительной доли содержащегося в растворе белка, позволяя загрязнителям проходить насквозь.
Сконцентрированный раствор соевого белка после этого может быть подвергнут этапу диафильтрации с использованием воды или разбавленного раствора соли. Раствор для диафильтрации может находиться при своем естественном pH, или при pH подвергаемого диафильтрации белкового раствора, или при любом промежуточном значении pH. Такая диафильтрация может выполняться с использованием от около 1 до около 40 объемов диафильтрующего раствора, предпочтительно от около 2 до около 25 объемов диафильтрующего раствора. При выполнении диафильтрации из прозрачного водного раствора соевого белка пропусканием через мембрану с пермеатом удаляются дополнительные количества загрязнителей. Это очищает прозрачный водный раствор белка и может также снизить его вязкость. Операция диафильтрации может производиться до тех пор, пока в пермеате больше не будет присутствовать никаких значительных количеств загрязнителей или видимого окрашивания, или же пока ретентат не будет достаточно очищен для того, чтобы после сушки обеспечивать изолят соевого белка с содержанием белка по меньшей мере около 90 мас.% (N×6,25) d.b. Такая диафильтрация может выполняться с помощью той же самой мембраны, которая применяется на этапе концентрирования. Однако, если желательно, этап диафильтрации может производиться с использованием отдельной мембраны с другим показателем отсечения по молекулярной массе, такой как мембрана, имеющая отсечение по молекулярной массе в диапазоне от около 3000 до около 1000000 Да, предпочтительно от около 5000 до около 100000 Да, с учетом при этом различных материалов и конструкций мембраны.
В качестве варианта этап диафильтрации может быть применен к прозрачному подкисленному водному раствору белка перед его концентрированием или к частично сконцентрированному прозрачному подкисленному водному раствору белка. Также диафильтрация может применяться многократно в различные моменты времени в ходе выполнения концентрирования. Когда диафильтрация применяется перед концентрированием или к частично сконцентрированному раствору, получаемый диафильтрованный раствор может быть далее подвергнут дополнительному концентрированию. Снижение вязкости, достигаемое многократной диафильтрацией в ходе концентрирования раствора белка, может обеспечить достижение более высокой конечной концентрации полностью сконцентрированного белка. Это уменьшает объем материала, предназначаемого для сушки.
Этап концентрирования и этап диафильтрации могут здесь выполняться таким образом, чтобы извлекаемый в дальнейшем соевый белковый продукт содержал менее около 90 мас.% белка (N×6,25) d.b., например, по меньшей мере около 60 мас.% белка (N×6,25) d.b. Посредством частичного концентрирования и/или частичной диафильтрации прозрачного водного раствора соевого белка оказывается возможным лишь частичное удаление загрязняющих примесей. Такой раствор белка может быть затем высушен с обеспечением соевого белкового продукта с более низким уровнем чистоты. Тем не менее, этот соевый белковый продукт является пригодным для получения прозрачных растворов белка в кислотных условиях.
В среде для диафильтрации во время по меньшей мере части этапа диафильтрации может присутствовать антиоксидант. Антиоксидант может быть любым подходящим антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, используемого в среде для диафильтрации, зависит от применяемых материалов и может варьировать от около 0,01 до около 1 мас.%, предпочтительно составляя около 0,05 мас.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления любых фенольных соединений, присутствующих в концентрированном растворе соевого белка.
Этап концентрирования и необязательный этап диафильтрации могут проводиться при любой подходящей температуре, как правило, от около 2°С до около 65°С, предпочтительно от около 50°С до около 60°С, и в течение промежутка времени, обеспечивающего желательную степень концентрирования и диафильтрации. Характеристики температуры и других применяемых условий до некоторой степени зависят от мембранного оборудования, используемого при мембранной обработке раствора с целью обеспечения желательной концентрации белка и эффективного переноса загрязнителей в пермеат.
В сое имеются два основных ингибитора трипсина, а именно, ингибитор Кунитца, который является термолабильной молекулой с молекулярной массой приблизительно 21000 дальтон, и ингибитор Боумена-Берка, более теплостойкая молекула с молекулярной массой около 8000 дальтон. Уровень активности ингибитора трипсина в конечном соевом белковом продукте может регулироваться путем манипуляций с различными переменными процесса.
Как отмечалось выше, для инактивации термолабильных ингибиторов трипсина может использоваться тепловая обработка подкисленного прозрачного водного раствора соевого белка. Частично сконцентрированный или полностью сконцентрированный подкисленный раствор соевого белка может быть также подвергнут тепловой обработке в целях инактивации термолабильных ингибиторов трипсина. Когда тепловая обработка применяется к частично сконцентрированному подкисленному раствору соевого белка, образующийся термически обработанный раствор после этого может быть дополнительно сконцентрирован.
Помимо этого, этапы концентрирования и/или диафильтрации могут осуществляться способом, благоприятным для перемещения ингибиторов трипсина в пермеат вместе с другими загрязнителями. Удалению ингибиторов трипсина способствует применение мембран с большим размером пор, например, от около 30000 до около 1000000 Да, функционирование мембраны при повышенных температурах, например, от около 30°С около до 65°С, предпочтительно от 50°С до около 60°С, и использование больших объемов среды для диафильтрации, например, от около 10 до около 40 объемов.
Подкислением и подверганием мембранной обработке разбавленного белкового раствора при более низких величинах pH от около 1,5 до около 3 активность ингибитора трипсина может быть снижена по сравнению с обработкой раствора при более высоком pH от около 3 до 4,4. Когда белковый раствор является сконцентрированным и подвергнутым диафильтрации при нижних значениях диапазона показателей pH, может оказаться желательным повышение pH ретентата перед сушкой. Показатель pH сконцентрированного и подвергнутого диафильтрации белкового раствора может быть повышен до желательной величины, например, рН=3 добавлением любой подходящей щелочи пищевой категории качества, такой как гидроксид натрия.
Кроме того, снижение активности ингибитора трипсина может быть достигнуто посредством подвергания соевых материалов воздействию реагентов-восстановителей, которые разрывают или перегруппировывают дисульфидные мостики ингибиторов. Подходящие восстановители включают сульфит натрия, цистеин и N-ацетилцистеин.
Добавление таких восстановителей может выполняться на различных стадиях способа. Восстановитель может быть добавлен с исходным материалом соевого белка на этапе экстракции, может быть добавлен к осветленному водному раствору соевого белка после удаления остатков исходного материала соевого белка, может быть добавлен к сконцентрированному белковому раствору до или после диафильтрации или же может быть в сухом виде смешан с высушенным соевым белковым продуктом. Добавление восстановителя может объединяться с описанными выше этапами мембранной обработки или с этапом тепловой обработки.
Если является желательным сохранение активности ингибиторов трипсина в концентрированном растворе белка, это может быть обеспечено исключением или снижением интенсивности этапа тепловой обработки, отказом от применения восстановителей, осуществлением этапов концентрирования и диафильтрации в условиях верхней границы предела диапазона величин pH, например, при pH от 3 до около 4,4, применением при концентрировании и диафильтрации мембраны с меньшим размером пор, функционированием мембраны при более низких температурах и использованием меньших объемов среды диафильтрации.
Сконцентрированный и при необходимости подвергнутый диафильтрации белковый раствор может быть в дальнейшем, если необходимо, подвергнут операции обезжиривания, как это описано в патентах США №5844 086 и 6005076. В качестве варианта обезжиривание сконцентрированного и при необходимости подвергнутого диафильтрации белкового раствора может быть достигнуто с помощью любой другой подходящей методики.
Для удаления окрашивающих и/или придающих запах соединений подвергнутый концентрированию и при необходимости диафильтрации прозрачный водный раствор соевого белка может быть обработан адсорбентом, таким как порошкообразный активированный уголь или гранулированный активированный уголь. Такая обработка адсорбентом может выполняться в любых подходящих условиях, как правило, при температуре среды сконцентрированного белкового раствора. В случае порошкообразного активированного угля используются количества, составляющие от около 0,025% до около 5% (отношение массы к объему), предпочтительно от около 0,05% до около 2% (отношение массы к объему). Адсорбент может быть удален из раствора соевого белка любым удобным способом, например, фильтрацией.
Сконцентрированный и при необходимости подвергнутый диафильтрации прозрачный водный раствор соевого белка может быть высушен с помощью любой подходящей технологии, такой как распылительная сушка или лиофилизация. Перед сушкой может быть выполнен этап пастеризации раствора соевого белка. Такая пастеризация может выполняться под любыми желательными условиями пастеризации. Как правило, сконцентрированный и при необходимости подвергнутый диафильтрации раствор соевого белка нагревается до температуры от около 55°С до около 70°С, предпочтительно от около 60°С до около 65°С, в течение времени от около 30 секунд до около 60 минут, предпочтительно от около 10 минут до около 15 минут. Пастеризованный концентрированный раствор соевого белка может быть затем охлажден для выполнения сушки, предпочтительно до температуры от около 25°С до около 40°С.
Сухой соевый белковый продукт имеет содержание белка, превышающее около 60 мас.% (N×6,25) d.b. Предпочтительно сухой соевый белковый продукт является изолятом с высоким содержанием белка, превышающим около 90 мас.% белка, предпочтительно по меньшей мере около 100 мас.% (N×6,25) d.b.
Получаемый здесь соевый белковый продукт является растворимым в кислой водной среде, что делает такой продукт идеальным для его внесения в напитки, как газированные, так и негазированные, в целях обеспечения их белкового обогащения. Показатель рН таких напитков варьирует в широких пределах кислотной части диапазона, границы которого составляют от около 2,5 до около 5. Предлагаемый здесь продукт из соевого белка в целях белкового обогащения напитков может добавляться к таким напиткам в любом подходящем количестве, обеспечивая, например, по меньшей мере около 5 г соевого белка на порцию. Добавленный соевый белковый продукт растворяется в напитке и не ухудшает прозрачность напитка даже после тепловой обработки. Соевый белковый продукт может смешиваться с сухим напитком перед восстановлением такого напитка растворением в воде. Иногда может быть необходимо модифицирование стандартной рецептуры напитков для придания устойчивости композиции изобретения в случаях, когда присутствующие в напитке компоненты оказываются способными оказывать неблагоприятное воздействие на способность композиции изобретения оставаться в растворенном в напитке состоянии.
Примеры
Пример 1
В данном примере сравниваются вяжущие свойства соевого белкового продукта, приготовленного с использованием подкисления органической кислотой, с вяжущими свойствами соевого белкового продукта, приготовленного с использованием подкисления HCl. Вяжущие свойства данных белковых продуктов сравнивались сенсорной оценкой в коммерческом напитке.
2
30 кг обезжиренных соевых белых хлопьев было добавлено при температуре окружающей среды к 300 л 0,15 M раствора CaCl и перемешивалось в течение 30 минут для получения водного белкового раствора. Остаточные белые соевые хлопья были удалены, а образовавшийся белковый раствор был осветлен центрифугированием с получением "a" л центрифугированного белкового раствора, имевшего содержание белка "b" мас.%.
После этого "с" л белкового раствора было добавлено к "d" л очищенной обратным осмосом воды, и pH образца снижался разбавленной HCl до показателя "e" с помощью раствора "f". Разбавленный и подкисленный раствор был после этого подвергнут тепловой обработке в течение 30 секунд при 90°С с получением раствора "g".
Подвергнутый тепловой обработке, подкисленный раствор белка был уменьшен в объеме от "h" л до "i" л концентрированном на полиэфирсульфоновой мембране, имевшей отсечение по молекулярной массе 100000 Да и использовавшейся при температуре приблизительно "j"°C. На этой стадии подкисленный белковый раствор с содержанием белка "k" мас.% был подвергнут диафильтрации "l" л очищенной обратным осмосом (RO) воды с выполнением диафильтрации приблизительно при "m"°С. Подвергнутый диафильтрации раствор был после этого дополнительно сконцентрирован до объема "n" л и подвергнут диафильтрации дополнительными "o" л RO-воды с выполнением диафильтрации приблизительно при "p"°С. Данный белковый раствор перед сушкой распылением был восстановлен с выходом в "q" мас.% от исходного центрифугируемого раствора белка. Подвергнутый диафильтрации подкисленный, сконцентрированный белковый раствор затем высушивался с получением продукта, содержание белка в котором было найдено равным "r"% (N×6,25) d.b. Продукту было присвоено обозначение "s" S701H. В следующей таблице 1 представлены параметры от "a" до "s" для двух партий.
Таблица 1
Параметры способа при получении S701H.
s
S016-K02-09A
S016-K03-09A
a
264
244,3
b
2,72
2,44
с
264
244,3
d
196
245
e
2,69
2,89
f
HCl
Лимонная кислота
g
и затем фильтрация
h
460
513
i
106
101
j
30
30
k
5,06
4,90
l
138
125
m
31
30
n
53
50
o
405
375
p
30
30
q
65,7
79,2
r
100,96
100,64
Членам неофициальной дегустационной комиссии выдали анонимные образцы S016-K02-09A S701H и S016-K03-09A S701H, приготовленные растворением 2 г белка в 100 мл коммерческого напитка под названием "Kool Aid Jammers" с вишневым вкусом. Членов комиссии просили определить, какой из образцов оставляет ощущение более вяжущего вкуса, а также какой из образцов им представляется более предпочтительным в целом.
Пять из семи членов комиссии ощутили, что образец, содержащий S016-K02-09A S701H, был более вяжущим, чем образец, содержащий S016-K03-09A S701H. Четверо из семи членов комиссии предпочли образец, содержащий S016-K03-09A S701H. Зафиксированные комментарии в отношении образца, содержащего S016-K03-09A S701H, включали эпитеты «более фруктовый», «более приятный вкус», «менее вяжущий», «меньшая исходная кислотность», «немного более сладкий» и «не вяжущий».
Пример 2
В данном примере сравниваются вяжущие свойства анонимного соевого белкового продукта, приготовленного с использованием подкисления органической кислотой, с вяжущими свойствами анонимного соевого белкового продукта, приготовленного с использованием подкисления HCl. Вяжущие свойства данных белковых продуктов сравнивались сенсорной оценкой в коммерческом напитке.
2
30 кг обезжиренных соевых белых хлопьев было добавлено при температуре окружающей среды к 300 л раствора CaCl с концентрацией "a" М и перемешивалось в течение 30 минут для получения водного белкового раствора. Остаточные белые соевые хлопья были удалены, а образовавшийся белковый раствор был осветлен центрифугированием с получением "b" л центрифугированного белкового раствора, имевшего содержание белка "c" мас.%.
После этого "d" л белкового раствора было добавлено к "e" л очищенной обратным осмосом воды, и рН образца снижался разбавленной HCl до показателя "f" с помощью раствора "g". Разбавленный и подкисленный раствор был после этого подвергнут тепловой обработке в течение 30 секунд при 90°С.
Подвергнутый тепловой обработке, подкисленный раствор белка был уменьшен в объеме от "h" л до "i" л концентрированном на полиэфирсульфоновой мембране, имевшей отсечение по молекулярной массе 100000 Да и использовавшейся при температуре приблизительно "j"°C. На этой стадии подкисленный белковый раствор с содержанием белка "k" мас.% был подвергнут диафильтрации "l" л очищенной обратным осмосом (RO) воды с выполнением диафильтрации приблизительно при "m"°С. Подвергнутый диафильтрации раствор был после этого дополнительно сконцентрирован до объема "n" л и подвергнут диафильтрации дополнительными "o" л RO-воды с выполнением диафильтрации приблизительно при "p"°С. После этой второй диафильтрации раствор белка был сконцентрирован от содержания белка в "q" мас.% до содержания белка в "r" мас.%, а затем разбавлен водой до содержания белка в "s" мас.% с тем, чтобы облегчить сушку распылением. Данный белковый раствор перед сушкой распылением был восстановлен с выходом в "t" мас.% от исходного центрифугируемого раствора белка. Подвергнутый диафильтрации подкисленный, сконцентрированный и разбавленный белковый раствор затем высушивался с получением продукта, содержание белка в котором было найдено равным "u"% (N×6,25) d.b. Продукту было присвоено обозначение "v" S701H. В следующей таблице 2 представлены параметры от "a" до "v" для семи партий.
Таблица 2
Параметры способа при получении S701H
V
SO 19-F21-10A
S019-F22-10A
S019-D15-10A
SO 19-D19-10A
SO 19-D20-10A
S019-D21-10A
SO 19-D26-10A
a
0,13
0,13
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
b
232
255,3
209,3
233
228
221
240
c
2,50
2,46
2,76
2,83
2,69
2,79
2,57
d
232
255,3
209,3
233
228
221
240
e
165
155,4
220
245
249
239
240
f
3,14
3,11
3,27
3,14
3,05
3,29
3,00
g
Яблочная кислота
Лимонная кислота
HCl
HCl
HCl
HCl
HCl
h
400
395
408
485
500
480
505
i
102
95
89
96
108
107
112
j
41
41
30
50
29
50
30
k
4,75
4,64
4,99
5,81
4,77
4,73
4,65
l
153
142
134
144
162
160
168
m
40
41
30
51
29
50
29
n
40
40
41
48
47
48
48
o
300
300
308
360
353
360
360
P
41
41
30
49
30
51
30
q
10,15
10,02
9,66
10,85
9,89
9,34
9,80
r
12,12
12,04
11,78
13,49
11,78
11,86
12,11
s
6,27
6,06
5,94
6,22
5,02
5,55
6,00
t
68,8
63,5
74,0
79,2
66,4
77,3
78,3
u
101,77
101,39
100,53
102,43
102,10
102,45
102,22
Партии S701H в сухом виде смешивались в указанных ниже соотношениях для получения составного продукта под названием «смесь с органической кислотой S701H» (таблица 3) и Clarisoy XIII S701H (таблица 4). Рецептура смеси с органической кислотой S701H была разработана таким способом, чтобы половина содержания белка поступала из партии S019-F21-10A S701H и половина - из S019-F22-10A S701H.
Таблица 3
Пропорции содержания продуктов в смеси с органической кислотой А S701H
Партия
Доля содержания от общей массы продукта(%)
S019-F21-10A
50,2
S019-F22-10A
49,8
Таблица 4
Пропорции содержания продуктов в Clarisoy XIII С701х.
Партия
Доля содержания от общей массы продукта (%)
S019-D15-10A
16,9
S019-D19-10A
21,7
S019-D20-10A
21,2
S019-D21-10A
20,7
S019-D26-10A
19,5
Членам неофициальной дегустационной комиссии выдали анонимные образцы смеси с органической кислотой A S701H и Clarisoy XIII S701H, приготовленные растворением 2 г белка в 100 мл коммерческого напитка под названием "Kool Aid Jammers" с вишневым вкусом. Членов комиссии просили определить, какой из образцов оставляет ощущение более вяжущего вкуса, а также какой из образцов им представляется более предпочтительным в целом.
Шесть из семи членов комиссии ощутили, что образец, содержащий Clarisoy XIII S701H, был более вяжущим, чем образец, содержащий смесь с органической кислотой А S701H. Шесть из семи членов комиссии предпочли образец, содержащий смесь с органической кислотой А S701H. Комментарии, зафиксированные в отношении образца, содержащего смесь с органической кислотой А S701H, включали «в целом очень небольшой вяжущий вкус», «хороший вишневый вкус» и «хороший, чистый вкус».
Пример 3
В данном примере сравниваются вяжущие свойства соевого белкового продукта, приготовленного с использованием подкисления смесью органических кислот, с вяжущими свойствами смеси соевых белковых продуктов, приготовленных с использованием подкисления HCl. Вяжущие свойства данных белковых продуктов сравнивались сенсорной оценкой в коммерческом напитке.
2
35 кг обезжиренных соевых белых хлопьев было добавлено при температуре окружающей среды к 350 л 0,13 М раствора CaCl и перемешивалось в течение 30 минут для получения водного белкового раствора. Остаточные белые соевые хлопья были удалены, а образовавшийся раствор белка осветлялся фильтрацией и центрифугированием с получением 250 л белкового раствора, имеющего содержание белка 2,46 мас.%.
250 л белкового раствора были затем добавлены к 193 л очищенной обратным осмосом воды и pH образца снижен до 3,07 с помощью раствора, приготовленного растворением в воде равных массовых количеств яблочной кислоты и лимонной кислоты. Разбавленный и подкисленный белковый раствор был после этого подвергнут тепловой обработке в течение 30 секунд при 90°С.
Подвергнутый тепловой обработке, подкисленный раствор белка был уменьшен в объеме от 440 л до 102 л концентрированном на полиэфирсульфоновой мембране, имевшей отсечение по молекулярной массе 100000 Да и использовавшейся при температуре приблизительно 51°С. На этой стадии подкисленный белковый раствор с содержанием белка 5,04 мас.% был подвергнут диафильтрации 163 л очищенной обратным осмосом (RO) воды, с выполнением диафильтрации приблизительно при 50°С. Подвергнутый диафильтрации раствор был затем сконцентрирован до объема 44 л и подвергнут диафильтрации дополнительными 330 л RO-воды с выполнением диафильтрации приблизительно при 50°С.После этой второй диафильтрации раствор белка был сконцентрирован от содержания белка в 9,79 мас.% до содержания белка в 12,02 мас.%, а затем разбавлен водой до содержания белка в 5,94 мас.% с тем, чтобы облегчить сушку распылением. Данный белковый раствор перед сушкой распылением был восстановлен с выходом в 73,8 мас.% от исходного центрифугируемого раствора белка. Подвергнутый диафильтрации подкисленный, сконцентрированный и разбавленный белковый раствор затем высушивался с получением продукта, содержание белка в котором было найдено равным 100,56% (N×6,25) d.b. Продукту было присвоено обозначение S020-G13-10A S701H.
Членам неофициальной дегустационной комиссии выдали анонимные образцы S020-G13-10A S701H и Clarisoy XIII S701H, приготовленные растворением 2 г белка в 100 мл коммерческого напитка под названием "Kool Aid Jammers" с вишневым вкусом. Членов комиссии просили определить, какой из образцов оставляет ощущение более вяжущего вкуса, а также какой из образцов им представляется более предпочтительным в целом.
Пять из шести членов комиссии ощутили, что образец, содержащий Clarisoy XIII S701H, был более вяжущим, чем образец, содержащий S020-G13-10A S701H. Пять из шести членов комиссии предпочли образец, содержащий S020-G13-10A S701H. Комментарии, зафиксированные в отношении образца, содержавшего S020-G13-10A S701H, включали «более сладкий и лучший вишневый вкус» и «менее вяжущий вкус».
Пример 4
Этот пример представляет повторение примера 3, но с использованием коммерческого напитка с другим ароматизатором. Членам неофициальной дегустационной комиссии выдали анонимные образцы S020-G13-10A S701H и Clarisoy XIII S701H, приготовленные растворением 2 г белка в 100 мл коммерческого напитка под названием "Kool Aid Jammers" со вкусом земляники и киви. Членов комиссии просили определить, какой из образцов оставляет ощущение более вяжущего вкуса, а также какой из образцов им представляется более предпочтительным в целом.
Три из пяти членов комиссии ощутили, что образец, содержащий Clarisoy XIII S701H, был более вяжущим, чем образец, содержащий S020-G13-10A S701H. Три из пяти членов комиссии предпочли образец, содержащий S020-G13-10A S701H. Комментарии, зафиксированные в отношении образца, содержавшего S020-G13-10A S701H, включали «немного более сладкий».
Пример 5
В этом примере сравниваются те же белковые образцы, что и в примерах 3 и 4, но на этот раз оценка выполнялась в очищенной питьевой воде, а не в ароматизированный напитке. Членам неофициальной дегустационной комиссии выдали анонимные образцы S020-G13-10A S701H и Clarisoy XIII S701H, приготовленные растворением 2 г белка в 100 мл очищенной питьевой воды. Членов комиссии просили определить, какой из образцов оставляет ощущение более вяжущего вкуса, а также какой из образцов им представляется более предпочтительным в целом.
Пять из семи членов комиссии ощутили, что образец, содержащий Clarisoy XIII S701H, был более вяжущим, чем образец, содержащий S020-G13-10A S701H. Пять из семи членов комиссии предпочли образец, содержащий S020-G13-10A S701H. Комментарии, зафиксированные в отношении образца, содержавшего S020-G13-10A S701H, включали «легкий» и «намного меньше вяжущий».
Пример 6
В этом примере сравниваются вяжущие свойства смеси соевых белковых продуктов, приготовленных с использованием подкисления органической кислотой, и соевого белкового продукта, приготовленного с использованием подкисления HCl, с вяжущими свойствами смеси белкового продукта, приготовленного с использованием подкисления одной HCl. Вяжущие свойства данных белковых продуктов сравнивались сенсорной оценкой в очищенной питьевой воде.
Партии S701H в сухом виде смешивались в указанных ниже соотношениях для получения составного продукта под названием «смесь с органической кислотой / HCl А S701H» (таблица 5). Рецептура смеси с органической кислотой / HCl А S701H была разработана таким способом, чтобы половина содержания белка поступала из партии S019-G13-10A S701H и половина-из Clarisoy XIII S701H.
Таблица 5
Пропорции содержания продуктов в смеси с органической кислотой / HCl А S701H.
Партия
Доля содержания от общей массы продукта(%)
S020-G13-10A
49,8
Clarisoy XIII
50,2
Членам неофициальной дегустационной комиссии выдали анонимные образцы смеси с органической кислотой/HCl А S701H и Clarisoy XIII S701H, приготовленные растворением 2 г белка в 100 мл очищенной питьевой воды. Членов комиссии просили определить, какой из образцов оставляет ощущение более вяжущего вкуса, а также какой из образцов им представляется более предпочтительным в целом.
Пять из семи членов комиссии ощутили, что образец, содержащий Clarisoy XIII S701H, был более вяжущим, чем образец, содержащий смесь с органической кислотой /HCl А S701H. Пять из семи членов комиссии предпочли образец, содержащий смесь с органической кислотой/HCl А S701H. Комментарии, зафиксированные в отношении образца, содержащего смесь с органической кислотой/HCl А S701H, включали «менее вяжущий вкус», «более сладкий и полный вкус», «чистый аромат» и «почти никакого вяжущего вкуса».
Краткое изложение раскрытия
Резюмируя данное раскрытие, соевый белковый продукт, который может быть изолятом, обеспечивает получение термически стабильных при низких значениях pH, прозрачных растворов со сниженным вяжущим вкусом, и является пригодным для обогащения прохладительных напитков и спортивных напитков без осаждения белка. Продукт из соевого белка получают экстракционной обработкой материала источника соевого белка водным раствором соли кальция для образования водного раствора соевого белка, отделением водного раствора соевого белка от остаточных количеств источника соевого белка, регулированием pH водного раствора соевого белка до величины от около 1,5 до около 4,4 с помощью по меньше мере одной органической кислоты для получения подкисленного прозрачного раствора соевого белка, который может быть высушен после необязательного концентрирования и диафильтрации для обеспечения продукта из соевого белка. В пределах объема настоящего изобретения возможны его различные модифицирования.