Способ получения гидролизата белка молочной сыворотки

 

Использование: в пищевой промышленности при получении белковых гидролизатов. Сущность изобретения: сывороточный белковый продукт смешивают с водой. Получают суспензию с содержанием белка до 20%. Суспензию подвергают тепловой обработке при температуре выше 60^oC, после чего регулируют pH щелочным веществом. Затем проводят гидролиз протеазой, продуцируемой B. licheniformis, и/или протеазой, продуцируемой B. subtilis посредством метода нестатичного pH. Белковый гидролизат в виде пермеата выделяют из смеси на ультра- или микрофильтрационном устройстве, после выделения белкового гидролизата проводят инактивацию ферментов. 10 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение касается способа получения гидролизата белка молочной сыворотки.

Многие способы получения белкового гидролизата с хорошими органолептическими свойствами могут быть осуществлены только с низким выходом. Таким образом, целью изобретения является разработка способа получения белкового гидролизата с хорошими органолептическими свойствами, который может быть осуществлен с относительно высоким выходом.

Неожиданно, согласно изобретению, было установлено, что определенное сочетание pH нестатичного гидролиза и ультрафильтрации/микрофильтрации позволяет получить органолептически приемлемый продукт с хорошим вкусом с высоким выходом.

Таким образом, согласно изобретению, способ получения гидролизата белка молочной сыворотки характеризуется тем, что 1) сывороточный белковый продукт, содержащий по крайней мере 65% белка в расчете на сухой материал, и воду перемешивают до кашицы с содержанием белка до около 20% предпочтительно до 12% 2) проводят тепловую обработку при температуре около 60^oC, 3) смесь со стадии 2) протеолитически гидролизуют с помощью протеазы, продуцированной B. Licheniformis, предпочтительно Alcalase и/или протеазы, продуцированной B. subtilis, предпочтительно Neutrase путем pH нестатичного метода до ДН 15 и 35% 4) из смеси со стадии 3) отделяют ультрафильтрацией/микрофильтрацией со значением границы пропускания 10000 остаток, содержащий белковый гидролизат, 5)гидролиз прекращают инактивацией фермента(ов).

Понятно, что все виды сывороточного белкового продукта могут использоваться на стадии 1, например, обычный белок молочной сыворотки, имеющий отношение к производству сыра.

Что касается протеолитического (их) фермента (ов), особенно предпочтительно использование Alcalase с высоким оптимумом pH (сначала, a затем Neutrase с низким оптимумом pH). Это особенно хорошо подходит для pH нестатического метода, используемого согласно изобретению.

Ясно, что инактивация фермента (стадия 5) может быть осуществлена до ультрафильтрации/микрофильтрации (стадия 4). Также ясно, что стадия 5) может быть вся опущена, если значение границы пропускания мембраны является достаточно низким, чтобы удерживать все ферменты в концентрате.

Гидролизат белка молочной сыворотки вместе с составом, похожим на гидролизат молочной сыворотки, был получен по методу в соответствии с изобретением, описанным в патенте США N 4427658, A 61 K 37/00, 1984.

Также Европейский патент N 226221 содержит описание гидролизата молочной сыворотки, который, однако, в противоположность гидролизату молочной сыворотки, полученному по методу в соответствии с изобретением, свободен от лактозы и получен способом, используемым pH статическую технику.

Кроме того, патент США N 4293571, Европейский патент N 321603 и Европейский патент N 322589 содержат описание гидролизата молочной сыворотки, который получают гидролизом с последующей тепловой обработкой, в противоположность гидролизату, получаемому по способу в соответствии с изобретением, то есть путем тепловой обработки с последующим гидролизом. Высокая степень гидролиза, которая может быть получена в соответствии с изобретением, не могла быть достигнута предшествующими методами в данной области.

В Европейском патенте N 65663 описывается гидролизат молочной сыворотки, который получают без тепловой обработки перед гидролизом, в противоположность способу, согласно изобретению.

В выложенной заявке, август 1981, N 20826 описан способ, близкий к способу, согласно изобретению. Однако предшествующий способ ограничен использованием крови в качестве исходного продукта. Кроме того, предшествующий способ основан на pH статичном методе.

Для лучшего понимания заявки, отмечается, что все предыдущие способы получения гидролизата молочной сыворотки приводят к получению гидролизата молочной сыворотки неприемлемого вкусового качества. Гидролизат молочной сыворотки согласно изобретению обладает отменно приятным вкусом. Кроме того, во многих предшествующих способах получения гидролизата молочной сыворотки целевой продукт получался с низким выходом и/или с высокой стоимостью.

Многие предшествующие способы получения гидролизата молочной сыворотки приводят к получению гидролизата молочной сыворотки неустойчивого при нагревании и не полностью растворимого в широком интервале pH.

Предпочтительное осуществление способа согласно изобретению состоит в том, что раствор на стадии 1) имеет белковое содержание 7-12% В этом случае максимально используется оборудование и, кроме того, вязкость не слишком высока для переливания.

Предпочтительное осуществление способа согласно изобретению состоит в том, что тепловую обработку на стадии 2) проводят в интервале 70-90^oC. Этот температурный интервал особенно хорошо пригоден в отношении решения задачи обычно применяемого теплообмена.

Предпочтительное осуществление способа согласно изобретению состоит в том, что величина pH на стадии 3) устанавливается с помощью Ca(OH)₂ и/или КОН. В таком случае получаются лучшие вкусовые качества, а также достигается благоприятное распределение минеральных солей в конечном продукте. Кроме того, для установления pH могут быть использованы карбонат натрия или фосфат натрия для того, чтобы осадить Ca⁺⁺ в сыром продукте белка молочной сыворотки.

Предпочтительное осуществление способа согласно изобретению состоит в том, что гидролиз на стадии 3) проводят до ДН в интервале 20-30. В этом случае получают продукт с прекрасными органолептическими свойствами.

Предпочтительное осуществление способа согласно изобретению состоит в том, что значение границы пропускания при ультрафильтрации/микрофильтрации составляет около 50.000. В этом случае становится возможным очень высокий перенос.

Предпочтительное осуществление способа согласно изобретению состоит в том, что инактивацию фермента(ов) (стадия 5) осуществляют тепловой обработкой. Такая инактивация особенно удобна для случая, когда pH конечного белкового гидролизата предполагается относительно высоким (около нейтрального).

Предпочтительное осуществление способа согласно изобретению состоит в том, что инактивацию фермента(ов) (стадия 5) осуществляют кислотной обработкой. Такая инактивация особенно удобна для случая, когда pH конечного белкового гидролизата предполагается относительно низким (кислым).

Предпочтительное осуществление способа согласно изобретению состоит в том, что смесь в конце стадии 4) обрабатывают активированным углем в течение более 5 мин при температуре, которая, предпочтительно, между 50 и 70^oC, в количестве между 1 и 5% угля, рассчитанного на содержание сухого вещества, на содержание сухого вещества, и затем активированный уголь удаляют. Таким образом улучшают цвет.

Предпочтительное осуществление способа согласно изобретению состоит в том, что после стадии 5) проводят концентрирование путем нанофильтрации (гиперфильтрации) обратимым осмосом при температуре, которая составляет, предпочтительно, между 50 и 70^oC и/или упаривание, после чего остаток собирают в виде раствора белкового гидролизата. Посредством нанофильтрации обессоливание может быть осуществлено с помощью правильного выбора мембраны: кроме того, нанофильтрация (гиперфильтрация) обратимый осмос является недорогим путем удаления воды. Упаривание имеет преимущество в получении высокого содержания сухого вещества в концентрате по сравнению с высушиванием.

Предпочтительно осуществление способа согласно изобретению состоит в том, что раствор белкового гидролизата со стадии 5) подвергают распылительной сушке до содержания воды ниже 6,5% Таким образом, получают продукт, стабильный как микробиологически, так и органолептически.

Способ по изобретению будет иллюстрирован в следующих примерах.

Для наглядности, обзор некоторых параметров, которые изменяются в примерах, представлены в таблице, показанной далее.

Пример 1.

Загрузка.

Исходным материалом является высушенный распылительной сушкой концентрат белка молочной сыворотки с приблизительно 80% белка, рассчитанного на сухое вещество.

Смешивание.

Сырой материал разбавляют деонизированной водой до содержания белка 8% Оптимальная температура для быстрой солюбилизации белка составляет 55-60^oС.

Тепловая обработка.

Пастеризацию проводят при нагревании по крайней мере в течение 2 мин при 85^oС. Целью является денатурация белка для того, чтобы сделать гидролиз более эффективным. Кроме того, этим способом получается низкое бактериальное содержание перед инкубацией с ферментами.

Установление pH.

pH устанавливается до 8 с помощью Ca(OH)₂. Требуется около 1% Ca(OH)₂ в расчете на количество белка.

Гидролиз.

Температура 53-54^oС.

Фермент 1: Alcalase 2,4 L. Дозировка E/S 2,2% Фермент 2: Neutrase 0,5 L. Дозировка E/S 1,1% Нейтразу добавляют, когда pH уменьшается до <7.

Разделение ультрафильтрацией.

Используемое УЗ устройство включает PCI модули, монтированные с ГР 100 мембранами со значением границы пропускания 100000.

Концентрирование до половины начального объема и последующая диафильтрация дважды объема концентрата. Окончание концентрирования при максимальном содержании сухого вещества.

Остаток, который, главным образом, является побочным продуктом, выбрасывается.

Инактивация.

Фильтрат подвергают тепловой обработке в течение 3 мин при 85^oС для инактивации ферментов и по бактериологическим причинам.

Нанофильтрация.

Концентрирование до 25-30^o Brix Температура 55-60^oС.

Фильтрат после нанофильтрации, являющийся побочным продуктом, выбрасывается.

Обработка активированным углем.

4% активированного угля (Picatif FGV 120) в расчете на сухое вещество, определенной в ^oBrix, добавляют к фильтрату после нанофильтрации при 55-60^oС. Время реакции 30 мин.

Фильтрация.

Отделение активированного угля на пластинчатом фильтре.

Конечные продукты.

Концентрат гидролизата белка молочной сыворотки с содержанием сухого вещества 25% далее подвергают стерильной фильтрации и сушке распылением, распылительную сушку осуществляют высушиванием концентрата гидролизата белка молочной сыворотки при T_j 200^oС и T_o 75^oС в аппарате для распылительной сушки с распыляющим маховиком.

Характеристика полученного концентрата гидролизата белка молочной сыворотки: Вкус: Без привкуса и низкая степень горечи
Степень:
Сухое вещество 95%
Белок в сухом веществе (N* 6,38) 89,5%
Золистость сухого вещества 4,4%
Жирность сухого вещества 0,1%
Свойства
Растворимость Полностью растворимо
pH раствора с 5% белка 5,9
Осмоляльность раствора с 5% белка <200 мО см/кг
Молекулярное распределение
Степень гидролиза 24,8%
M_в 1030
M_н 500
Средняя длина пептидной цепи 4,0
Пример 2.

Загрузка.

Исходным материалом является высушенный распылительной сушкой концентрат белка молочной сыворотки с приблизительно 80% белка, рассчитанного на сухое вещество.

Смешивание.

Сырой материал разбавляют деионизированной водой до содержания белка 8% 0птимальная температура для солюбилизации белка составляет 55-60^oС.

Тепловая обработка.

Пастеризацию проводят при нагревании по крайней мере в течение 2 мин при 85^oС. Задачей является денатурация белка для того, чтобы гидролиз был более эффективным. Кроме того, таким образом достигается низкое содержание бактерий перед инкубацией с ферментами.

Установление pH.

pH устанавливается 8,0 с помощью 4 н NaOH.

Гидролиз.

Температура 53-54^oС.

Фермент 1: Alcalase 2,4 L. Дозировка E/S 2,2%
Фермент 2: Neutrase 0,5 L. Дозировка E/S 1,1%
Нейтразу добавляют, когда pH понижается до <7,0.

Разделение ультрафильтрацией.

Используемое УЗ устройство включает PCI модули, монтированные с ГР 100 мембранами со значением границы пропускания 100000.

Концентрирование до половины начального объема и последующая диафильтрация дважды объема концентрата. Окончание концентрирования при максимальном содержании сухого вещества.

Температура 60-65^oС.

Остаток, который является, главным образом, побочным продуктом, выбрасывается.

Инактивация.

Фильтрат подвергают тепловой обработке в течение 3 мин при 85^oС для инактивации ферментов и по бактериологическим причинам.

Нанофильтрация.

Концентрирование до 25-30^o Brix.

Температура 55-60^oС
Фильтрат после нанофильтрации, являющийся побочным продуктом, выбрасывается.

Обработка активированным углем.

4% активированного угля (Picatif FGV 120), в расчете на сухое вещество, определенной в ^oBrix, добавляют к остатку после нанофильтрации при 55-60^oС. Время реакции 30 мин.

Фильтрация.

Отделяют активированный уголь на пластинчатом фильтре.

Конечные продукты.

Концентрат гидролизата белка молочной сыворотки с содержанием сухого вещества 25% далее подвергают стерильной фильтрации и сушке распылением, распылительную сушку осуществляют высушиванием концентрата гидролизата белка молочной сыворотки при T_j=200^oC и T_o=75^oC в аппарате для распылительной сушки с распыляющим колесом.

Характеристики полученного концентрата гидролизата белка молочной сыворотки
Вкус: Без привкуса и с низкой степенью горечи
Состав:
Сухое вещество 94,5%
Белок в сухом веществе (N* 6,38) 84%
Зольность сухого вещества 4%
Жирность сухого вещества <0,1%
Растворимость Полная растворимость
pH раствора с 5% белка 6,5
Осмоляльность в растворе с 5 белка <200 мО см/кг
Молекулярное распределение:
Степень гидролиза 27%
M_в 800
M_н 400
Средняя длина пептидной цепи
Пример 3.

Загрузка.

Исходным материалом является высушенный распылительной сушкой концентрат белка молочной сыворотки с приблизительно 80% белка в расчет на сухое вещество.

Смешивание.

Сырой материал разбавляют деионизированной водой до содержания белка 8% Оптимальная температура быстрой солюбилизации белка составляет 55-60^oC.

Тепловая обработка.

Пастеризацию проводят при нагревании, по крайней мере, в течение 2 мин при 85^oC. Задачей является денатурация белка для того, чтобы гидролиз осуществлялся более эффективно. Кроме того, таким образом достигается низкое содержание бактерий перед инкубацией с ферментом.

Установление pH.

pH устанавливается равным 8,0 с помощью Ca(OH)₂. Требуется около 1% Ca(OH)₂ в расчете на белок.

Гидролиз.

Температура 53/54^oC.

Фермент 1: Alcalase 2,4 L Дозировка E/S=2,2%
Фермент 2: Neutrase 0,5 L Дозировка E/S=1,1.

Нейтразу добавляют, когда pH понижается до <7,0.

Установление pH.

pH устанавливается равным 4,2 посредством 30% HCl для получения конечного продукта, пригодного для укрепления кислых бульонов с белком.

Разделение ультрафильтрацией.

Используемое УЗ устройство включает PCl модули, монтированные с 100 мембранами со значением границы пропускания 100000.

Концентрирование до половины начального объема и последующая диафильтрация дважды объема концентрата. Окончание концентрирования при максимальном содержании сухого вещества.

Температура 60-65^oC.

Остаток, который является, главным образом, побочным продуктом, выбрасывается.

Пастеризация.

Фильтрат подвергают тепловой обработке в течение 30 с при 75^oC по бактериологическим причинам.

Нанофильтрация.

Концентрирование по 25-30^o Brix
Температура 55-60^oC
Фильтра после нанофильтрации, являющейся подобным продуктом, выбрасывается.

Обработка активированным углем.

4% Активированного угля (Picatif FGV 120) в расчете на сухое вещество, определенное в ^oBrix, добавляют к остатку после нанофильтрации при 55-60^oC. Время реакции 30 мин.

Фильтрация.

Отделяют активированный уголь на пластинчатом фильтре.

Конечные продукты.

Концентрат гидролизата белка молочной сыворотки с содержанием сухого вещества 25% далее подвергают стерильной фильтрации и сушке распылением, распылительную сушку осуществляют высушиванием концентрата гидролизата белка молочной сыворотки при T_j=200^oC и T_o=75^oC в аппарате для распылительной сушки с распыляющим маховиком.

Характеристики полученного концентрата гидролизата белка молочной сыворотки
Вкус: Без привкуса и с низкой степенью горечи
Состав:
Сухое вещество 94,5%
Белок в сухом веществе (N* 6,38) 84%
Зольность сухого вещества 4%
Жирность сухого вещества <0,1%
Растворимость Полная растворимость
pH раствора с 5% белка 4,2
Осмоляльность в растворе с 5% белка <200 мО см/кг
Молекулярное распределение:
Степень гидролиза 27%
M_в 800
M_н 400
Средняя длина пептидной цепи 3,5.

Пример 4.

Загрузка.

Исходным материалом является высушенный распылительной сушкой концентрат белка молочной сыворотки с приблизительно 80% белка в расчете на сухое вещество.

Смешивание.

Сырой материал разбавляют деионизированной водой до содержания белка 8% Оптимальная температура быстрой солюбилизации белка составляет 55-60^oC.

Тепловая обработка.

Пастеризацию проводит при нагревании, по крайней мере, в течение 2 мин при 85^oC. Целью является денатурация белка, для того, чтобы гидролиз осуществлялся более эффективно. Кроме того, таким образом достигается низкое содержание бактерий перед инкубацией с ферментами.

Установление pH.

pH устанавливается равным 8,0 посредством Ca(OH)₂. Требуется около 1% Ca(OH)₂ в расчете на белок.

Гидролиз.

Температура 53-54^oC.

Фермент 1: Alcalase 2,4 L. Дозировка E/S=2,2%
Фермент 2: Neutrase 0,5 L. Дозировка E/S=1,1%
Нейтразу добавляют, когда pH понижается до <7,0.

Разделение ультрафильтрацией.

Используемое УЗ устройство включает DDS модули, монтированные с GR 40 PP мембранами со значением границы пропускания 100000.

Концентрирование до половины начального объема и последующая диафильтрация дважды объема концентрата. Окончание концентрирования при максимальном содержании сухого вещества.

Температура 60-65^oC.

Остаток, который является, главным образом, побочным продуктом, выбрасывается.

Иноктивация.

Фильтр подвергают тепловой обработке в течение 3 мин при 85^oC для инактивации ферментов и по бактериологическим причинам.

Нанофильтрация.

Концентрирование до 25-30^o Brix
Температура 55-60^oC
Фильтрат нанофильтрации, являющийся побочным продуктом, выбрасывается.

Обработка активированным углем.

4% Активированного угля (Picatif FGV 120) в расчете на сухое вещество, определенное в ^oBrix, добавляют к остатку после нанофильтрации при 55 - 60^oC. Время реакции 30 мин.

Фильтрация.

Отделяют активированный уголь на пластинчатом фильтре.

Конечные продукты
Концентрат гидролизата белка молочной сыворотки с содержанием сухого вещества 25% далее подвергают стерильной фильтрации и сушке распылением, распылительную сушку проводят высушиванием концентрата гидролизата белка молочной сыворотки при Tj 200^oC и T₀ 75^oC в аппарате для распылительной сушки с распыляющим маховиком.

Характеристики полученного концентрата гидролиза белка молочной сыворотки
Вкус: без привкуса и с низкой степенью горечи
Состав:
Сухое вещество 94,5%
Белок в сухом веществе (N^* 6,38) 84%
Зольность сухого материала 4%
Жирность сухого вещества <0,1%
Растворимость Полярная растворимость
pH раствора с 5% белка 6,5
Осмоляльностиь в растворе с 5% белка <200 мО см/кг.

Молекулярное распределение:
Степень гидролиза 27%
M_в 800
M_н 400
Средняя длина пептидной цепи 3,5.

Пример 5.

Загрузка.

Исходным материалом является высушенный распылительной сушкой концентрат белка молочной сыворотки с приблизительно 80% белка в расчете на сухое вещество.

Смешивание.

Сырой материал разбавляют деионизированной водой до содержания белка 8% Оптимальная температура солюбилизации белка составляет 55 60^oC.

Тепловая обработка.

Пастеризацию приводят при нагревании в течение по крайней мере в течение 2 мин при температуре 85^oC. Целью является денатурация белка для того, чтобы осуществить гидролиз более эффективно. Таким образом достигается низкое содержание бактерий перед инкубацией с ферментами.

Установка pH.

pH устанавливается равным 8,0 посредством Ca(OH)₂.

Требуется около 1% Ca(OH)₂ в расчете на белок.

Гидролиз.

Температура 53 54^oC.

Фермент 1: Alcalase 2,4 L. Дозировка E/S 2,2%
Фермент 2: Neutrase 0,5 L. Дозировка E/S 1,1%
Нейтразу добавляют, когда pH понижается до <7,0.

Разделение ультрафильтрацией.

Используемое УЗ устройство включает PСl модули, монтируемые с FP 100 мембранами со значением границы пропускания 100000.

Концентрирование до половины начального объема и последующая диафильтрация дважды объема концентрата. Окончание концентрирования при максимальном содержании сухого вещества.

Температура 60 65^oC.

Остаток, который является, главным образом, побочным продуктом, отрабатывается.

Инактивация.

Фильтрат подвергают тепловой обработке в течение 3 мин при 85^oC для инактивации фермента и по бактериологическим причинам.

Нанофильтрация.

Концентрирование до 25 30^o Brix
Температура 55 60^oC
Фильтрат нанофильтрации, являющийся побочным продуктом, выбрасывается.

Конечные продукты.

Концентрат гидролизата белка молочной сыворотки с содержанием сухого вещества 25% далее подвергают стерильной фильтрации и сушке распылением, распылительную сушку проводят высушиванием концентрата гидролизата белка молочной сыворотки при Tj 200^oC и T_o 75^oC в аппарате для распылительной сушки с распыляющим маховиком.

Характеристики полученного концентрата гидролизата белка молочной сыворотки
Вкус: Без привкуса и с низкой степенью горечи
Состав:
Сухое вещество 94,5%
Белок в сухом веществе (N^* 6,38) 84%
Зольность сухого вещества 4%
Жирность сухого вещества <0,1%
Растворимость Полная растворимость
pH в растворе с 5% протеина 6,5
Осмоляльность в растворе с 5% белка <200 мО см/кг
Молекулярное распределение:
Степень гидролиза 27%
M_в 800
M_н 400
Средняя длина пептидной цепи 3,5.

Пример 6.

Загрузка.

Исходным материалом является высушенный распылительной сушкой концентрат белка молочной сыворотки с приблизительно 80% белка в расчете на сухое вещество.

Смешивание.

Сырой материал разбавляют деогнизированной водой до содержания белка 8% Оптимальная температура для быстрой солюбилизации белка 55 60^oC.

Тепловая обработка.

Пастеризацию проводят при нагревании в течение по крайней мере 2 мин при 85^oC. Целью является денатурация белка для того, чтобы осуществить гидролиз более эффективно. Кроме того, таким образом, достигается низкое содержание бактерий перед инкубацией с фермантами.

Установление pH.

pH устанавливается равным 8,0 посредством Ca(OH)₂.

Требуется около 1% Ca(OH)₂ в расчете на белок.

Гидролиз.

Температура 53 54^oC.

Фермент 1: Alcalase 2,4 L. Дозировка E/S 2,2%
Фермент 2: Neutrase 0,5 L. Дозировка E/S 1,1% Нейтразу добавляют, когда pH понизится до <7,0.

Обработка активированным углем.

4% Активированного угля (Picatif FGV 120) в расчете на сухое вещество, определенное в ^oBrix, добавляют к смеси 55 60^oC. Ультрафильтрацию проводят с активированным углем в остатке.

Разделение ультрафильтрацией.

Используемое УЗ устройство включает PCl модули, монтированные с FP 100 мембранами со значением границы пропускания 100000.

Концентрирование до половины начального объема и последующая диафильтрация дважды объема концентрата. Окончание концентрирования при максимальном содержании сухого вещества.

Температура 60 65^oC.

Остаток, содержащий активированный уголь, отбрасывается.

Инактивация.

Фильтрат подвергают тепловой обработке в течение 3 мин при 85^oC с целью инактивации фермента и по бактериологическим причинам.

Нанофильтрация.

Концентрирование до 25 30^o Brix
Температура 55-60^oC.

Фильтрат нанофильтрации, являющийся побочным продуктом, отбрасывается.

Конечные продукты.

Концентрат гидролизата белка молочной сыворотки с содержанием сухого вещества 25% далее подвергают стерильной фильтрации и распылительной сушке, распылительную сушку проводят высушиванием концентрата гидролизата белка молочной сыворотки при T_j 200^oC t T₀ 75^oC в аппарате для распылительной сушки с распыляющим маховиком.

Характеристики полученного концентрата гидролизата белка молочной сыворотки
Вкус: Без привкуса и с низкой степенью горечи
Состав
Сухое вещество 94,5%
Белок в сухом веществе (N^* 6,38) 84%
Зольность сухого вещества 4%
Жирность сухого вещества <0,1%
Растворимость Полная растворимость
pH в растворе с 5% белка 6,5
Осмоляльность в растворе с 5% белка <200 мО см/кг
Молекулярное распределение:
Степень гидролиза 27%
M_в 800
M_н 400
Средняя длина пептидной цепи 3,5
Пример 7.

Загрузка.

Исходным материалом является жидкий концентрат белка молочной сыворотки с приблизительно 80% белка в расчете на сухое вещество, полученного ультрафильтрацией и диафильтрацией молочной сыворотки до желаемого содержания белка, рассчитанного на сухое вещество.

Смешивание.

Сырой материал разбавляют деионизированной водой до содержания белка 8% Оптимальная температура для быстрой солюбилизации белка 55-60^oC.

Тепловая обработка.

Пастеризацию проводят при нагревании в течение по крайней мере 2 мин при 85^oC. Целью является денатурация белка для того, чтобы осуществить гидролиз более эффективно. Кроме того, таким образом достигается низкое содержание бактерий перед инкубацией с ферментами.

Установление pH
pH устанавливается равным 8,0 посредством Ca(OH)₂. Требуется около 1% Ca(OH)₂ в расчете на белок.

Гидролиз
Температура 53-54^oC.

Фермент 1: Alcalase 2,4 L. Дозировка E/S 2,2%
Фермент 2: Neutrase 0,5L. Дозировка E/S 1,1%
Нейтразу добавляют, когда pH понижается до <7,0.

Разделение ультрафильтрацией.

Используемое УЗ устройство включает PCl модули, монтированные с FP 100 мембранами со значениями границы пропускания 100000.

Концентрирование до половины начального объема и последующая диафильтрация дважды объема концентрата. Окончание концентрирования при максимальном содержании сухого вещества.

Температура 60-65^oC.

Остаток, который является, главным образом, побочным продуктом, отбрасывается.

Инактивация.

Фильтрат подвергают тепловой обработке в течение 3 мин при 85^oC с целью инактивации фермента и по бактериологическим причинам.

Нанофильтрация.

Концентрирование при 25-30^o Brix
Температура 55-60^oC.

Фильтрат нанофильтрации, являющийся побочным продуктом, отбрасывается.

Обработка активированным углем.

4% активированного угля (Picatif FGV 120) в расчете на сухое вещество, определенное в ^oBrix, добавляют к остатку после нанофильтрации при 55-60^oC. Время реакции 30 мин.

Фильтрование.

Отделяют активированный уголь на пластинчатом фильтре.

Конечные продукты.

Концентрат гидролизата молочной сыворотки с содержанием сухого вещества 25% далее подвергают стерильной фильтрации и распылительной сушке, распылительную сушку осуществляют высушиванием концентрата гидролизата белка молочной сыворотки при T_j 200^oC и T₀ 75^oC в аппарате для распылительной сушки с распыляющим маховиком.

Характеристики полученного концентрата гидролизата белка молочной сыворотки
Вкус: Без привкуса и с низкой степенью горечи
Состав:
Сухое вещество 94,5%
Белок в сухом веществе (N^* 6,38) 84%
Зольность сухого вещества 4%
Жирность сухого вещества <0,1%
pH в растворе с 5% белка 6; 5
Осмоляльность в растворе с 5% белка <200 мО см/кг
Молекулярное распределение:
Степень гидролиза 27%
M_в 800
M_н 400
Средняя длина пепетидной цепи 3,5,
Пример 8.

Загрузка.

Исходным материалом является высушенный распылительной сушкой концентрат белка молочной сыворотки с приблизительно 80% белка в расчете на сухое вещество.

Смешивание
Сырой материал разбавляют деионизированной водой до содержания белка 8% Оптимальная температура для быстрой стабилизации белка 55-60^oC.

Тепловая обработка.

Пастеризацию проводят при нагревании в течение по крайней мере 2 мин при 85^oC. Целью является денатурация белка для того, чтобы осуществить гидролиз более эффективно. Кроме того, таким образом достигается низкое содержание бактерий перед инкубацией с ферментами.

Установление pH.

pH устанавливают равным 8,0 посредством 4 н NaOH.

Гидролиз.

Температура 55^oC.

Фермент 1: Alcalase 2,4 L. Дозировка E/S 2,0%
Фермент 2: Трипсин TTN 3,3 G. Дозировка E/S 3,0%
Трипсин добавляют, когда DH достигает 16% ( после 3 ч и 30 мин).

Общее время гидролиза: 5 ч и 15 мин. Ферментативный гидролиз контролируется осмоляльностью.

Установление pH.

Значение устанавливается равным 4,2 посредством 30% HCl для получения конечного продукта, пригодного для укрепления кислых бульонов с белком.

Разделение ультрафильтрацией.

Используемое УЗ устройство включает DDS модули, монтированные с GR 40PP мембранами со значением отсекания 100.000.

Концентрирование до половины начального объема и последующая фильтрация дважды объема концентрата. Окончание концентрирования при максимальном содержании сухого вещества.

Температура 60-65^oC.

Остаток, который является, главным образом, побочным продуктом, процесса выбрасывается.

Пастеризация.

Фильтрат подвергают тепловой обработке в течение 30 с при 75^oC с целью инактивации ферментов и по бактериологическим причинам.

Нанофильтрация.

Концентрирование до 25-30^o Brix
Температура 55-60^oC.

Фильтрат нанофильтрации, являющийся побочным продуктом, выбрасывается.

Обработка активированным углем.

4% активированного угля (Picatif FGV 120) в расчете на сухое вещество, определенное в ^oBrix, добавляют к остатку после нанофильтрации при 55-60^oC. Время реакции 30 мин.

Фильтрация.

Отделяют активированный уголь на пластинчатом фильтре.

Конечный продукт.

Концентрат гидролизата белка молочной сыворотки с содержанием сухого вещества 25% далее подвергают стерильной фильтрации и распылительной сушке, распылительную сушке, распылительную сушку осуществляют высушиванием концентрата гидролизата белка молочной сыворотки методом распылительной сушки при T_j 200^oC и T₀ 75^oC в аппарате для распылительной сушки с распыляющим маховиком.

Характеристики полученного концентрата гидролизата белка молочной сыворотки.

Вкус: Без привкуса и с низкой степенью горечи.

Состав:
Сухое вещество 94,5%
Белок в сухом веществе (N^* 6,38) 85%
Зольность сухого вещества 4%
Жирность сухого вещества <0,1%
Растворимость Полная растворимость
pH раствора 5% белка 4,2
Осмоляльность раствора с 5% белка <200 мО см/кг
Молекулярное распределение:
Степень гидролиза 21%
M_в 800
M_н 595
Средняя длина пептидной цепи 4,8.

Формула изобретения

1. Способ производства гидролизата белка молочной сыворотки, предусматривающий смешивание сывороточного белкового продукта, содержащего по меньшей мере 65% белка из расчета по сухому веществу и воды с получением суспензии с содержанием белка до 20% протеолитический гидролиз суспензии до степени гидролиза 15 35% выделение из смеси на ультра- или микрофильтрационном устройстве со значением отсекания выше 10000 белкового гидролизата в виде пермеата, отличающийся тем, что перед протеолитическим гидролизом суспензию подвергают тепловой обработке при температуре выше 60^oС, нагретую таким образом смесь подвергают регулированию pH щелочным веществом, гидролиз ведут протеазой, продуцируемой B. licheniformis, и/или протеазой, продуцируемой B. Subtilis, посредством метода нестатичного pH, после выделения белкового гидролизата проводят инактивацию ферментов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание ведут до содержания белка в суспензии 7 12%
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что тепловую обработку ведут при 70 90^oС.

4. Способ по любому из пп. 1 3, отличающийся тем, что pH регулируют посредством Са(ОН)₂ и/или КОН.

5. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что гидролиз ведут до степени гидролиза 20 30%
6. Способ по любому из пп. 1 5, отличающийся тем, что выделение белкового гидролизата ведут на ультра- или микрофильтрационной установке со значением отсекания 50000.

7. Способ по любому из пп. 1 6, отличающийся тем, что инактивацию ферментов осуществляют тепловой обработкой.

8. Способ по любому из пп. 1 6, отличающийся тем, что инактивацию ферментов осуществляют кислотной обработкой.

9. Способ по любому из пп. 1 8, отличающийся тем, что после гидролиза или выделения белкового гидролизата последний обрабатывают активированным углем более 5 мин при 50 70^oС, взятым в количестве 1 5% по сухому веществу, затем активированный уголь отделяют.

10. Способ по любому из пп. 1 9, отличающийся тем, что после инактивации гидролизат концентрируют гиперфильтрацией при 50 70^oС и/или упариванием с отделением концентрата.

11. Способ по любому из пп. 1 10, отличающийся тем, что после концентрирования концентрат сушат распылительной сушкой до содержания влаги ниже 6,5%

РИСУНКИ

Рисунок 1