Способ получения соевого белка

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению соевого белка из соевой муки, пригодного к использованию в производстве плавленых сыров, мясных и колбасных изделий, готового детского питания. Способ предусматривает получение гомогенной суспензии белка из белоксодержащего сырья путем обработки предварительно обезжиренной дезодорированной соевой муки раствором бикарбоната натрия с последующим подогревом смеси до кипячения и осаждение при кипячении белка раствором уксусной кислоты. Перед обработкой соевой муки бикарбонатом натрия муку смешивают с манной крупой. Гомогенную смесь кипятят до перехода белков в гелеобразное состояние, после чего блок осаждают. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс и повысить выход получаемого белка. Добавление манной крупы в соевую муку позволяет получить более устойчивые гели и более устойчивые агломераты благодаря выполнению манной крупы в роли связующего. Это позволяет в процессе транспортировки из реактора в фильтровальный аппарат предотвратить разрушение агломератов и потери белка с сывороткой. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Известен способ производства белков (патент РФ 2150212, кл. А 23 J 3/22), согласно которому соевую муку с содержанием воды 10% диспергируют в воде при t=20-30 o С в резервуаре, снабженном смесителем, в результате получают гомогенную смесь. Перед стадией смешивания или в процессе его в смесь добавляли поваренную соль и соляную кислоту, до pH 5,2. Смесь обрабатывают в автоклаве эжектируемым паром давлением 8,5 бар при t=145 o С. В процессе вывода смеси из автоклава специальным устройством образуют из агломерированных частиц «пудинг», затем его режут на нужную форму и сушат при t=105 o С, а потом при t=95 o С.

Недостатком данного способа является сложность процесса, а также получение жесткого продукта «с бобовым привкусом».

Известен также способ получения соевого концентрата (патент РФ 2083142, кл. А 23 J 3/16). Согласно данному способу соевую муку обрабатывают раствором щелочи (КОН), при этом pH среды составляет 6,5-10,0, затем отделяют выпавший осадок, а жидкую фазу обрабатывают соляной кислотой до установления pH среды 4,5 и осаждают белок. Осажденный белок отделяют с получением белковой фракции, при этом pH доводят до 8,0. Затем в полученную фракцию добавляют семена сои при соотношении 1:1, выдерживают в ней 24 час, затем семена растирают до пастообразного состояния и подвергают тепловой обработке в автоклаве при t=120 o С, перемешивая в течение 25 минут. Охлаждают с получением готового продукта.

Недостатками данного способа являются длительность и сложность процесса получения концентрата, а также использование непищевых растворов в виде щелочи и соляной кислоты для обработки сырья и белкового раствора, без последующей отмывки осажденного белка. По данной технологии продукт имеет несколько лучшие вкусовые качества по сравнению с вышеописанными способами, однако не устраняет полностью бобовый привкус, а также то, что после автоклавной обработки получается твердая структура продукта.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения соевого белка (заявка на изобретение 2001109735), согласно которой получают гомогенную смесь путем обработки предварительно обезжиренной дезодорированной соевой муки раствором бикарбоната натрия концентр. 0,08-0,09% в количестве 1,4:10-12, смесь выдерживают при перемешивании, затем доводят до кипения, кипятят и добавляют при кипячении уксусную кислоту в виде 3-7% раствора.

Недостатком данного способа является то, что получаемые агломераты белка при транспортировке из реакционного чана на осаждение ввиду низкой прочности геля рассыпаются на мелкие частицы, что ведет к его потере с сывороткой при фильтрации.

Технической задачей данного изобретения является интенсификация процесса и повышение выхода получаемого белка.

Поставленная задача достигается тем, что обезжиренную дезодорированную соевую муку смешивают с манной крупой в количестве от 5 до 25%, обрабатывают 0,12-0,2% раствором бикарбоната натрия в количестве т:ж — 1:12-15, нагревают до кипячения, кипятят до перехода белка в гелеобразное состояние и коагулируют белок при кипячении добавлением 3-15% уксусной кислотой до получения прозрачной сыворотки, охлаждают и отделяют осадок.

При нагревании суспензии происходит переход белка в гелеобразное состояние, а благодарю наличию в смеси манной крупы, которая тоже переходит в гелеобразное состояние, гель, который более плотный, чем гель белка, увеличивает общую вязкость геля, при этом обеспечивается устойчивость системы, что позволяет осуществить быстрое и полное осаждение белка. При этом в период нагревания смеси гель манной крупы заполняет ячейки структуры геля белка и обволакивает его. Наличие геля манной крупы выполняет роль связующего в агломератах соевого белка, увеличивая их устойчивость при транспортировке системы из реакционного чана в фильтрующие аппараты. Кроме того, гель манной крупы улучшает вкус белка, так как гель манной крупы нейтрализует остаточный «бобовый привкус».

Экспериментальным путем установлено, что предпочтительным соотношением смеси является соотношение соевой муки — манной крупы вес.% 80-95:5-20. Также может добавляться яичный порошок в зависимости от дальнейшего использования. Так если белок идет в производство мясных полуфабрикатов и колбас, яичный белок не добавляется, если для получения детского питания яичный порошок добавляют к соевой муке в количестве 5-10% наряду с манной крупой. Концентрация бикарбоната натрия 0,15-0,20% для обработки смеси позволяет отказаться от стадии выдержки смеси и осуществить в процессе ее нагревания полный переход белка в раствор и переход системы при кипячении в гелеобразное состояние. Кроме того, такая концентрация раствора вытягивает в сыворотку горечь из муки.

Осуществление способа показано на примерах 1 и 2.

Пример 1. Дезодорированную обезжиренную соевую муку крупностью 200 меш. (или 100 и 200 меш. в соотношении 1:1) в количестве 80 кг смешивали с манной крупой в количестве 20 кг и обрабатывали при перемешивании раствором бикарбоната натрия концентрацией 0,2% в соотношении т: ж 1:13. При этом pH суспензии составляет 8-8,5%. Бикарбонат натрия вводили в смесь при постоянном перемешивании и после введения всего количества бикарбоната натрия нагревали смесь до кипения, кипятили до гелеобразного состояния суспензии. В процессе нагрева суспензию непрерывно перемешивали, при этом происходила гидролизация белка и жиров и переход белка и манной крупы в гелеобразное состояние. Гелеобразную смесь кипятили 3-4 мин и в процессе кипячения добавляли 7% уксусную кислоту для коагуляции белка до получения прозрачной сыворотки. После этого кипятили смесь еще 5 мин. Затем охлаждали и направляли в аппарат для фильтрации. Процесс осуществляется за 60 мин. Результаты экспериментов приведены в таблице 1.

Пример 2. Процесс осуществляли аналогично примеру 1, но к смеси соевой дезодорированной обезжиренной муки с манной крупой в соотношении 80:15 добавили 5 частей яичного порошка. В таблице 1 приведены показатели процесса в зависимости от заявляемых параметров.

Полученный продукт по изобретению (без добавления яичного порошка) использовали в качестве беловой добавки при производстве плавленого колбасного сыра. Характеристика полученного сыра приведена в таблице 2.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет интенсифицировать процесс, увеличить выход готового продукта, получить соевый белок более высокого качества. Использование его в качестве добавки при производстве плавленого сыра (например, колбасного) позволяет улучшить вкусовые качества сыра как свежего, так и сохранить хороший вкус при длительном хранении. При добавлении к смеси яичного белка получают готовый продукт, и добавив в него ароматические вещества (мед, ванилин), получаем вкусный продукт, который может использоваться в качестве детского питания.

Как видно из приведенной таблицы 1, при добавлении манной крупы ниже 5% выход готового продукта снижается с 98% по изобретению до 82%. Увеличение в смеси манной крупы более 20% нецелесообразно, так как и увеличение выхода готового продукта не происходит.

Снижение концентрации бикарбоната натрия и соотношение его к твердому ведет к наличию небольшой горечи в готовом продукте. Увеличение этих параметров выше заявляемых никакого преимущества ни в увеличении выхода, ни в улучшении качества вкуса готового продукта не дает.

Как видно из таблицы 2, добавка соевого белка, полученного по предлагаемому способу, улучшает вкус и увеличивает срок хранения сыра до 210 дней с сохранением вкусовых качеств по сравнению с известным способом.

1. Способ получения соевого белка, предусматривающий получение гомогенной суспензии белка из белоксодержащего сырья путем обработки предварительно обезжиренной дезодорированной соевой муки раствором бикарбоната натрия с последующим подогревом смеси до кипячения, и осаждение при кипячении белка раствором уксусной кислоты, отличающийся тем, что перед обработкой соевой муки бикарбонатом натрия муку смешивают с манной крупой, гомогенную смесь кипятят до перехода белка в гелеобразное состояние, после чего белок осаждают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соевую муку с манной крупой смешивают в соотношении предпочтительно, вес.%, 80-95: 5-20.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что смесь обрабатывают предпочтительно 0,12-0,2% раствором бикарбоната натрия.

Источник

Получение соевого белка нового уровня с помощью живой системы

Архипов М.Ю. Кандидат технических наук в сфере биотехнологий.

Получение ферментированного соевого белка нового уровня качества происходит с помощью живой системы – в среде биопрепарата, состоящего из специально подобранных микроорганизмов и ферментов. Данная система обеспечивает максимальную эффективность глубокой и одновременно мягкой обработки соевого сырья с целью получения источника белка высокого качества для рационов животных. Попав в живую систему исходное соевое сырьё претерпевает биотрансформацию на наноуровне, в результате которой происходит качественное изменение состава соевого белка до нового уровня.

Соевое сырьё проходит предварительно подготовку в среде воздействия высоких сдвиговых усилий при одновременном воздействии высоких температур в течение нескольких секунд с последующим резким сбросом давления. В результате такого воздействия происходит моментальное вскипание внутренней влаги сырья приводя к тепловому внутриструктурному взрыву сырья, который происходит в точке оптимального соотношения значительного градиента давления и температур при минимально возможном времени воздействия. Данный процесс протекает при уровне удельной диссипации энергии более 0,2 МВт на тонну соевого сырья. В результате такой высокоэнергетической обработки растительное сырьё как бы выворачивается наизнанку – материал приобретает развитую трехмерную пористую структуру, проходит стерилизацию без снижения его питательной ценности, устраняются термолабильные антипитательные компоненты сои такие как ингибиторы трипсина и лектины. Стерилизация без потери питательных свойств достигается кратковременностью описанным выше жестким стерилизующим баротермическим воздействием, недостаточным для реакции Маяра и карамелизации сахаров. Созданная трехмерная пористая структура соевого сырья позволяет осуществить эффективно дальнейшую обработку в живой системе, т.к. только такая структура сырья обладает достаточной доступностью компонентов материала для активных элементов живой системы.

Известно, что соевое сырьё содержит:

— около 50% белка, 70% которого представляют собой крупные длинноцепочные белки с размером более 40 кДа (глицинины, конглицинины, их субъединицы) и относятся к антипитательным факторам;

— около 30% углеводов, половина которых это олигосахара: трисахариды, тетрасахариды и пентасахариды (рафиноза, стахиоза и вербаксоза соответственно) также являющиеся антипитательными. Оставшиеся углеводы большей частью представляют собой некрахмалистые полисахариды, которые проходят инертом и способствуют перистальтике ЖКТ, однако в исходном состоянии они представляют жесткую полисахаридную решётку, внутри которой удерживаются белки и другие питательные вещества.

Антипитательные факторы сои (длинноцепочные полипептиды и олигосахара) помимо сложности (длительности и энергозатрности) переваривания могут вызвать аллергические реакции, особенно у молодняка. Пищеварительная система молодняка не готова к перевариванию длинноцепочных полипептидов и олигосахаров вследствие того, что не сформирована в достаточной степени.

Соевое сырьё, попав на дальнейшую стадию, представляет как бы уже пережёванное, готовое к употреблению. В результате подготовки соевого сырья полисахаридная решётка приобретает пластичность и высвобождаются питательные вещества, содержащиеся внутри неё, а главное они становятся доступными для живых систем. Попав на последующую стадию в подготовленное соевое сырьё вносится через тонкодисперсные форсунки высокого давления жидкий биопрепарат, затем осуществляется непрерывное тщательное интенсивное перемешивание до получения однородности. На данной стадии осуществляется первая стадия биотехнологической обработки соевого сырья в живой системе под действием биопрепарата. Данный этап обработки протекает при уровне диссипации энергии 50 кВт на тонну, что обеспечивает равномерное распределение жидкого биопрепарата и регулярную обновляемость поверхности сырья, что в сочетании с предварительной подготовкой сырья приводит к максимизации «атакуемости» антипитательных факторов для активных элементов уникального биопрепарата, разрушающих антипитательные факторы. В результате такого направленного последовательного предварительного гидролиза сложных соединений образуются простые соединения, которые в последующем станут источником углеводного и азотного питания симбиоза живых микроорганизмов на второй стадии биотехнологической обработки.

Вторая стадия биотехнологической обработки осуществляется при тонком контроле температуре, влажности и двустадийной очистке на НЕРА фильтрах поступающего воздуха, необходимых для функционирования живой системы. На данной стадии в соевом сырье происходит одновременно несколько процессов называемые общим названием – ферментирование. Ферментирование представляет собой комбинирование двух биотехнологических процессов: ферментолиз и ферментацию. И тот и другой процессы являются живыми процессами, только ферментолиз – это гидролитическое действие специфичных каталитических белков — ферментов (энзимов), а ферментация – это культивирование микроорганизмов, одной из функций которых является синтез ферментов для ферментолиза. Выращенные и адаптированные к данной среде микроорганизмы после внесения синтезируют ферменты на данной стадии с целью обеспечить себя доступным питанием подобно тому процессу, который происходит в организме каждого животного. В процессе используется симбиоз микроорганизмов, подобных применяем для получения кваса для людей, но обладающий развитой способностью работы на данном сырье. Результатом работы симбиоза микроорганизмов простые и оставшиеся длинноцепочные углеводы утилизируются через дыхание в СО₂ и расходуются на синтез органических кислот. Синтез органических кислот протекает по гомоферментативному пути с образованием молочной кислоты. Молочная кислота в качестве продуцента выбрана на основе последних исследований о благоприятном действии молочной кислоты на оздоровление микрофлоры животных, защиты от проникновения инфекций, ингибирование развития посторонней микрофлоры без применения антибитоков, а также повышения поедаемости кормов с содержанием органически синтезированной молочной кислоты. Прошедшее три ступени глубокой обработки соевое сырьё становится высокоэффективными источником соевого белка в рационах животных, включая молодняк. Его высушивают в мягких условиях, измельчают и упаковывают в потребительскую тару.

Продуктом данного технологического процесса является ферментированный соевый белок нового уровня качества, обладающего уникальными свойствами:

— весь белковый фронт смещается в диапазон ниже 20 кДа, ближе к 5 кДа, что соответствует размеру мелких пептидов, которые легко перевариваются даже молодняком;

— не содержится олигосахаров;

— клетчатка имеет пластичную развитую структуру подобную губке, выполняющую свойства сорбента

— количество белка увеличивается на 5% за счёт утилизации сахаров;

— продукт содержит органическую молочную кислоту 3-5%;

А главное продукт после обработке в живой системе остаётся живым! Живая клетка лечит, мертвая калечит. Поэтому потребление газировки приводит к сахарному диабету и ожирению, а потребление кваса — к здоровью.

Источник