способ получения сывороточного белкового концентрата

Формула изобретения

Способ получения сывороточного белкового концентрата, включающий сбор сыворотки, ее осветление, пастеризацию, охлаждение, деминерализацию методом электродиализа, ультрафильтрацию с получением сывороточного белкового концентрата, охлаждение сывороточного белкового концентрата, отличающийся тем, что проводят гидролиз сывороточного белкового концентрата при температуре 41±2°С и рН 9,0±0,2 и в качестве регулятора рН используют щелочную фракцию электроактивированной воды с рН 11,0-12,0 и гидролиз ведут от 14 до 24 ч для достижения заданной по технологии степени гидролиза.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве сывороточных белковых концентратов и их гидролизатов, а также молочных и других продуктов функционального назначения.

Одним из направлений восполнения недостатка полноценного белка в рационе питания человека является повышение его переваримости. В решении этой проблемы важная роль может принадлежать модификации животных белков в гидролизаты, получаемые путем ограниченного ферментативного гидролиза.

Известен способ получения панкреатического гидролизата казеина, включающий гидролиз казеина, термоинактивацию фермента при 75°С в течение 10 мин, осветление, очистку и хранение при 4°С (Телишевская Л.Я. Белковые гидролизаты. Получение, состав, применение. М.: Россельхозакадемия, 2000). Недостатком данного способа является использование в качестве сырья дорогостоящих препаратов казеина, что ограничивает применение продукта.

Известен способ получения белка сывороточного растворимого сухого (Переработка и использование молочной сыворотки. Технологическая тетрадь. М.: Росагропромиздат, 1989, с.191-193), предусматривающий осветление сыворотки, пастеризацию при 74-75°С с выдержкой 15 с, охлаждение до 8-10°С или 50-55°С, ультрафильтрацию до содержания сухих веществ в концентрате 23-26%, диафильтрацию и сушку.

К недостаткам способа относятся возможность повторного обсеменения сыворотки при разбавлении водой перед диафильтрацией, неполное освобождение от солей, зависящее от селективной способности мембран.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сывороточного белкового концентрата (Патент РФ №2032350), предусматривающий сбор сыворотки, осветление (отделение частиц жира и казеина при температуре 36-40°С), пастеризацию при 70-74°С с выдержкой 16-20 с, охлаждение до 18-22°С, микрофильтрацию, диафильтрацию до содержания золы 0,6-0,75% и электропроводности не более 19,0-23,0 Ом^-1 м^-1, ультрафильтрацию при 50°С до содержания сухих веществ 15-17%. Концентрат пастеризуют при 63-65°С с выдержкой 30 мин или 70-74°С с выдержкой 16-20 с и охлаждают до 6-10°С.

К недостаткам способа относятся использование микрофильтрационной обработки для пастеризации, что ведет к повышению энергозатрат, невозможность хранения концентрата в течение длительного срока.

Общим недостатком рассмотренных способов получения белковых концентратов является низкое содержание свободных аминокислот, что понижает их биологическую ценность. В таблице приведено сравнительное содержание свободных незаменимых аминокислот в сывороточных белковых концентратах, получаемых по традиционной технологии (без использования ферментативного гидролиза белков) и по заявляемому способу.

Таблица
Сравнительный аминокислотный состав сывороточных белковых концентратов
Наименование аминокислоты	Содержание свободной аминокислоты в 100 г продукта, мг
	традиционная технология	заявляемый способ
Валин	16,2	96,9
Изолейцин	12,7	76,4
Лейцин	26,6	159,4
Лизин	21,7	130,4
Метионин	4,8	28,6
Треонин	14,2	85,32
Триптофан	5,8	34,8
Фенилаланин	8,2	48,9

Поставленная цель достигается применением щелочной фракцией электроактивированной воды для регуляции рН среды и повышения активности ферментного препарата.

Способ осуществляют следующим образом.

Молочную сыворотку очищают от жира и казеиновой пыли при температуре 38-40°С. Массовая доля жира в сыворотке после сепарирования не превышает 0,05%. Сыворотку пастеризуют при температуре 63-65°С с выдержкой 30 мин или 72-75°С с выдержкой 10-15 с и охлаждают до 18-22°С. Пастеризованную сыворотку направляют на электродиализ до достижения массовой доли золы 0,6-0,75% и электропроводности не более 19,0-23,0 Ом ^-1 м^-1. Деминерализованную сыворотку подвергают ультрафильтрации при температуре 50-55°С с получением сывороточного белкового концентрата с массовой долей сухих веществ 20-24%. Затем полученный концентрат охлаждают до оптимальной для гидролиза температуры 41-43°С и подвергают гидролизу. Доведение рН белкового концентрата до оптимального значения 9-9,2 проводят щелочной фракцией электроактивированной воды с рН 11,0-12,0. Панкреатин с активностью 45 ед/г вносят в количестве 0,15-0,2%. Гидролиз сывороточных белков в концентрате проводят в течение 14-24 ч при постоянном перемешивании. Инактивацию фермента проводят при 70-75°С в течение 10 минут. Затем концентрат сгущают вакуум-выпариванием до 38-40% сухих веществ и высушивают на распылительных сушилках при мягких режимах.

Использование щелочной фракции электроактивированной воды позволяет довести рН концентрата до оптимальных значений действия ферментного препарата, а также позволяет увеличить степень гидролиза из-за высокого активирующего действия электроактивированной воды на фермент. Кроме того, использование электроактивированной воды способствует решению проблемы небезопасного для организма человека применения химических реагентов в целях изменения активной кислотности среды.

Пример 1. 62000 кг сыворотки подогревают до 38-40°С и сепарируют. Массовая доля жира в сыворотке после сепарирования не превышает 0,05%. Сыворотку пастеризуют при 63-65°С с выдержкой 30 мин или 72-75°С с выдержкой 10-15 с, охлаждают до 18-22°С, проводят электродиализ. По окончании процесса содержание золы в сыворотке составляло 0,6-0,75%. Деминерализованную сыворотку подогревают до 50-55°С и направляют на ультрафильтрацию. Концентрирование ведут до массовой доли сухих веществ 20-24%. Полученный концентрат охлаждают до 41-43°С и проводят его гидролиз. Доведение рН концентрата до оптимальных для действия фермента значений 9,0-9,2 проводят щелочной фракцией электроактивированной воды с рН 11,0-12,0. Препарат панкреатина с активностью 45 ед/г вносят в количестве 0,15-0,2%. Гидролиз проводят в течение 24 ч при постоянном перемешивании. Степень гидролиза составляет 60%. Фермент инактивируют при 70-75°С в течение 10 мин. Затем концентрат сгущают вакуум-выпариванием до 38-40% сухих веществ и высушивают на распылительных сушилках при мягких условиях.

Пример 2. То же, что в примере 1. Продолжительность гидролиза 20 ч. Степень гидролиза составляет 50±2%.

Пример 3. То же, что в примере 1. Продолжительность гидролиза 18 ч. Степень гидролиза составляет 45±2%.

Пример 4. То же, что в примере 1. Продолжительность гидролиза 14 ч. Степень гидролиза составляет 35±2%.