способ получения белкового полуфабриката

Формула изобретения

1. Способ получения белкового полуфабриката, предусматривающий обработку растительного сырья, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют люпин, белковую композицию которого смешивают с маслом, водой и хитозаном, взятым в количестве до 10 мас.%, после чего полученную смесь гомогенизируют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь гомогенизируют в течение от 2 до 5 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению белковых полуфабрикатов из растительного сырья.

В настоящее время в пищевой промышленности широко используются белковые концентраты и изоляты как в качестве белковых добавок, повышающих пищевую и биологическую ценность продукции, так и в качестве добавок, регулирующих функционально-технологические свойства. К наиболее важным функционально-технологическим свойствам белковых добавок относятся жироудерживающая и водоудерживающая способности или способность связывать жир и воду в устойчивые эмульсии, а также способность образовывать гели при гидротермической обработке.

Способностью эмульгировать смеси с высоким отношением масло: вода при низком содержании сухого вещества характеризуются, в основном, белковые концентраты и изоляты животного происхождения, в несколько меньшей степени - модифицированные белки злаковых (модифицированная пшеничная клейковина). В сравнении с ними продукты из белков сои или белков злаковых имеют значительно более низкую способность стабилизировать эмульсии и образовывать гели, например, на основе молока. Авторами изобретения (патент № 2217979) было обнаружено, что высокая степень стабилизирующей эмульсию функциональности характерна для люпиновых белковых композиций.

Известен способ получения белкового полуфабриката в виде пасты люпиновой пищевой, заключающийся в следующем: цельное зерно люпина промывают, замачивают в 1% растворе NaHCO₃ при температуре 90°С при соотношении раствор: зерно как 3:1 в течение 3,5 часов, раствор сливают, зерна ополаскивают чистой водой, варят при соотношении вода: зерно как 3:1 в течение 2 часов, жидкость сливают, зерно грубо измельчают с добавлением воды при температуре от 50 до 60°С при соотношении зерно:вода как 1:0,75, затем проводят тонкое измельчение, гомогенизацию, пастеризацию при температуре 85±5°С в течение от 3 до 7 минут и охлаждают (Панкина И.А. Технология приготовления пищевого белкового полуфабриката из зерна люпина узколистного (L. angustifolius L.) и кулинарной продукции на его основе. / Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук, - Санкт-Петербург, 2006 г., - c.11).

Несмотря на то что данный способ обеспечивает получение продукта с содержанием белка около 44%, клетчатки - около 19%, жира - около 7%, целевой продукт имеет достаточно низкую водо- и жироудерживающую способности, детоксикационные свойства у него практически отсутствуют.

Наиболее близким аналогом выбран способ получения белкового полуфабриката, предусматривающий обработку растительного сырья (RU 2286675 С1).

Задачей, решаемой изобретением, является улучшение потребительских характеристик белкового полуфабриката и повышение его детоксикационных свойств, что расширяет область применения белкового полуфабриката, включая лечебно-профилактическое питание. Техническим результатом изобретения будет улучшение функционально-технологических свойств белкового полуфабриката и повышение его детоксикационных свойств.

В способе получения белкового полуфабриката, предусматривающем обработку растительного сырья, новым является то, что в качестве растительного сырья используют люпин, белковую композицию которого смешивают с маслом, водой и хитозаном, взятым в количестве до 10 мас.%, после чего полученную смесь гомогенизируют, причем в течение от 2 до 5 минут.

Технический результат достигается именно заявляемой совокупностью компонентов и их экспериментально полученным количественным соотношением, а также последовательностью приемов способа получения белкового полуфабриката.

Способ осуществляется следующим способом. Приготавливают белковую композицию люпина. Люпиновый белок предпочтительно получают путем изоэлектрического осаждения. Выдерживают водную суспензию изоэлектрически осажденного белка при щелочном рН и температуре от 70 до 98°С в течение от 30 секунд до 180 минут, затем обработанную суспензию нейтрализуют. Белковая композиция содержит от 20 до 80% люпинового белка. Специалисты в данной области в состоянии выбрать подходящую концентрацию, основываясь на известном применении, физическом состоянии люпинового белка (то есть, является ли он нативным, денатурированным, частично фракционированным и т.д.). Функциональные свойства при любой концентрации также определяются с помощью общепринятых методов.

Смешивают белковую композицию с маслом и водой. Содержание люпинового белкового компонента белковой композиции в эмульсии может меняться в широких пределах. На стадии смешивания в композицию дополнительно вводят хитозан в количестве до 10 мас.%. полученную смесь гомогенизируют в течение от 2 до 5 минут.

Способ поясняется конкретными примерами выполнения.

Пример 1. Способ осуществляется вышеописанным образом. Однако для получения белкового полуфабриката белковую композицию из люпина смешивают с маслом и водой в соотношении 1:5:5 и добавляют порошок хитозана в количестве 5 мас.%. Полученную смесь перемешивают и гомогенизируют в течение 2 минут.

Пример 2. Способ осуществляется вышеописанным образом. Для получения белкового полуфабриката белковую композицию из люпина смешивают с маслом и водой в соотношении 2:1:1 и добавляют порошок хитозана в количестве 3 мас.%. Полученную смесь перемешивают и гомогенизируют в течение 4 минут.

Пример 3. Способ осуществляется вышеописанным образом. Однако для получения белкового полуфабриката белковую композицию из люпина смешивают с маслом и водой в соотношении 1: 3: 7 и добавляют порошок хитозана в количестве 7 мас.%. Полученную смесь перемешивают и гомогенизируют в течение 3 минут.

Улучшение функционально-технологических свойств белкового полуфабриката достигается за счет использования в качестве одного из основных компонентов люпина, а не нута. Нут имеет содержание белка до 32%, жира - 8% (RU 224446), люпин содержит белка более 39%, а жира - менее 6%, что свидетельствует о более высокой биологической ценности люпина (Панкина И.А. Технология приготовления пищевого белкового полуфабриката из зерна люпина узколистного (L. angustifolius L.) и кулинарной продукции на его основе. / Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. - Санкт-Петербург, 2006 г., - c.11).

Согласно изобретению (RU 2286675 С1) способ получения белкового полуфабриката из растительного сырья предусматривает проведение сублимационной сушки. Однако известно, что высушивание даже при низких температурах не обеспечивает сохранения биологических компонентов, так как при любых режимах сушки происходят деструктивные изменения белковых молекул, что существенно снижает биологическую ценность готового продукта.

Улучшение функционально-технологических свойств белкового полуфабриката обеспечивается тем, что заявляемый способ позволяет получить белковый полуфабрикат в виде белковой эмульсии с высокими показателями пластической и упругой деформации в отличие от белкового полуфабриката в сухом сублимированном виде, не являющегося пластично-упругой пищевой системой.

В описании аналога (RU 2286675 С1) предполагается, что белковый полуфабрикат в дальнейшем будет использоваться для получения муки и белкового изолята, которые в свою очередь используются в производстве пищевых продуктов. Однако это существенно усложняет использование белкового полуфабриката потребителем, так как требует дальнейшей дополнительной технологической обработки и материальных затрат при производстве продуктов питания, что позволяет усомниться в высокой технологичности данного продукта, тогда как заявляемый способ позволяет получить белковый полуфабрикат в виде пасты люпиновой пищевой, пригодной для непосредственного использования в производстве широкого ассортимента продуктов питания, что обосновывает улучшение его потребительских характеристик.

Улучшение функционально-технологических свойств белкового полуфабриката также обеспечивается проведением гомогенизации смеси, при которой происходит формирование устойчивого каркаса в белковом полуфабрикате за счет равномерного распределения хитозана в объеме продукта и образования прочных поперечных связей между хитозаном и белковыми, жировыми веществами, а также полисахаридами. При этом гомогенизация именно в течение от 2 до 5 минут обеспечивает наилучшие функционально-технологические свойства белкового полуфабриката, так как при меньшей продолжительности гомогенизации показатели пластической и упругой деформации не достигают требуемых значений, а более продолжительное проведение данной технологической операции приводит к разрыву образующихся связей между полимерами, что также снижает показатели пластической и упругой деформации белкового полуфабриката.

Высокие детоксикационные свойства целевого продукта обеспечиваются за счет комплексного воздействия хитозана именно в составе белкового полуфабриката в виде белковой эмульсии, так как для основных детоксикационных органов человеческого организма - кишечника и печени - наилучшей формой пищевых продуктов, способствующих детоксикации, являются эмульсионные продукты. Вместе с этим, полисахариды, содержащиеся в белковом полуфабрикате, как в нативной форме, так и в виде комплексов с хитозаном и/или белком, снижают скорость всасывания глюкозы и стабилизируют колебании ее концентрации в крови после переваривания пищи и, вместе с этим, способствуют выведению из организма человека без побочных эффектов токсичных соединений. Также способствуют снижению уровня инсулина в крови аминокислоты глицин и аргинин, высоким содержанием которых отличается люпин. Все это обосновывает комплексное позитивное воздействие белкового полуфабриката на детоксикационные органы человека при использовании его в составе разнообразных продуктов питания и пищевых рационов и подтверждает его высокие детоксикационные свойства.

Экспериментально были установлены высокие детоксикационные свойства у белкового полуфабриката, полученного по предложенному способу. В таблице приведены результаты изучения его способности связывать и выводить из организма человека ионы свинца, являющегося токсичным соединением.

Под улучшенными функционально-технологическими свойствами понимают и повышение биологической ценности, так при культивировании тест-микроорганизма Tetrachymena Pyrifbrmis в течение 48 часов при температуре 26°С накопление биомассы на продукте, полученном по предложенному способу, было больше на 15%.

Улучшение функционально-технологических свойств белкового полуфабриката обеспечивается также тем, что заявляемый способ позволяет получить белковый полуфабрикат в виде белковой эмульсии. Экспериментально нами установлено, что полученный белковый полуфабрикат обладает эмульгирующими, структурообразующими и водосвязывающими свойствами, превосходящими аналогичные свойства его составляющих компонентов. В сочетании с остальными компонентами заявляемого продукта комплексообразующие и эмульгирующие свойства проявляет хитозан, который под воздействием электростатических сил притягивается к молекулам белка с образованием ассоциатов, превосходящих по своим вязкостным характеристикам отдельно взятые полиэлектролиты. При этом повышается гидрофильность белковых молекул, а следовательно, их набухаемость. В результате значительно повышаются структурирующие свойства белковых соединений и ускоряется процесс эмульгирования, потому белковый полуфабрикат, поученный заявляемым способом, характеризуются высокой стойкостью эмульсии и пластичностью, то есть лучшими функционально-технологическими свойствами.

Вместе с этим, гомогенизация целевого продукта в течение от 2 до 5 минут обеспечивает формирование максимальной стабильности структуры пордукта, устойчивого к расслаиванию в процессе хранения, более продолжительная гомогенизация приводит к излишней диспергированности данной системы и снижению устойчивости при хранении.

В таблице приведены функционально-технологические свойства белкового полуфабриката.

Наименование показателей	Продукт, полученный по известному способу	Продукт, полученный по заявляемому способу
		Пример 1	Пример 2	Пример 3
Стойкость эмульсии, % неразрушенной эмульсии не менее	-	100	100	100
Стойкость эмульсии через 6 месяцев хранения, % неразрушенной эмульсии не менее	-	95	92	96
Пластичность, мм		5,3	4,8	5,5
Водосвязывающая способность, %	-	80	78	80
Связывающая способность по отношению к ионам Pb 2+, %	5,8	74,0	58,5	90,0

Таким образом, заявленный способ получения белкового полуфабриката обеспечивает улучшение функционально-технологическим свойств белкового полуфабриката из люпина и повышение его детоксикационных свойств.