способ получения аминокислотного концентрата

Формула изобретения

1. Способ получения аминокислотного концентрата, включающий разрушение оболочек дрожжевых клеток, экстракцию целевого продукта, отличающийся тем, что перед разрушением оболочек дрожжевых клеток осуществляют промывку дрожжей 3 6%-ным раствором поваренной соли и проводят отмывку дрожжей водой до концентрации соли в водно-дрожжевой суспензии 1 мас. а разрушение оболочек дрожжевых клеток и экстракцию проводят путем инжекционного смешения водно-дрожжевой суспензии с водяным паром, транспортировки образующейся парожидкостной смеси под разряжением с последующим сжатием и переходом парожидкостной смеси в жидкость в скачке уплотнения-конденсации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед разрушением оболочек дрожжевых клеток водно-дрожжевую суспензию разбавляют водой до содержания сухих веществ 10 20%

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед разрушением оболочек дрожжевых клеток водно-дрожжевую суспензию подогревают до 30 50^oС и выдерживают 10 60 мин.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что подогрев водно-дрожжевой суспензии до 30 50^oС осуществляют путем инжекционного смешения ее с водяным паром.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после экстракции и выдержки водно-дрожжевую суспензию разбавляют холодной водой и производят повторное разрушение оболочек дрожжевых клеток и экстракцию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения пищевого продукта из дрожжей.

Известен способ получения аминокислотного концентрата из дрожжей за счет их лизиса под действием ферментного препарата "Мезосубтилин ГЗХ" при температуре 482^oC в течение 20-30 ч. [1]

Для данного способа характерна дороговизна из-за применения ферментного препарата, а также большие временные и, соответственно, энергетические затраты. Обработка ферментным препаратом длится 20-30 ч и при температуре 50^oC, а в предлагаемом способе мгновенно в потоке с последующей около одного часа выдержкой без подогрева.

Техническим результатом изобретения является улучшение качества и увеличение выхода готового продукта, сокращение временных и энергетических затрат.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения аминокислотного концентрата, включающем промывку дрожжей раствором поваренной соли, разрушение оболочек клеток дрожжей, горячую экстракцию, выдержку, сепарацию и сушку, промывку дрожжей осуществляют 3-6% раствором поваренной соли и производят отмывку дрожжей водой до концентрации соли в водно-дрожжевой суспензии до 1% а разрушение оболочек дрожжевых клеток и горячую экстракцию производят путем инжекционного смешения водно-дрожжевой суспензии с водяным паром, транспортировки образующейся парожидкостной смеси под разрежением с последующим сжатием и переходом парожидкостной смеси в однофазную жидкость в скачке уплотнения-конденсации. Водно-дрожжевую суспензию перед разрушением оболочек дрожжевых клеток и горячей экстракцией разбавляют водой до концентрации 10-20% содержания сухих веществ. Для повышения качества и увеличения выхода целевого продукта перед разрушением оболочек дрожжевых клеток и горячей экстракцией водно-дрожжевую суспензию подогревают до 30-50^oC и выдерживают от 10 до 60 мин. Подогрев водно-дрожжевой суспензии до 30-50^oC можно осуществить путем инжекционного смешения ее с водяным паром. Для повышения выхода готового продукта водно-дрожжевую суспензию после горячей экстракции и выдержки разбавляют холодной водой и производят повторное разрушение оболочек дрожжевых клеток и горячую экстракцию.

Промывкой дрожжей 3-6% раствором поваренной соли обеспечивают высокий уровень удаления примесей и остатков питательной среды из межклеточного пространства, изменяют проницаемость оболочек дрожжевых клеток. В то же время из-за невысокой концентрации солевого раствора требуется небольшое количество воды для отмывки дрожжей от соли. Отмывкой дрожжей водой до концентрации соли в водно-дрожжевой суспензии до 1% повышают эффективность разрушения оболочек клеток, улучшают протекание горячей экстракции и распылительную сушку как воднорастворимой фракции, содержащей внутриклеточное вещество, так и нерастворимой фракции, содержащей оболочки клеток, и обеспечивают высокое качество готового продукта. Повышение эффективности разрушения оболочек дрожжевых клеток в предложенном способе достигается из-за высокой скорости нагрева и равномерного прогрева всего объема водно-дрожжевой суспензии при инжекционном смешении ее с водяным паром в инжекторе, а также из-за того, что дрожжевые клетки подвергаются разрежению, а затем резкому сжатию в скачке уплотнения-конденсации. Причем, чем больше разрежение и значительное повышение давления в скачке уплотнения-конденсации, тем эффективнее происходит процесс разрушения оболочек дрожжевых клеток и экстракция, и можно существеннее снизить температуру нагрева и время выдержки и, тем самым, уменьшить распад ценных веществ, т.е. повысить качество целевого продукта.

Перед скачком уплотнения-конденсации, в зоне схлопывания паровых пузырьков, оболочки дрожжевых клеток подвергаются дополнительному воздействию локальных гидроударов. Скорость вытекания внутриклеточного вещества через трещины в оболочках клеток повышена благодаря переменному воздействию разрежения и сжатия. При концентрации сухих веществ в водно-дрожжевой суспензии 10-20% получают наибольший выход готового продукта и наименьшие энергозатраты. С одной стороны, чем меньше концентрация сухих веществ, тем легче и интенсивнее происходит разрушение оболочек дрожжевых клеток и горячая экстракция, а с другой стороны, требуется больше воды, пара и энергозатрат на сушку. Подогрев водно-дрожжевой суспензии перед разрушением оболочек дрожжевых клеток и горячей экстракцией до 30-50^oC активизирует работу протеолитических ферментов клетки, которые катализируют в белковых молекулах в дрожжевой клетке гидролиз пептидных связей, образованных карбоксильными группами аминокислот. В результате крупные трудноэкстрагируемые из клетки белковые молекулы дробятся на мелкие легкоэкстрагируемые молекулы аминокислот. При этом экстракт обогащается свободными аминокислотами, что приводит к повышению качества и увеличению выхода готового продукта.

Для удлинения сроков хранения водорастворимую фракцию подвергают распылительной сушке. Из-за наличия поваренной соли небольшой концентрации в воднорастворимой фракции улучшается процесс распылительной сушки, частицы не слипаются и порошкообразный продукт получается высокого качества, обладающий хорошими физическими и физиологическими свойствами. Нерастворимую фракцию, содержащую оболочки дрожжевых клеток с остатками внутриклеточного вещества, также высушивают и используют как витаминный белковый обогатитель, т.е. предложенный способ является безотходным. В предложенном способе для разрушения оболочек дрожжевых клеток не используются химические добавки, исключена заморозка, требующая значительного времени, больших энергозатрат и дорогого оборудования, также сокращено время нагрева и выдержки, поэтому предлагаемый способ обеспечивает высокое качество целевого продукта и относительно небольшие временные и энергозатраты.

В предлагаемом способе подогрев, нагрев, разрушение оболочек дрожжевых клеток и горячая экстракция происходят в потоке, что является большим достоинством при реализации предложенного способа в промышленных условиях.

Способ получения аминокислотного концентрата иллюстрируется примером.

Пример 1. Дрожжи промывают 3-6% раствором поваренной соли, при этом удаляют примеси и остатки питательной среды из межклеточного пространства. Затем производят отмывку дрожжей водой до концентрации соли в водно-дрожжевой суспензии до 1% при этом водно-дрожжевую суспензию разбавляют водой до концентрации 10-20% содержания сухих веществ. После чего производят разрушение оболочек клеток и горячую экстракцию путем инжекционного смешения водно-дрожжевой суспензии с водяным паром в инжекторе, в котором транспортируют образующуюся парожидкостную смесь под разрежением с последующим сжатием и переходом парожидкостной смеси в однофазную жидкость в скачке уплотнения-конденсации. Далее горячая водно-дрожжевая суспензия поступает на выдержку.

Для повышения качества и увеличения выхода целевого продукта водно-дрожжевую суспензию перед инжектором подогревают до 30-50^oC и выдерживают от 10 до 60 мин. Подогрев водно-дрожжевой суспензии до 30-50^oC можно осуществить путем инжекционного смешения ее с водяным паром. Для повышения выхода целевого продукта можно водно-дрожжевую суспензию после выдержки разбавить холодной водой и произвести повторное разрушение оболочек дрожжевых клеток и горячую экстракцию в инжекторе. После выдержки отделяют в сепараторе водорастворимую фракцию, содержащую внутриклеточное вещество, извлеченное из дрожжевых клеток, от нерастворимой фракции, содержащей оболочки дрожжевых клеток с остатками внутриклеточного вещества.

Для удлинения сроков хранения воднорастворимую фракцию подвергают распылительной сушке. Из-за наличия поваренной соли небольшой концентрации в водорастворимой фракции улучшается процесс распылительной сушки, частицы не слипаются и порошкообразный продукт получается высокого качества, обладающий хорошими физическими свойствами и который используют как аминокислотный обогатитель. Нерастворимую фракцию, содержащую оболочки дрожжевых клеток с остатками внутриклеточного вещества, также высушивают и используют как витаминный белковый обогатитель. Таким образом, предлагаемый способ является безотходным.

Промывкой дрожжей 3-6% раствором поваренной соли обеспечивают высокий уровень удаления примесей и остатков питательной среды из межклеточного пространства. В то же время из-за невысокой концентрации солевого раствора требуется небольшое количество воды для отмывки дрожжей от соли. Отмывкой дрожжей водой до концентрации соли в водно-дрожжевой суспензии до 1% повышают эффективность разрушения оболочек дрожжевых клеток, улучшают протекание горячей экстракции и сушку. Повышение эффективности разрушения оболочек дрожжевых клеток в предложенном способе достигается из-за высокой скорости нагрева и равномерного прогрева всего объема водно-дрожжевой суспензии при инжекционном смешении ее с паром, а также из-за того, что дрожжевые клетки подвергаются разрежению, а затем резкому сжатию в скачке уплотнения-конденсации. Причем, чем больше разрежение и значительнее повышение давления в скачке уплотнения-конденсации, тем эффективнее происходит процесс разрушения оболочек клеток и экстракция, а также можно существеннее снизить температуру нагрева и время выдержки и, тем самым, уменьшить распад ценных веществ, т.е. повысить качество целевого продукта. Оболочки дрожжевых клеток подвергаются также дополнительному разрушительному воздействию локальных гидроударов, образующихся в инжекторе при схлопывании паровых пузырьков. Скорость вытекания внутриклеточного вещества через трещины в оболочках клеток повышена благодаря переменному воздействию разрежения и сжатия. Концентрация сухих веществ в водно-дрожжевой суспензии 10-20% является оптимальной. С одной стороны, чем меньше концентрация сухих веществ, тем легче и интенсивнее происходят разрушение оболочек дрожжевых клеток и горячая экстракция, а с другой стороны, требуется большее количество воды, пара и энергозатрат на сушку. Подогрев водно-дрожжевой суспензии перед обработкой в инжекторе до 30-50^oC активизирует работу протеолитических ферментов клетки, которые катализируют в белковых молекулах в дрожжевой клетке гидролиз пептидных связей, образованных карбоксильными группами аминокислот. В результате крупные трудноэкстрагируемые из клетки белковые молекулы дробятся на мелкие легкоэкстрагируемые молекулы аминокислот. При этом экстракт обогащается свободными аминокислотами, что приводит к повышению качества и увеличению выхода целевого продукта.

Таким образом, в предлагаемом способе обеспечивается высокое качество и увеличенный выход целевого продукта, а также относительно небольшие временные и энергозатраты, т.е. достигается цель изобретения.