Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО ИНГРЕДИЕНТА СО СВОЙСТВАМИ СОРБЕНТА МИКОТОКСИНОВ

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве добавки в мясные, плодово-ягодные, растительные начинки, а также хлеб и хлебобулочные изделия.

Известен способ получения пищевого биологически активного продукта дрожжей, включающий автолиз предварительно суспензированных в питьевой воде дрожжей при рН = 5 и температуре 50°C в течение 60-90 мин, обработку ферментным препаратом амилоризин П10х в количестве 0,2 % к массе исходного количества дрожжей при 50°С в течение 5-6 ч и сушку. Обезгоречивание проводят бикарбонатом натрия (Патент РФ №2224438, опубл. 20.01.2005).

Известен также способ получения пищевой добавки, который включает автолиз дрожжевой биомассы, являющейся чистой культурой дрожжей, в присутствии индукторов: затравочного автолизата, этанола и хлорида натрия; автолиз проводят в четыре стадии, причем первую при повышенном давлении, а вторую, третью и четвертую - при пониженном; стадии отличаются температурой проведения и продолжительностью; после завершения автолиза в том же реакторе проводят тепловую стерилизацию в течение 20-30 мин. Обработку готового продукта производят различными способами: в одном случае, не прерывая процесса, проводят сгущение полученного жидкого готового продукта в том же реакторе до достижения требуемого содержания сухих веществ, в другом случае полученный жидкий готовый продукт высушивают; кроме того, в жидкий и сгущенный готовые продукты добавляют лимонную кислоту, в сгущенный продукт также добавляют этанол (Патент РФ № 2105503, МПК ⁷ А23J 1/18, опубл.27.02.1998 г.).

Недостатком вышеуказанных способов является длительность, энергоемкость и сложность для практического применения. При этом готовый продукт имеет недостаточно высокое качество, вследствие низкой степени перевариваемости полученных белковых добавок, связанной с высокой прочностью стенки дрожжевой клетки и наличия нуклеиновых кислот в конечном продукте. Кроме того, полученные по данным технологиям продукты не обладают свойствами сорбента микотоксинов, из-за сохранения целостности клеток дрожжей.

Задачей настоящего изобретения является получение белкового ингредиента со свойствами сорбента микотоксинов на основе остаточных пивных дрожжей, за счет дезинтеграции дрожжевой клетки и отделения клеточной оболочки, а также повышение биологической ценности добавки за счет увеличения перевариваемости дрожжевых белков и удаления нуклеиновых кислот. Полученный в виде порошка готовый продукт может подвергаться длительным срокам хранения за счет дополнительной термообработки (сушки).

Сущность способа заключается в том, что остаточные пивные дрожжи разбавляют водой в соотношении 1:1 и концентрируют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 7-10 мин, полученный осадок обрабатывают гидроксидом натрия при рН 9,0-10,0 и температуре 50-60°С в течение 8-10 минут, далее продукт повторно разбавляют водой в соотношении 1:2 и концентрируют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 7-10 мин, после чего нейтрализуют соляной кислотой до рН 6,5-7,0, полученный осадок замораживают в льдогенераторе непрерывного действия. После размораживания полученную суспензию гомогенизируют при перепаде давлений 200-220 атм, снова разбавляют водой в соотношении 1:2 и концентрируют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 7-10 мин и сушат. Сушку суспензии проводят при температуре теплоносителя на входе в сушильный агрегат 150-160°С. В случае, когда готовый белковый ингредиент используется на кормовые нужды, обработка гидроксидом натрия может быть исключена. Предварительное разбавление и центрифугирование дрожжей необходимо для удаления молодого пива и остатков хмеля из остаточных пивных дрожжей.

Свободная клеточная оболочка является сорбентом микотоксинов, оказывающих иммунодепрессивное действие на организм человека. Установлено, что при использовании обработки гидроксидом натрия количество отделившихся клеток возрастает на 4,9% по отношению к исходному их содержанию, использование процесса замораживания в льдогенераторе непрерывного действия позволяет увеличить количество отделившихся клеточных оболочек дрожжевых клеток с 31,8% (в исходных остаточных пивных дрожжах) до 60,9%. Вследствие последующей гомогенизации при перепаде давлений 200-220 атм полученной суспензии процент, отделившихся клеточных оболочек дрожжевых клеток увеличивается до 93,2%, за счёт обработки остаточных пивных дрожжей гидроксидом натрия количество отделившихся клеточных оболочек доходит до 98,1%.

Разбавление водой суспензии в соотношении 1:2 с последующим центрифугированием после процесса гомогенизации необходимо для удаления низкомолекулярной фракции белков, что позволяет увеличить сорбционную емкость полученного белкового ингредиента. В случае отсутствия процесса разбавления водой и центрифугирования после гомогенизации, сорбционная емкость белкового ингредиента по афлатоксину В1 составляет 46%, по охратоксину - 0% и по токсину ДОН - 0%, в то время как белковый ингредиент, полученный по технологии, с использованием промывки после гомогенизации, имеет сорбционную емкость по афлатоксину В1 - 50%, по охратоксину - 70% и по токсину ДОН - 11,4%.

Экспериментально установлено, что перевариваемость протеина остаточных сухих пивных дрожжей составляет 40-45%.

Использование процесса гомогенизации в предложенной нами технологии получения белкового ингредиента со свойствами сорбента позволяет увеличить перевариваемость белков пивных дрожжей до 78-82%, вследствие разрушения клеток дрожжей и выхода внутриклеточного протеина в жидкую фазу. А при использовании обработки гидроксидом натрия процент перевариваемости повышается до 90-92%. Кроме того, при проведении обработки гидроксидом натрия происходит деградация молекулярной структуры нуклеиновых кислот до нуклеотидов и далее нуклеозидов и нуклеиновых оснований, которые не оказывают негативного влияния на организм человека. Полученный ингредиент из остаточных пивных дрожжей содержит следовые количества РНК, содержание ДНК в образцах менее 0,1%. Такое снижение содержания нуклеиновых кислот в полученном ингредиенте уменьшает риск накопления мочевой кислоты, образующейся в организме из пуринов, входящих в состав РНК и ДНК. Также проведение обработки гидроксидом натрия позволяет снизить горечь с 85,7 BU (в исходных дрожжах) до 0 BU (в готовом ингредиенте), вследствие взаимодействия ионов Na⁺ и изо-альфакислот, обуславливающих горечь остаточных пивных дрожжей, с образованием водорастворимых солей, которые удаляются при последующих промывках водой.

Нейтрализация соляной кислотой до рН 6,5-7,0 необходима для получения нейтрального конечного продукта. Образовавшаяся в результате нейтрализации гидроксида натрия соляной кислотой соль также вымывается при промывке.

Сушка готового продукта происходит в сушильном агрегате со встречно-закрученными струями на слоях инертного носителя при температуре теплоносителя на входе в 150-160°C, а на выходе 65-70°С, что позволяет получить продукт с высокими органолептическими показателями. Конечное влагосодержание продукта 5-7%.

Изобретение иллюстрируется на следующих примерах.

Пример 1. Остаточные пивные дрожжи в количестве 100 кг разбавляют водой с температурой 20°C в соотношении 1:1, непрерывно перемешивая, после этого центрифугируют в течение 7 минут при 3000 об/мин. При уменьшении времени центрифугирования не происходит необходимого разделения на фракции. Полученный осадок замораживают в льдогенераторе непрерывного действия в виде чешуйчатого льда при температуре кипения хладагента -35^oC. После размораживания полученную суспензию сушат. Сушку суспензии осуществляют в агрегате со встречно-закрученными струями инертного носителя, выполненного в виде кубиков фторопласта с размером ребра 6-7 мм, при температуре теплоносителя на входе в сушильный агрегат 150°C. При этом ингредиент достигает температуры 65°C.

Полученный белковый ингредиент представляет собой порошок светло-бежевого цвета с сорбционной емкостью по афлатоксину В1- 25%, по охратоксину -35% и по токсину ДОН - 6,5%.

Пример 2. Остаточные пивные дрожжи в количестве 100 кг разбавляют водой с температурой 25°C в соотношении 1:1, непрерывно перемешивая, после этого центрифугируют в течение 10 минут при 3000 об/мин. Дальнейшее увеличение времени центрифугирования не увеличивает степень разделения на фракции. Полученный осадок замораживают в льдогенераторе непрерывного действия в виде чешуйчатого льда при температуре кипения хладагента -35^oC. После размораживания полученную суспензию сушат. Сушку суспензии осуществляют в агрегате со встречно-закрученными струями инертного носителя, выполненного в виде кубиков фторопласта с размером ребра 6-7 мм, при температуре теплоносителя на входе в сушильный агрегат 150°C. При этом ингредиент достигает температуры 65°C. Выход готового ингредиента повышается на 5%.

Полученный белковый ингредиент представляет собой порошок светло-бежевого цвета с сорбционной емкостью по афлатоксину В1 - 25%, по охратоксину -35% и по токсину ДОН - 6,5%.

Пример 3. Остаточные пивные дрожжи в количестве 100 кг разбавляют водой с температурой 20°C в соотношении 1:1, непрерывно перемешивая, после этого центрифугируют в течение 10 минут при 3000 об/мин, полученный осадок замораживают в льдогенераторе непрерывного действия при температуре кипения хладагента -35°C. После размораживания полученную суспензию гомогенизируют при перепаде давлений 200 атм. При давлении ниже 200 атм уменьшается доля разрушенных клеток. Далее суспензию разбавляют водой в соотношении 1:2 и концентрируют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 7 мин и сушат. Сушку суспензии осуществляют в агрегате со встречно-закрученными струями инертного носителя, выполненного в виде кубиков фторопласта с размером ребра 6-7 мм, при температуре теплоносителя на входе в сушильный агрегат 150°C. При этом ингредиент достигает температуры 65°C.

Полученный белковый ингредиент представляет собой порошок светло-бежевого цвета с сорбционной емкостью по афлатоксину В1 - 50%, по охратоксину - 70% и по токсину ДОН - 11,4%.

Пример 4. Остаточные пивные дрожжи в количестве 100 кг разбавляют водой с температурой 20°C в соотношении 1:1, непрерывно перемешивая, после этого центрифугируют в течение 10 минут при 3000 об/мин, полученный осадок замораживают в льдогенераторе непрерывного действия при температуре кипения хладагента -35°C. После размораживания полученную суспензию гомогенизируют при перепаде давлений 220 атм. Давление выше 220 атм технически трудноосуществимо и не достижимо на стандартных гомогенизаторах. Далее суспензию разбавляют водой в соотношении 1:2 и концентрируют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 10 мин, и сушат. Сушку суспензии осуществляют в агрегате со встречно-закрученными струями инертного носителя, выполненного в виде кубиков фторопласта с размером ребра 6-7 мм, при температуре теплоносителя на входе в сушильный агрегат 150°C. При этом ингредиент достигает температуры 65°C. Выход готового ингредиента повышается на 5%.

Полученный белковый ингредиент представляет собой порошок светло-бежевого цвета с сорбционной емкостью по афлатоксину В1 - 50%, по охратоксину - 70% и по токсину ДОН - 11,4%.

Пример 5. Остаточные пивные дрожжи в количестве 100 кг разбавляют водой с температурой 20°C в соотношении 1:1, непрерывно перемешивая, после этого центрифугируют в течение 10 минут при 3000 об/мин, полученный осадок обрабатывают гидроксидом натрия при рН 9,0 и температуре 50°С в течение 10 минут. При уменьшении рН степень гидролиза белка уменьшается, и, следовательно, переваримость уменьшается. Далее осадок повторно разбавляют водой в соотношении 1:2 и концентрируют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 10 мин, после чего нейтрализуют соляной кислотой до рН 6,5, замораживают в льдогенераторе непрерывного действия при температуре кипения хладагента -35°C. После размораживания полученную суспензию гомогенизируют при перепаде давлений 220 атм, далее суспензию разбавляют водой в соотношении 1:2 и концентрируют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 10 мин, и сушат. Сушку осуществляют в агрегате со встречно-закрученными струями инертного носителя, выполненного в виде кубиков фторопласта с размером ребра 6-7 мм, при температуре теплоносителя на входе в сушильный агрегат 150°C. При этом ингредиент достигает температуры 65°C.

Полученный белковый ингредиент представляет собой порошок светло-бежевого цвета с переваримостью протеина 75%. Он содержит следовые количества РНК, содержание ДНК в образцах менее 0,1%. Горечь полученного ингредиента - 8,6 BU.

Пример 6. Остаточные пивные дрожжи в количестве 100 кг разбавляют водой с температурой 20°C в соотношении 1:1, непрерывно перемешивая, после этого центрифугируют в течение 10 минут при 3000 об/мин, полученный осадок обрабатывают гидроксидом натрия при рН 10,0 и температуре 60°С в течение 10 минут. Далее осадок повторно разбавляют водой в соотношении 1:2 и концентрируют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 10 мин, после чего нейтрализуют соляной кислотой до рН 6,5, замораживают в льдогенераторе непрерывного действия при температуре кипения хладагента -35°C. После размораживания полученную суспензию гомогенизируют при перепаде давлений 220 атм, далее суспензию разбавляют водой в соотношении 1:2 и концентрируют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 10 мин, и сушат. Сушку суспензии осуществляют в агрегате со встречно-закрученными струями инертного носителя, выполненного в виде кубиков фторопласта с размером ребра 6-7 мм, при температуре теплоносителя на входе в сушильный агрегат 160°C. При этом ингредиент достигает температуры 70°C. При увеличении рН увеличивается переваримость белка в полученном ингредиенте.

Полученный белковый ингредиент представляет собой порошок бежевого цвета с переваримостью протеина 92%. Он содержит следовые количества РНК, содержание ДНК в образцах менее 0,1%. Горечь полученного ингредиента - 0 BU.