Способ получения гидролизата белков молока (варианты)

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОЛИЗАТА БЕЛКОВ МОЛОКА (ВАРИАНТЫ)(71) Заявитель Научно-производственное республиканское дочернее унитарное предприятие Институт мясо-молочной промышленности Республиканского унитарного предприятия Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(72) Авторы Головач Татьяна Николаевна Жабанос Наталья Константиновна Фурик Наталья Николаевна Курченко Владимир Петрович(73) Патентообладатель Научно-производственное республиканское дочернее унитарное предприятие Институт мясо-молочной промышленности Республиканского унитарного предприятия Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(56) БАННИКОВА Л.А. и др. Микробиологические основы молочного производства. - М. Агропромиздат, 1987. С. 296-297.1057534 , 1983.2005100473 , 2006.2084172 1, 1997.2341109 1, 2008. ГОЛОВАЧ Т.Н. и др. // Пищевая промышленность наука и технологии. 2010. -3. - С. 20-26.1839085 1, 1993.785726 1, 2004.5589357 , 1996.566877 2, 1993.5103595 , 1993.94/25580 1.1472041 1, 1989.4981704, 1991.2004/0009261 1.2284701 1, 2006.(57) 1. Способ получения гидролизата белков молока, включающий ферментативный гидролиз белковой фракции обезжиренного молока и стерилизацию гидролизата, отличающийся тем, что для гидролиза используют раствор обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 и активной кислотностью 7,9-8,1, в который вносят щелочную бактериальную эндопептидазу с протеолитической активностью 2,4 ЕА/г в количестве 1 по отношению к белку, гидролиз проводят при температуре 50-55 С и постоянном перемешивании в течение 2-3 часов до снижениядо 6,5-6,8 и накопления -аминного азота 53-74 мг , а стерилизацию осуществляют при температуре 1151 С в течение 30 минут. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что через 15-20 минут после внесения щелочной бактериальной эндопептидазы дополнительно вносят содержащий грибную экзопептидазу ферментный препарат с протеолитической активностью 2,66 ЕА/г в количестве 3 по отношению к белку. 3. Способ получения гидролизата белков молока, включающий ферментативный гидролиз белковой фракции обезжиренного молока и стерилизацию гидролизата, отличаю 16161 1 2012.08.30 щийся тем, что для гидролиза используют раствор обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 и активной кислотностью 6,9-7,1, в который вносят нейтральную бактериальную эндопептидазу с протеолитической активностью 0,8 ЕА/г в количестве 10 по отношению к белку, гидролиз проводят при температуре 50-55 С и постоянном перемешивании в течение 2-3 часов до снижениядо 6,3-6,5 и накопления -аминного азота 55-57 мг , а стерилизацию осуществляют при температуре 1151 С в течение 30 минут. 4. Способ получения гидролизата белков молока, включающий ферментативный гидролиз белковой фракции обезжиренного молока и стерилизацию гидролизата, отличающийся тем, что для гидролиза используют раствор обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 и активной кислотностью 6,9-7,1, в который вносят нейтральную бактериальную эндопептидазу с протеолитической активностью 0,8 ЕА/г и содержащий грибную экзопептидазу ферментный препарат с протеолитической активностью 2,66 ЕА/г,взятые в соотношении 11, в количестве 6 по отношению к белку, гидролиз проводят при температуре 50-55 С и постоянном перемешивании в течение 2-3 часов до снижениядо 6,3-6,5 и накопления -аминного азота 69-72 мг , а стерилизацию осуществляют при температуре 1151 С в течение 30 минут. Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано в технической микробиологии в качестве компонента питательных сред для наращивания биомассы молочнокислых бактерий при производстве бактериальных концентратов и заквасок, учета и контроля микроорганизмов. Производственные питательные среды для наращивания биомассы молочнокислых бактерий должны обеспечивать высокую скорость размножения бактерий наряду с минимальной продолжительностью ростового цикла и получением высокой концентрации (не менее 108 КОЕ/мл) жизнеспособных клеток микроорганизмов в единице объема питательной среды. В составе питательных сред для улучшения роста молочнокислых бактерий в качестве быстроусвояемого источника азота используют гидролизаты белков молока, содержащие короткоцепочные пептиды и аминокислоты. Анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации на способ получения гидролизата белков молока, не позволил установить аналог, тождественный всем существенным признакам заявляемого изобретения. В лабораторных условиях гидролизованное молоко готовят по способу, предложенному В.М.Богдановым Богданов В.М. Микробиология молока и молочных продуктов. Москва Пищепромиздат, 1962. - С. 260. Согласно способу, гидролизу подвергают натуральное или восстановленное молоко, разведенное водопроводной водой в соотношении молока и воды 12 (при этом содержание сухих веществ в растворе составляет 4-4,5 ). В разведенном молоке устанавливают 8,0-9,0 и проводят гидролиз 0,05 панкреатина или 0,5 поджелудочной железы в течение 72 ч и при температуре 40 С с использованием 0,5 хлороформа для подавления роста микрофлоры. Гидролизат фильтруют, устанавливают 7,0-7,2 и стерилизуют. Известен патент Российской Федерации (патент 2225122 2) на способ получения гидролизованного молока, предусматривающий концентрирование под вакуумом обезжиренного молока до содержания 19-22 сухих веществ, в котором устанавливают активную кислотность 6,6-6,9 и нагревают до 95-97 С, охлаждают до 48-53 С. Затем в течение 42-48 ч в присутствии 0,3-0,35 хлороформа проводят гидролиз белковой фракции ферментным препаратом панкреатина с протеолитической активностью 4,5 ед/г в количестве 0,32-0,35 или фаршем поджелудочной железы крупного рогатого скота с протеолитической активностью 4,5 ед/г в количестве 3,2-3,5 до накопления 280330 мг/ -аминного азота. Гидролизат сгущают до массовой доли 33-35 сухих ве 2 16161 1 2012.08.30 ществ и высушивают методом распыления при температуре на входе в сушильную камеру 160-170 С и на выходе 80-85 С. Способ позволяет получить сухое гидролизованное молоко, содержащее растворимые продукты гидролиза белковой фракции. В то же время высокотемпературная обработка гидролизованного молока снижает его усвояемость микроорганизмами. Установлено, что при высокотемпературном воздействии в смеси белок-лактоза наблюдается образование нежелательных продуктов реакции Майара (химическая реакция между аминокислотами и сахаром), что приводит к снижению биодоступности гидролизованного белкового компонента. Недостатком этого способа получения сухого препарата гидролизованного молока являются также высокие энергозатраты, осуществляемые при сгущении (почти в 2,5 раза) обезжиренного молока до 19-22 сухих веществ длительном его гидролизе в течение 4248 часов при температуре 48-53 С сгущении до 33-35 сухих веществ перед сушкой и в процессе высушивания. Близким по техническому решению некоторых параметров получения гидролизата белков молока является способ приготовления гидролизованного молока из обезжиренного молока, стерилизованного при 121 С с выдержкой 10-15 мин, подщелаченного до 7,6-7,8 и охлажденного до 45 С. Гидролиз проводят панкреатином в количестве 0,050,10 в течение 18-24 ч при температуре 40 С при периодическом помешивании и внесении 0,5 хлороформа в качестве консерванта. К концу процесса смесь разделяется на верхний осветленный слой и осадок. Осветленную жидкость сливают и фильтруют, фильтрат разводят в 2 раза, устанавливают 7,0-7,2 и стерилизуют при 121 С в течение 15 мин Банникова Л.А., Королева Н.С., Семенихина В.Ф. Микробиологические основы молочного производства. - Москва Агропромиздат, 1987. - С. 296-297. Обезжиренное молоко обычно содержит 8,7-8,8 сухих веществ, таким образом, содержание сухих веществ в разведенном фильтрате гидролизованного молока, полученном по способу Л.А.Банниковой и сотрудниками, составляет менее 5 . Содержание -аминного азота в фильтрате гидролизата после длительного гидролиза в течение 18-24 ч авторами не определялось. Недостатком способа является длительный гидролиз и 2-кратная высокотемпературная обработка (стерилизация обезжиренного и уже гидролизованного молока при 121 С), способствующая образованию нежелательных продуктов реакции Майара. К тому же в производственных условиях стерилизация обезжиренного молока с выдержкой приводит к снижению эффективности процесса фильтрации из-за забивания фильтрующего элемента нерасщепленным белковым остатком. Задачей данного изобретения является ускорение процесса гидролиза белков молока за счет использования высокоактивной щелочной бактериальной эндопептидазы и комплекса ферментов с эндо- и экзопептидазной активностью. Поставленная задача достигается тем, что способ получения гидролизата белков молока предусматривает приготовление раствора обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 и активной кислотностью 7,9-8,1, внесение щелочной бактериальной эндопептидазы с протеолитической активностью 2,4 ЕА/г в количестве 1 по отношению к белку, гидролиз белковой фракции молока при температуре 50-55 С и постоянном перемешивании в течение 2-3 ч до снижения 6,5-6,8 и накопления -аминного азота 53-74 мг , стерилизацию гидролизата при температуре 1151 С в течение 30 мин. В раствор обезжиренного молока дополнительно вносят ферментный препарат, содержащий грибную экзопептидазу, с протеолитической активностью 2,66 ЕА/г в количестве 3 по отношению к белку. Использование в качестве ферментного препарата щелочной бактериальной эндопептидазы с протеолитической активностью 2,4 ЕА/г в количестве 1 по отношению к белку позволяет получить гидролизат, в котором белки молока, представленные казеиновой и сывороточной фракциями, расщеплены на пептиды различной длины и аминокислоты. Дополнительное внесение ферментного препарата, содержащего грибную экзопептидазу в 3 16161 1 2012.08.30 количестве 3 по отношению к белку, обуславливает увеличение доли короткоцепочных пептидов и аминокислот в гидролизате. Получение по заявляемому способу до 53-74 мг-аминного азота при гидролизе обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 в течение 2-3 ч свидетельствует о высокой степени гидролиза молочных белков. Содержание -аминного азота в гидролизатах определяли модифицированным методом формольного титрования по Серенсену. Сущность метода в химическом стакане смешивают 2 мл полученного гидролизата и 18 мл дистиллированной воды, устанавливают активную кислотность смеси в пределах 7,0 (0,1 раствором , если активная кислотность 7,0, то 0,1 раствором 24), затем в стакан вносят 2 мл формольной смеси и титруют 0,1 растворомдо установления 9,2. По количеству мл 0,1 раствора , расходованного на титрование, определяют аминный азот в мгпо формуле А 1,4 К 100 Х,Б где Х - количество аминного азота в мгА - количество 0,1 раствора , расходованное на титрование (мл) 1,4 - эквивалент азота К - поправочный коэффициент при использовании 0,1 раствора 1 Б - количество испытуемого раствора гидролизованного молока (мл). Способ получения гидролизата белков молока по варианту предусматривает приготовление раствора обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 и активной кислотностью 6,9-7,1, внесение нейтральной бактериальной эндопептидазы с протеолитической активностью 0,8 ЕА/г в количестве 10 по отношению к белку, гидролиз белковой фракции молока при температуре 50-55 С и постоянном перемешивании в течение 2-3 ч до снижения 6,3-6,5 и накопления -аминного азота 55-57 мг , стерилизацию гидролизата при температуре 1151 С в течение 30 мин. Использование в качестве ферментного препарата эндопептидазы с протеолитической активностью 0,8 ЕА/г в количестве 10 по отношению к белку позволяет получить гидролизат, в котором казеиновая фракция полностью расщеплена на короткоцепочные пептиды и аминокислоты и достигается частичный гидролиз сывороточных белков. Получение по заявляемому способу до 55-57 мг-аминного азота при гидролизе обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 в течение 2-3 ч свидетельствует о высокой степени гидролиза молочных белков. Содержание -аминного азота в гидролизатах определяли модифицированным методом формольного титрования по Серенсену. Сущность метода в химическом стакане смешивают 2 мл полученного гидролизата и 18 мл дистиллированной воды, устанавливают активную кислотность смеси в пределах 7,0 (0,1 раствором , если активная кислотность 7,0, то 0,1 раствором 24), затем в стакан вносят 2 мл формольной смеси и титруют 0,1 растворомдо установления 9,2. По количеству мл 0,1 раствора , расходованного на титрование, определяют аминный азот в мгпо формуле А 1,4 К 100,Х Б где Х - количество аминного азота в мгА - количество 0,1 раствора , расходованное на титрование (мл) 1,4 - эквивалент азота К - поправочный коэффициент при использовании 0,1 раствора 1 Б - количество испытуемого раствора гидролизованного молока (мл). Способ получения гидролизата белков молока по варианту предусматривает приготовление раствора обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 и активной кислотностью 6,9-7,1, внесение нейтральной бактериальной эндопептидазы с протеолитической активностью 0,8 ЕА/г в количестве 3 и ферментного препарата, содержащего грибную экзопептидазу с протеолитической активностью 2,66 ЕА/г в количе 4 16161 1 2012.08.30 стве 3 по отношению к белку, гидролиз белковой фракции молока при температуре 5055 С и постоянном перемешивании в течение 2-3 ч до снижения 6,3-6,5 и накопления-аминного азота 69-72 мг , стерилизацию гидролизата при температуре 1151 С в течение 30 мин. Использование нейтральной бактериальной эндопептидазы с протеолитической активностью 0,8 ЕА/г в количестве 3 и ферментного препарата, содержащего грибную экзопептидазу с протеолитической активностью 2,66 ЕА/г в количестве 3 по отношению к белку, позволяет получить гидролизат с высоким содержанием короткоцепочных пептидов и аминокислот за счет эффективного расщепления казеиновой фракции и частичного гидролиза сывороточных белков. Получение по заявляемому способу до 69-72 мг-аминного азота при гидролизе обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 в течение 2-3 ч свидетельствует о высокой степени гидролиза молочных белков. Содержание -аминного азота в гидролизатах определяли модифицированным методом формольного титрования по Серенсену. Сущность метода в химическом стакане смешивают 2 мл полученного гидролизата и 18 мл дистиллированной воды, устанавливают активную кислотность смеси в пределах 7,0 (0,1 раствором если активная кислотность 7,0, то 0,1 раствором 24), затем в стакан вносят 2 мл формольной смеси и титруют 0,1 растворомдо установления 9,2. По количеству мл 0,1 раствора , расходованного на титрование, определяют аминный азот в мгпо формуле А 1,4 К 100,Х Б где Х - количество аминного азота в мгА - количество 0,1 раствора , расходованное на титрование (мл) 1,4 - эквивалент азота К - поправочный коэффициент при использовании 0,1 раствора 1 Б - количество испытуемого раствора гидролизованного молока (мл). Способ осуществляется следующим образом. Пример 1 5 кг сухого обезжиренного молока с массовой долей белка 30 растворяют в 95 л дистиллированной воды при температуре 46 С и перемешивании (200 об/мин). Полученный раствор обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 подогревают до 53 С,40 -ным растворомустанавливают активную кислотность в пределах 8,0 и вносят щелочную бактериальную эндопептидазу с протеолитической активностью 2,4 ЕА/г в количестве 1 по отношению к белку. Гидролиз проводят при температуре 53 С и постоянном перемешивании (180 об/мин) в течение 2 ч до снижения активной кислотности раствора до 6,8. В гидролизованном молоке устанавливают 40 -ным растворомактивную кислотность в пределах 7,2 и стерилизуют при 115 С в течение 30 мин. Содержание -аминного азота в полученном гидролизате составляет 55 мг . Пример 2 Способ осуществляют согласно примеру 1, с той лишь разницей, что после внесения в раствор обезжиренное молоко 1 щелочной бактериальной эндопептидазы через 1520 минут дополнительно вносят ферментный препарат, содержащий грибную экзопептидазу, с протеолитической активностью 2,66 ЕА/г в количестве 3 по отношению к белку,гидролиз проводят при температуре 53 С и постоянном перемешивании (180 об/мин) в течение 3 ч до снижения активной кислотности раствора до 6,5. Содержание аминного азота в полученном гидролизате составляет 72 мг . Способ производства гидролизата белков молока по варианту осуществляют следующим образом. Пример 3 5 кг сухого обезжиренного молока с массовой долей белка 30 растворяют в 95 л дистиллированной воды при температуре 46 С и перемешивании (200 об/мин). Полученный 5 16161 1 2012.08.30 раствор обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 подогревают до 52 С, 40 ным растворомустанавливают активную кислотность в пределах 7,0 и вносят нейтральную бактериальную эндопептидазу с протеолитической активностью 0,8 ЕА/г в количестве 10 по отношению к белку. Гидролиз проводят при температуре 52 С и постоянном перемешивании (180 об/мин) в течение 2 ч до снижения активной кислотности раствора до 6,4. В гидролизате устанавливают 40 -ным растворомактивную кислотность в пределах 7,2 и стерилизуют при 115 С в течение 30 мин. Содержание-аминного азота в полученном гидролизате составляет 55 мг . Способ производства гидролизата беков молока по варианту осуществляют следующим образом. Пример 4 5 кг сухого обезжиренного молока с массовой долей белка 30 растворяют в 95 л дистиллированной воды при температуре 46 С и перемешивании (200 об/мин). Полученный раствор обезжиренного молока с массовой долей белка 1,5 подогревают до 54 С, 40 ным растворомустанавливают активную кислотность в пределах 7,0 и вносят нейтральную бактериальную эндопептидазу с протеолитической активностью 0,8 ЕА/г в количестве 3 и ферментный препарат, содержащий грибную экзопептидазу, с протеолитической активностью 2,66 ЕА/г в количестве 3 по отношению к белку. Гидролиз проводят при температуре 54 С и постоянном перемешивании (180 об/мин) в течение 3 ч до снижения в активной кислотности раствора до 6,5. В гидролизате устанавливают 40 ным растворомактивную кислотность в пределах 7,2 и стерилизуют при 115 С в течение 30 мин. Содержание -аминного азота в полученном гидролизате составляет 71 мг . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6