BE1032251A1 - Een zuuroplosbaar eiwitisolaat en het productieproces ervan - Google Patents

Abstract

Een eiwitisolaat dat uit een graanmteriaal, bij voorkeur bierbostel, wordt geïsoleerd, met een hoge wateroplosbaarheid bij lage pH, processen voor het produceren van het eiwitisolaat en voedingsmiddelen en dranken die het eiwitisolaat omvatten.

Description

1 BE2023/6033

Een zuuroplosbaar eiwitisolaat en het productieproces ervan

GEBIED VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinding is gericht op een eiwitisolaat dat wordt geïsoleerd uit graanmateriaal met een hoog eiwitgehalte en een hoge oplosbaarheid in water, in het bijzonder bij een zure pH, d.w.z. een pH lager dan 7. Bovendien kan het eiwitisolaat gedurende langere tijdsperioden bij een zure pH oplosbaar blijven. Dienovereenkomstig kan het eiwitisolaat volgens de onderhavige uitvinding worden beschreven als zuuroplosbaar en/of zuurstabiel. De onderhavige uitvinding is ook gericht op een proces voor het produceren van het eiwitisolaat en voedingsmiddel- of drankproducten, in het bijzonder koolzuurhoudende dranken, omvattende het eiwitisolaat.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Het gebruik van eiwitisolaten en -supplementen is algemeen bekend in de stand der techniek. Zo gebruiken veel mensen eiwitisolaten voor het maken van dranken of andere levensmiddelen als onderdeel van een trainingsprogramma om extra eiwit voor spiergroei te verschaffen. Mensen kunnen eiwitsupplementen gebruiken wanneer hun dagelijkse dieet onvoldoende is om de dagelijkse eiwitbehoeften van het menselijk lichaam te vervullen. Daarnaast kunnen personen met specifieke diëten die de consumptie van traditionele eiwitbronnen op basis van vlees niet toestaan, hun dieet aanvullen met eiwitisolaten om aan hun dagelijkse behoeften te voldoen.

Traditioneel zijn eiwitisolaten en -supplementen over het algemeen producten op basis van wei, erwten, soja of caseïne. Wei- en caseïne-eiwitten worden over het algemeen gewonnen als bijproduct bij de zuivelproductie, waarbij wei wordt geïsoleerd bij de kaasproductie en caseïne uit melk. Soja-eiwitten worden geïsoleerd uit sojabonen en erwteneiwitten uit erwtenplanten. Eiwitpoeders en -supplementen op basis van wei, erwten, soja en caseïne worden dan wel gebruikt om succesvol voordelige hoeveelheden eiwit te verschaffen, deze laatste zijn niet altijd geschikt voor mensen met voedselintoleranties of -allergieën zoals lactose-intolerantie. Er bestaan plantaardige eiwitisolaten die minder immunogene effecten hebben, maar de smaak van deze producten wordt doorgaans als minder aangenaam ervaren en ze zijn ook minder oplosbaar dan bijvoorbeeld hun wei-tegenhangers. Als zodanig is de voedingsmiddel- en dranksector, waarbij een hoge oplosbaarheid bij zure pH's doorgaans een vereiste

2 BE2023/6033 is, grotendeels niet toegankelijk voor plantaardige eiwitten. Meer recentelijk is getracht de oplosbaarheid van soja-eiwitisolaten voor voedingsmiddel- en dranktoepassingen te verbeteren (zie bijvoorbeeld WO 2005/044013 A2).

Bierbostel (BSG) is het meest voorkomende bijproduct dat tijdens het bierbrouwproces wordt gegenereerd. Dit materiaal omvat mout en graankaf dat na de filtratie of klaring van het beslag, waarbij het onoplosbare BSG wordt gescheiden van het oplosbare wort, wordt verkregen als een vaste fractie. BSG is rijk aan voedingsstoffen, in het bijzonder eiwit en vezel. De oplosbaarheid van BSG-eiwitten is over het algemeen laag in het pH- bereik dat relevant is voor voedingsmiddel- en dranktoepassingen (pH 2-9). De oplosbaarheid van BSG-eiwitten is met name laag in het pH-bereik van zure koolzuurhoudende dranken (pH 3-5). Dit komt omdat de beter oplosbare eiwitten in het wort oplossen en het hele brouwproces doorlopen. Bovendien heeft BSG een hoger gehalte aan polyfenolen dan andere eiwitbronnen en het is bekend dat door interacties tussen polyfenolen en eiwitten, in het bijzonder de in BSG gevonden prolinerijke hordeïnen, de oplosbaarheid lager kan worden.

Er zijn eiwitisolaten geproduceerd onder gebruikmaking van BSG, zoals beschreven in

WO 2021/028509 A1. US 3,846,397 A en WO 2020/247363 A1 beschrijven eveneens de productie van eiwitisolaten uit BSG door hydrolyse. Verbetering van de oplosbaarheid van eiwitisolaten op BSG-basis wordt gewoonlijk bewerkstelligd door het aandeel eiwitfragmenten met een laag molecuulgewicht te verhogen, bijvoorbeeld door de BSG gedurende langere periodes, onder zwaardere omstandigheden, te hydrolyseren en/of door de eiwitfragmenten met een hoger molecuulgewicht te verwijderen door filtratie (zie bijvoorbeeld US 2012/0302731 A1). Het is echter bekend dat eiwitfragmenten met een lager molecuulgewicht een bittere smaak geven, wat mogelijk niet wenselijk is voor voedingsmiddel- en dranktoepassingen. Derhalve blijft er in het vakgebied behoefte bestaan aan eiwitisolaten afgeleid van graanmateriaal met een hoog eiwitgehalte, een hoge oplosbaarheid bij lage pH en een wenselijk organoleptisch profiel.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinding is gericht op een eiwitisolaat dat wordt geïsoleerd uit een graanmateriaal, in het bijzonder bierbostel, met een hoog eiwitgehalte en een hoge oplosbaarheid in water, in het bijzonder bij een zure pH, d.w.z. een pH lager dan 7. Het eiwitisolaat heeft bovendien zodanige smaak-, aroma- en visuele kenmerken dat het

3 BE2023/6033 gemakkelijk in voedingsmiddelen en dranken kan worden opgenomen zonder de organoleptische eigenschappen van het voedingsmiddel of de drank significant en/of negatief te beïnvloeden. De onderhavige uitvinding is bovendien gericht op een proces voor het produceren van het eiwitisolaat en voedingsmiddelen en dranken, in het bijzonder koolzuurhoudende dranken, omvattende het eiwitisolaat.

Vanuit een eerste aspect is de onderhavige uitvinding gericht op een eiwitisolaat dat uit een graanmateriaal, bij voorkeur bierbostel, wordt geïsoleerd, waarbij het eiwitisolaat: een eiwitgehalte heeft van ten minste 60% droge materie op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25; en een oplosbaarheid heeft van ten minste 90%, bij voorkeur ten minste 95%, in water bij een pH lager dan 7 en een eiwitconcentratie van 2% droge materie op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

Vanuit een tweede aspect is de onderhavige uitvinding gericht op een proces voor het produceren van een eiwitisolaat uit een graanmateriaal, bij voorkeur bierbostel, waarbij het proces omvat: a) het onderwerpen van een waterige slurry van het graanmateriaal aan enzymatische eiwithydrolyse om een vloeibare eiwitstroom, omvattende eiwithoudend materiaal, te produceren; b) het verwijderen van vaste stoffen uit de vloeibare eiwitstroom; c) het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan een eerste filtratieproces, omvattende een of meer filtratiestappen; d) het incuberen van de vloeibare eiwitstroom bij een pH van 2 tot 5, bij voorkeur bij een temperatuur van 5 tot 70 °C; e) het verwijderen van vaste stoffen uit de vloeibare eiwitstroom; f) optioneel het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan een tweede filtratieproces, omvattende een of meer filtratiestappen; en g) het verwerken van de vloeibare eiwitstroom om het eiwitisolaat te produceren.

Vanuit een derde aspect is de onderhavige uitvinding gericht op een eiwitisolaat dat wordt verkregen of verkrijgbaar is met het hierboven beschreven proces.

4 BE2023/6033

Vanuit een vierde aspect is de onderhavige uitvinding gericht op een voedingsmiddel of drank, omvattende het hierboven beschreven eiwitisolaat.

Verdere voordelige kenmerken van de onderhavige uitvinding worden uiteengezet in de beschrijving en de afhankelijke conclusies.

BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Figuur 1a toont de wateroplosbaarheid bij een pH tussen 2 en 8 van monster A bij een eiwitconcentratie van 2,5%, monster B bij een eiwitconcentratie van 2% en monster C bij een eiwitconcentratie van 2%.

Figuur 1b toont de wateroplosbaarheid van monster C bij een pH tussen 2 en 8 bij eiwitconcentraties van 2, 5, 10, 15 en 20% op gewichtsbasis.

Figuur 1c toont de wateroplosbaarheid van de producten van voorbeelden 2, 4 en 5 bij een pH tussen 2 en 8 bij een eiwitconcentratie van 2% op gewichtsbasis.

Figuur 2a toont de molecuulgewichtsverdeling van de producten van voorbeelden 2-4 en 14 en monster B.

Figuur 2b toont het molecuulgewichtsprofiel van de producten van voorbeelden 2-5 in vergelijking met een commercieel erwteneiwitisolaat, een commercieel rijsteiwitisolaat en een commercieel tarwe-eiwitisolaat. De commerciële isolaten worden in de handel gebracht met een hoge oplosbaarheid in water bij een zure pH.

Figuur 3a toont de helderheidsscore (L*-score) van monster A bij 4 °C bij pH 3 en 3,5 in de loop van de tijd.

Figuur 3b toont de troebelheidsscore van monster A bij 4 °C bij pH 3 en 3,5 in de loop van de tijd.

Figuur 3c toont de helderheidsscore (L*-score) van monster A bij 20 °C bij pH 2,5, 3, 3,5 en 4,2 in de loop van de tijd. Figuur 3d toont de troebelheidsscore van monster A bij 20 °C bij pH 2,5, 3 en 3,5 in de loop van de tijd.

Figuur 3e toont de helderheidsscore (L*-score) van monster A bij 75 °C bij pH 3 en 3,5 in de loop van de tijd. Figuur 3f toont de troebelheidsscore van monster A bij 75 °C bij pH 3 en 3,5 in de loop van de tijd. 5 GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinders hebben ontdekt dat uit graanmateriaal, in het bijzonder BSG, een zeer goed wateroplosbaar eiwitisolaat met een hoog eiwitgehalte kan worden geïsoleerd. Dit isolaat heeft een bijzonder verbeterde oplosbaarheid in water bij lage pH's, zoals lager dan pH 7, terwijl BSG-eiwitten bij deze pH's gewoonlijk een lage wateroplosbaarheid vertonen. Deze verbetering in oplosbaarheid wordt bewerkstelligd door eiwithoudend materiaal, dat door hydrolyse uit BSG is geïsoleerd, te incuberen bij een pH van 2 tot 5 en bij voorkeur bij een temperatuur van 5 tot 70 °C. Zonder aan een theorie gebonden te willen zijn, denken de uitvinders dat een gedeelte van het eiwithoudende materiaal in dit pH-bereik mogelijk geen netto elektrische lading heeft, waardoor de oplosbaarheid in waterige media wordt verminderd. De incubatieomstandigheden die door de onderhavige uitvinders zijn ontwikkeld, zorgen voor een maximale verbetering van de oplosbaarheid van het resterende eiwithoudende materiaal wanneer het materiaal dat onder de incubatieomstandigheden neerslaat, wordt verwijderd. De werkwijze van de verwijdering van dit materiaal en de verdere behandeling van het eiwithoudende materiaal kan een verdere verbetering geven van de oplosbaarheid van het eiwitisolaat en in het bijzonder de stabiliteit van het eiwitisolaat in een zure waterige oplossing gedurende langere tijdsperioden, bijvoorbeeld weken, maanden of jaren.

Het proces van de onderhavige uitvinding kan de oplosbaarheid bij lage pH verbeteren zonder dat er zware of langdurige hydrolyseomstandigheden nodig zijn, zoals gangbaar bij de productie van eiwitisolaten uit de stand der techniek. Zware of langdurige omstandigheden kunnen resulteren in een hoger aandeel eiwitfragmenten met een lager molecuulgewicht in het product, wat kan bijdragen aan een bittere smaak in het eiwitisolaat, wat mogelijk niet wenselijk is voor voedingsmiddel- en dranktoepassingen.

Met het oog op het bovenstaande is het eiwitisolaat van de onderhavige uitvinding bij uitstek geschikt voor voedingsmiddel- en dranktoepassingen, in het bijzonder voor de verrijking van zure koolzuurhoudende dranken.

6 BE2023/6033

Gelet op het voorgaande is de onderhavige uitvinding in een eerste aspect gericht op een eiwitisolaat dat uit een graanmateriaal, bij voorkeur bierbostel, wordt geïsoleerd, waarbij het eiwitisolaat: een eiwitgehalte heeft van ten minste 60% droge materie op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25; en een oplosbaarheid heeft van ten minste 90%, bij voorkeur ten minste 95%, in water bij een pH lager dan 7 en een eiwitconcentratie van 2% droge materie op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

Het graanmateriaal van de onderhavige uitvinding kan bierbostel, gerst, gerstemout, rijst, maïs en combinaties daarvan zijn. Bij voorkeur is het graanmateriaal bierbostel.

Bierbostel “Brewer’s spent grain” (BSG, bierbostel) is een bijproduct van de brouwerijsector na de maischstap. Op dit punt in het brouwproces gaat de oplosbare fractie (het zogenaamde 'wort’) de verdere brouwstappen in, terwijl de onoplosbare fractie wordt verwijderd. Deze onoplosbare fractie is bierbostel. De gebruikte bierbostel in het proces van de onderhavige uitvinding wordt bij voorkeur verkregen nadat is gebrouwen met granen, omvattende gerst en, optioneel, een of meer andere granen of andere zetmeelhoudende materialen, bijvoorbeeld rijst, haver, tarwe, maïs, sorghum, cassave en/of gierst, in het bijzonder rijst, maïs, sorghum en/of cassave, meer in het bijzonder rijst en/of maïs. Het verdient de meeste voorkeur dat de bierbostel wordt verkregen uit brouwen met gerst of een mengsel van gerst en rijst of maïs, bij voorkeur rijst.

Overeenkomstig het bovenstaande kan de bierbostel 100% gerstbostel omvatten.

Optioneel kan de bierbostel 20% tot 100% gerstbostel op basis van het gewicht van de bierbostel omvatten, bij voorkeur 45% tot 70% op gewichtsbasis, bijvoorbeeld 45%, 50%, 55%, 60%, 65% of 70% gerstbostel op basis van het gewicht van de bierbostel. In het geval dat de bierbostel een mengsel is van gerstbostel en rijstbostel of maïsbostel, kan de rijstbostel of de maïsbostel aanwezig zijn in een hoeveelheid van 0% tot 80% op basis van het gewicht van de bierbostel, bij voorkeur 30% tot 55%, bijvoorbeeld 30%, 35%, 40%, 45%, 50% of 55% op basis van het gewicht van de bierbostel.

7 BE2023/6033

Eiwitgehalte

Zoals hier gebruikt heeft “eiwitgehalte/-concentratie/-hoeveelheid” betrekking op het eiwitgehalte zoals gemeten volgens de Dumas-werkwijze (omrekeningsfactor 6,25), in het bijzonder volgens AOAC 990.03 of AOAC 992.15. Andere uit de stand der techniek bekende werkwijzen, zoals de Kjeldahl-werkwijze (omrekeningsfactor 6,25), kunnen ook worden gebruikt, om in wezen hetzelfde resultaat op te leveren. Het eiwitgehalte van het eiwitisolaat kan ten minste 60% droge materie op gewichtsbasis zijn, bij voorkeur 65 tot 95% droge materie op gewichtsbasis, bijvoorbeeld 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94 of 95% droge materie op gewichtsbasis.

Oplosbaarheid in water

Het eiwitisolaat is zeer goed oplosbaar in water, vooral bij lage pH. Het eiwitisolaat kan een wateroplosbaarheid hebben als getoond in figuur 1b. Bij lagere eiwitconcentraties is de wateroplosbaarheid zeer hoog Zo kan de oplosbaarheid in water bij een pH van 2 tot 6 en een eiwitconcentratie van 2% droge materie op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze (omrekeningsfactor van 6,25), ten minste %, bij voorkeur ten minste 95%, met meer voorkeur ten minste 98%, bijvoorbeeld 95, 96, 97, 98, 99 of 100%, zijn.

Bij hogere eiwitconcentraties is de wateroplosbaarheid zeer hoog. Bij een eiwitconcentratie tot 15% op gewichtsbasis kan de oplosbaarheid van het eiwitisolaat in water bijvoorbeeld ten minste 65% (bijvoorbeeld 65, 70, 75, 80, 85, 90 of 95%) zijn bij een pH van 2 tot 6. Bij een pH van ongeveer 3 tot ongeveer 5 kan de wateroplosbaarheid bij een eiwitconcentratie van 15% ten minste 70% zijn en bij een pH van 4 tot 5 kan de wateroplosbaarheid ten minste 90% zijn.

Bij een eiwitconcentratie tot 10% droge materie op gewichtsbasis kan de oplosbaarheid ervan in water ten minste 80% (bijvoorbeeld 80, 85, 90 of 95%) zijn bij een pH van 2 tot 6. Bij een pH van ongeveer 3 tot ongeveer 6 kan de wateroplosbaarheid bij een eiwitconcentratie tot 10% droge materie op gewichtsbasis ten minste 90%, bij voorkeur 90% tot 95%, bedragen.

Zelfs bij een eiwitconcentratie van 20% op gewichtsbasis is de wateroplosbaarheid zeer hoog. Bij een pH van 2 tot 6 kan de wateroplosbaarheid bijvoorbeeld ten minste 50%,

8 BE2023/6033 bijvoorbeeld 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80 of 85% zijn. Bij deze concentratie kan de wateroplosbaarheid ten minste 75% zijn bij een pH van 4 tot 8 en ongeveer 60% bij pH 3. Bij een pH die tussen 4 tot 6 ligt, kan de wateroplosbaarheid ten minste 75%, bijvoorbeeld 75, 80 of 85%, zijn.

De oplosbaarheid in water van het eiwitisolaat kan ten minste 5% hoger zijn (vooral bij een pH van 2 tot 6 en een temperatuur van 20 °C en een eiwitconcentratie van 2% droge materie op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze met een omrekeningsfactor van 6,25) dan een eiwitisolaat dat is geproduceerd zonder de stap van het incuberen van de vloeibare eiwitstroom bij een pH van 2 tot 5 en bij voorkeur bij een temperatuur van 5 tot 70 °C (hier aangeduid als een zuursolubilisatie- of - stabilisatieproces). Het eiwitisolaat kan bijvoorbeeld een oplosbaarheid in water bij een pH van 2 tot 5 hebben die ten minste 10% hoger is dan die van een eiwitisolaat dat zonder een zuursolubilisatieproces is geproduceerd, bij voorkeur 10 tot 15% of 10 tot 20%, bijvoorbeeld 10, 11, 12, 13, 14, 15, 18, 17, 18, 19 of 20%, bij een pH van 2 tot 6 en een temperatuur van 20 °C en een eiwitconcentratie van 2% droge materie op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze (omrekeningsfactor van 6,25).

De hoge oplosbaarheid van het eiwitisolaat in water bij uiteenlopende eiwitconcentraties maakt het eiwitisolaat een veelzijdig product voor het verrijken van voedingsmiddelen en dranken. In het bijzonder is het eiwitisolaat zeer goed geschikt voor opname in dranken, in het bijzonder zure koolzuurhoudende dranken.

Het komt algemeen voor dat oplosbare eiwitisolaten tijdens bewaring neerslaan. De hoge oplosbaarheid in water van het eiwitisolaat van de onderhavige uitvinding blijft echter behouden, zelfs na bewaring in een waterige oplossing gedurende langere perioden. Dit is vooral voordelig voor het gebruik ervan in dranken, die vóór consumptie mogelijk dagen, weken of maanden bij koelkasttemperaturen (bijv. 4 °C) worden bewaard. Het eiwitisolaat kan bij een concentratie van 2,5% eiwit op gewichtsbasis wateroplosbaar zijn en blijven na bewaring in water bij 4 °C gedurende ten minste 1 week, bij voorkeur 1 tot 4 weken, bijvoorbeeld 1, 2, 3 of 4 weken, met meer voorkeur ten minste een maand, met meer voorkeur ten minste 6 maanden, bijvoorbeeld 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 of 12 maanden, met meer voorkeur ten minste een jaar. Gedurende deze tijdsperioden kan er geen of in hoofdzaak geen neerslag of bezinking van het

9 BE2023/6033 eiwitisolaat in oplossing zijn. Na bewaring onder de bovenstaande omstandigheden gedurende deze tijdsperioden kan de wateroplosbaarheid ten minste 95% zijn.

Troebelheidsanalyse

Het eiwitisolaat kan een troebelheidswaarde hebben van minder dan 65%, zoals gemeten met de ASTM D1003-werkwijze, bij voorkeur minder dan 40%, met meer voorkeur 5 tot 35%, bij een pH van 3,5 en een eiwitconcentratie van 2,5%, zoals gemeten met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

De troebelheidswaarde kan bijvoorbeeld 5, 10, 15, 20, 25, 30 of 35% zijn, zoals gemeten met de ASTM D1003-werkwijze, bij een pH van 3,5 en een eiwitconcentratie van 2,5%, zoals gemeten met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

Kleur

De kleur van eiwitisolaten die kunnen worden gebruikt ter verrijking of aanvulling van voedingsmiddelen en dranken is van belang omdat het eiwitisolaat bij voorkeur een minimale of geen invloed heeft op het uiterlijk van het voedingsmiddel of de drank. De kleur van een materiaal is te beschrijven aan de hand van de CIELAB-kleurruimte (of

L*a*“b*-kleurruimte), gedefinieerd door de Internationale Commissie voor

Verlichtingskunde (CIE). Hiermee wordt kleur uitgedrukt in drie waarden: L* voor de perceptuele helderheid en a* en b* voor de vier unieke kleuren van het menselijk zicht: rood, groen, blauw en geel. De L*-waarde 0 levert zwart op en een L*-waarde van 100 geeft diffuus wit aan. De L*-score is voor de onderhavige uitvinding de beste indicator van de kleur van het product, en van de geschiktheid om het te mengen met andere ingrediënten in voedingsmiddelen en dranken, en wordt daarom als zodanig hier gebruikt.

Het BSG uitgangsmateriaal kan in oplossing bij een gehalte van 10% droge materie een

L*-score hebben van 10 tot 50, zoals gemeten met de CIELAB-werkwijze. Optioneel kan de BSG in oplossing bij een gehalte van 10% droge materie een L*-score hebben van 30 tot 50, bijvoorbeeld 30, 35, 40, 45 of 50. Bijgevolg heeft het bierborstel- uitgangsmateriaal in oplossing doorgaans een donkerrode/bruine kleur. Het eiwitisolaat van de onderhavige uitvinding kan echter een L*-score van ten minste 50 hebben, wat een gele/lichtbruine oplossing geeft. Bijgevolg is het eiwitisolaat zeer geschikt voor menging met voedingsmiddelen en dranken zonder het uiterlijk ervan significant en/of

10 BE2023/6033 negatief te beïnvloeden. De L*-score kan bij voorkeur 75 tot 100 zijn, met meer voorkeur 85 tot 98, bijvoorbeeld 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, of 98, zoals gemeten met de CIELAB-werkwijze. Bij deze L*-scorewaarden heeft het eiwitisolaat in oplossing een lichte gebroken witte/gele kleur, en is het aldus gemakkelijk mengbaar met andere ingrediënten om voedingsmiddel- en drankproducten te produceren zonder het uiterlijk ervan te beïnvloeden. Het kan de voorkeur verdienen om door opname van het optionele bleekproces in het proces van de onderhavige uitvinding tot deze hogere

L*-scorewaarden te komen.

Het eiwitisolaat kan een L*-score hebben van ten minste 70, bij voorkeur 85 tot 98, zoals gemeten met de CIELAB-werkwijze bij een pH van 3,5 en een eiwitconcentratie van 2,5%, zoals gemeten met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25. De L*-score kan bijvoorbeeld 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97 of 98 zijn, zoals gemeten met de CIELAB-werkwijze bij een pH van 3,5 en een eiwitconcentratie van 2,5%, zoals gemeten met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

Molecuulgewicht

Het molecuulgewichtsprofiel van het eiwitisolaat kan zijn zoals beschreven in figuur 2a of 2b. Het eiwitisolaat kan een gemiddeld molecuulgewicht hebben, bij voorkeur een modusgemiddeld of een aantalgemiddeld molecuulgewicht, in het bereik van 5.000 tot 30.000 Da, bij voorkeur 5.000 tot 10.000 Da.

Met voordeel verschaft het molecuulgewichtsprofiel van het eiwitisolaat het isolaat een wenselijk smaakprofiel. In dit opzicht kan het eiwitisolaat een relatief hoog aandeel aan eiwitfragmenten hebben met een molecuulgewicht van ten minste 1.000 Da. Het percentage aan eiwit in het eiwitisolaat met een molecuulgewicht van 1.000 Da is ten minste 75% op basis van het gewicht van het eiwitisolaat, bij voorkeur 75 tot 98% op gewichtsbasis, bijvoorbeeld 75, 80, 85, 90, 95 of 98% op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

Het eiwitisolaat heeft een bijzonder hoog percentage eiwit in het molecuulgewichtbereik van 3.000 tot 30.000 Da. Dit percentage kan ten minste 45% op basis van het gewicht van het eiwitisolaat, bij voorkeur 50 tot 75% op basis van het gewicht van het eiwitisolaat, zijn. Het percentage van het eiwit in het eiwitisolaat met een molecuulgewicht in het

11 BE2023/6033 bereik van 3.000 tot 10.000 Da kan ten minste 30%, bij voorkeur 35 tot 50%, op basis van het gewicht van het eiwitisolaat zijn. Het percentage aan eiwit met een molecuulgewicht in het bereik van 3.000 tot 10.000 Da kan ten minste 2% op gewichtsbasis hoger, bij voorkeur 3 tot 8% op gewichtsbasis hoger, zijn dan een eiwitisolaat dat zonder een zuursolubilisatiestap is geproduceerd, bijv. monster B.

Het eiwitisolaat heeft ook een hoog percentage aan eiwit met een molecuulgewicht in het bereik van ten minste 30.000 Da. Dit percentage kan ten minste 3%, bij voorkeur 5 tot 10%, zijn. Dit percentage kan ten minste 5% lager, bij voorkeur 7,5 tot 12,5% lager, zijn dan voor een eiwitisolaat dat zonder een zuursolubilisatiestap is geproduceerd, bijv. monster B.

Het eiwitisolaat bevat een laag aandeel aan eiwitfragmenten met een laag molecuulgewicht, bijv. 1000 Da of minder. Zo kan bijvoorbeeld het percentage aan eiwit in het eiwitisolaat met een molecuulgewicht van 500 tot 1000 Da minder zijn dan 15% op basis van het gewicht van het eiwitisolaat, bij voorkeur 2 tot 12% op gewichtsbasis, bijvoorbeeld 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 of 12% op gewichtsbasis. Het percentage aan eiwit in het eiwitisolaat met een molecuulgewicht van 0 tot 500 Da is minder dan 10% op basis van het gewicht van het eiwitisolaat, bij voorkeur 1 tot 5% op gewichtsbasis, bijvoorbeeld 1, 2, 3, 4, 5% op gewichtsbasis. Het lage aandeel aan eiwitfragmenten met een molecuulgewicht van 1000 Da of minder, in het bijzonder 500 Da of minder, heeft een voordelige invloed op het smaakprofiel van het eiwitisolaat en kan de bitterheid van bittere smaken verminderen in vergelijking met eiwitisolaten met een hoger aandeel aan eiwitfragmenten in deze molecuulgewichtbereiken.

Proces

De voordelige eigenschappen van het eiwitisolaat van de onderhavige uitvinding kunnen voortkomen uit het proces waarmee het wordt gemaakt. Bijgevolg is de onderhavige uitvinding in een ander aspect gericht op een proces voor het produceren van een eiwitisolaat uit een graanmateriaal, waarbij het proces omvat: a) het onderwerpen van een waterige slurry van het graanmateriaal aan enzymatische eiwithydrolyse om een vloeibare eiwitstroom, omvattende eiwithoudend materiaal, te produceren; b) het verwijderen van vaste stoffen uit de vloeibare eiwitstroom;

12 BE2023/6033 c) het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan een eerste filtratieproces, omvattende een of meer filtratiestappen; d) het incuberen van de vloeibare eiwitstroom bij een pH van 2 tot 5, bij voorkeur bij een temperatuur van 5 tot 70 °C; e) het verwijderen van vaste stoffen uit de vloeibare eiwitstroom; f) optioneel het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan een tweede filtratieproces, omvattende een of meer filtratiestappen; en g) het verwerken van de vloeibare eiwitstroom om het eiwitisolaat te produceren.

Enzymatische eiwithydrolyse

De waterige slurry wordt gevormd door menging van het graanmateriaal en water. De verhouding van water tot graanmateriaal (gewicht droge materie) in de waterige slurry is bij voorkeur 8:1 tot 12:1, bij voorkeur 10:1 tot 11:1. De waterige slurry wordt bij voorkeur gevormd in een dubbelwandig mengvat, bij voorkeur met verwarmingsmiddelen.

De waterige slurry wordt onderworpen aan enzymatische eiwithydrolyse om een vloeibare eiwitstroom te produceren. Desgewenst kan het graanmateriaal voor en/of tijdens deze stap worden onderworpen aan deeltjesgrootteverkleining. Een willekeurige geschikte techniek voor grootteverkleining kan worden gebruikt, bijvoorbeeld malen.

Voorafgaand aan enzymatische eiwithydrolyse wordt de waterige slurry bij voorkeur onderworpen aan enzymatische zetmeelhydrolyse. De enzymatische zetmeelhydrolyse omvat bij voorkeur een behandeling met een glucoamylase-enzym. Geschikte glucoamylase-enzymen omvatten die die worden gebruikt in de brouwerijsector en kunnen bijvoorbeeld worden verkregen bij EDC (Enzyme Development Corporation,

New York) of Novozymes.

De enzymatische zetmeelhydrolyse wordt bij voorkeur uitgevoerd bij de natuurlijke pH van de waterige slurry. De pH kan bijvoorbeeld ongeveer 4,5 tot ongeveer 6,5 zijn (bijvoorbeeld 4,5, 5, 5,5, 6 of 6,5, of een willekeurige tussenliggende waarde).

De enzymatische zetmeelhydrolyse wordt bij voorkeur uitgevoerd bij een temperatuur van ongeveer 50 °C tot ongeveer 65 °C (bijvoorbeeld 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63 of 65 °C, of een willekeurige tussenliggende temperatuur).

13 BE2023/6033

De enzymatische zetmeelhydrolyse wordt bij voorkeur uitgevoerd gedurende een periode van ten minste ongeveer 15 minuten, bij voorkeur ten minste ongeveer 20 minuten, en tot ongeveer 60 minuten, bij voorkeur ongeveer 45 minuten. De enzymatische zetmeelhydrolyse kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd gedurende een periode van 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 of 60 minuten, of een willekeurige tussenliggende periode.

De enzymatische zetmeelhydrolyse wordt bij voorkeur uitgevoerd tot ten minste ongeveer 90% op gewichtsbasis, bij voorkeur ten minste ongeveer 95% op gewichtsbasis, van het begingehalte aan zetmeel is gehydrolyseerd tot suikers (d.w.z. tot glucose en/of tot andere wateroplosbare sachariden, waaronder disachariden en andere oligosachariden met een korte keten).

De enzymatische eiwithydrolyse omvat bij voorkeur een behandeling met een protease- enzym. Het protease-enzym is bij voorkeur een protease-enzym van levensmiddelenkwaliteit, bij voorkeur een serineprotease. Bij voorkeur is dit een alkalisch protease, bij voorkeur een endopeptidase, bij voorkeur een serine-endopeptidase.

Geschikte protease-enzymen kunnen bijvoorbeeld worden verkregen bij Novozymes of

EDC (Enzyme Development Corporation, New York).

De enzymatische eiwithydrolyse wordt bij voorkeur uitgevoerd bij een pH van ongeveer 7 tot ongeveer 10 (bijvoorbeeld 7, 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5 of een willekeurige tussenliggende waarde), bij voorkeur bij een pH van ongeveer 9. De doel-pH kan worden bereikt door voorafgaand aan de behandeling met het enzym een alkali zoals natrium- en/of kaliumhydroxide toe te voegen.

De enzymatische eiwithydrolyse wordt bij voorkeur uitgevoerd bij een temperatuur van ongeveer 50 °C tot ongeveer 75 °C (bijvoorbeeld 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74 of 75 °C, of een willekeurige tussenliggende temperatuur), bij voorkeur ongeveer 55 °C tot ongeveer 68°C, bij voorkeur ongeveer 55 °C tot ongeveer 65 °C.

De enzymatische eiwithydrolyse wordt bij voorkeur uitgevoerd gedurende een periode van ten minste ongeveer 15 minuten, bij voorkeur ten minste ongeveer 20 minuten, en

14 BE2023/6033 tot ongeveer 80 minuten, bij voorkeur ongeveer 60 minuten. De enzymatische eiwithydrolyse kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd gedurende een periode van 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 of 80 minuten, of een willekeurige tussenliggende periode.

De enzymatische eiwithydrolyse wordt bij voorkeur uitgevoerd tot een hydrolysegraad (dH) tussen 1 en 10 (bijvoorbeeld 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 of 10, of een willekeurige tussenliggende waarde) is bereikt, bij voorkeur tot een dH tussen 2 en 8, met meer voorkeur 3 tot 5, is bereikt. Zoals hier gebruikt, kan de dH worden bepaald onder gebruikmaking van de pH-stat-werkwijze, door alkali (bijv. NaOH) toe te voegen en de volgende formule toe te passen:

BxN

A= MD C 2) My) * 100 gew.% waarbij B het verbruikte volume alkali (ml) is, Ns de normaliteit van de alkali is, a de gemiddelde dissociatiegraad van aminozuren is (doorgaans wordt hier 0,93 gebruikt), hot het totale gehalte aan peptidebindingen (of aminozuurgehalte) in 1 g eiwit is (meg/g; doorgaans wordt hier 9 meg/g gebruikt) en Mp de massa van het aanwezige eiwit (g) is.

De enzymatische zetmeelhydrolyse (indien uitgevoerd) en de enzymatische eiwithydrolyse vinden bij voorkeur plaats in het dubbelwandige mengvat waarin de waterige slurry wordt gevormd.

Na de enzymatische eiwithydrolyse wordt (worden) het (de) enzym(en) bij voorkeur geïnactiveerd door verhoging van de temperatuur, bijvoorbeeld tot ongeveer 75 tot ongeveer 90 °C (bijvoorbeeld ongeveer 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89 of 90 °C, of een willekeurige tussenliggende temperatuur), bij voorkeur tot ongeveer 80 °C, gedurende tot ongeveer 35 minuten, bijvoorbeeld tot ongeveer 25 minuten, gedurende bijvoorbeeld tot ongeveer 10, 15, 20 of 25 minuten, of gedurende een willekeurige tussenliggende tijdsduur.

Na de enzymatische eiwithydrolyse worden vaste stoffen verwijderd uit de vloeibare eiwitstroom. De verwijdering van vaste stoffen gebeurt bij voorkeur door decantatie, bij voorkeur onder gebruikmaking van decantatiecentrifuges. Op de vaste stoffen kan druk

15 BE2023/6033 worden uitgeoefend voor het maximaliseren van de terugwinning van vloeibare eiwitstroom, bijvoorbeeld onder gebruikmaking van een schroefpers.

De vaste stoffen die uit de vloeibare eiwitstroom worden verwijderd, worden bij voorkeur gewassen met water en het resulterende waswater wordt dan gecombineerd met de vloeibare eiwitstroom, opnieuw voor het maximaliseren van de terugwinning van eiwitten.

Eerste filtratieproces

De vloeibare eiwitstroom wordt dan onderworpen aan microfiltratie om een eiwit omvattend microfiltratiepermeaat, dat kan worden aangeduid als de vloeibare eiwitstroom, en een microfiltratieretentaat, te verkrijgen. De microfiltratie wordt bij voorkeur uitgevoerd onder gebruikmaking van een keramisch microfiltratiemembraan.

De microfiltratie wordt bij voorkeur uitgevoerd onder gebruikmaking van een microfiltratemembraan met een poriëngrootte van 0,03 tot 0,5 um (bijvoorbeeld 0,05, 0,1, 0,15, 0,2, 0,25, 0,3, 0,35, 0,4, 0,45 of 0,5 um, of een willekeurige tussenliggende waarde), bij voorkeur 0,03 tot 0,25 um, bij voorkeur 0,05 tot 0,2 um, bij voorkeur 0,07 tot 0,13 um (bijvoorbeeld 0,07, 0,08, 0,09, 0,10, 0,11, 0,12 of 0,13 um, of een willekeurige tussenliggende waarde). Geschikte microfiltratiemembranen zijn te verkrijgen bij Pall

Corporation. De microfiltratie omvat bij voorkeur een diafiltratiestap.

Het microfiltratieretentaat kan worden onderworpen aan enzymatische eiwithydrolyse in een rehydrolysestap, en het vloeibare product van de rehydrolysestap kan worden gecombineerd met de vloeibare eiwitstroom. Rehydrolyse van het microfiltratieretentaat kan de terugwinning van eiwitten met voordeel verbeteren.

Het microfiltratiepermeaat wordt onderworpen aan nanofiltratie bij een aangelegde druk van 1,0 bar (100 kPa) tot 8,0 bar (800 kPa) om een nanofiltratiepermeaat en een eiwit omvattend nanofiltratieretentaat te verkrijgen, dat kan worden aangeduid als de vloeibare eiwitstroom. De aangelegde druk is een algemeen bekend begrip in het gebied van filtratie en heeft betrekking op de druk waarmee de toevoer naar het filtratemembraan wordt toegevoerd. De druk wordt doorgaans geregeld door een toevoerpomp en geregeld door druksensoren om te zorgen voor handhaving van een constante doeltoevoerdruk.

18 BE2023/6033

Nanofiltratie wordt doorgaans uitgevoerd bij een aangelegde druk van ten minste ongeveer 10 bar (1.000 kPa) en tot ongeveer 40 bar (4.000 kPa). De onderhavige uitvinders hebben geconstateerd dat door nanofiltratie bij een lagere aangelegde druk van 1 bar (100 kPa) tot 10 bar (800 kPa) uit te voeren, een eiwitisolaat met een gunstiger smaak- en oplosbaarheidsprofiel kan worden geproduceerd.

De nanofiltratie kan worden uitgevoerd bij een aangelegde druk van 1,3 bar (130 kPa) tot 3,3 bar (330 kPa), bij voorkeur 1,4 bar (140 kPa) tot 3,2 bar (320 kPa), bij voorkeur 1,5 bar (150 kPa) tot 3 bar (300 kPa). De nanofiltratie kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd bij een aangelegde druk van 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2 of 3,3 bar (130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320 of 330 kPa), of een willekeurige tussenliggende waarde.

De nanofiltratie wordt bij voorkeur uitgevoerd onder gebruikmaking van een nanofiltratemembraan met een molecuulgewicht-afkapwaarde (MWCO) van 500 tot 2.000 Da, bij voorkeur 800 tot 2.000 Da, bij voorkeur 800 tot 1.200 Da. Nanofiltratie kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd onder gebruikmaking van een nanofiltratiemembraan met een molecuulgewicht-afkapwaarde (MWCO) van 500, 600, 700, 800, 900, 1.000, 1.100, 1.200, 1.300, 1.400, 1.500, 1.600, 1.700, 1.800, 1.900 of 2.000 Da, of een willekeurige tussenliggende waarde. Geschikte microfiltratemembranen zijn te verkrijgen bij MICRODYN-NADIR.

Het nanofiltratieretentaat heeft bij voorkeur een totaal vastestofgehalte van 15 tot 25% op gewichtsbasis, bij voorkeur 18 tot 22% op gewichtsbasis, en een eiwitgehalte (% droge materie op gewichtsbasis) van ten minste 80%, bij voorkeur ten minste 85%, zoals bepaald met AOAC 990.03 of AOAC 992.15.

Optioneel bleekproces

Optioneel kan het proces van de onderhavige uitvinding een stap omvatten van het bleken van de vloeibare eiwitstroom met een bleekmiddel. Het bleken van de vloeibare eiwitstroom kan de helderheid van het eiwitisolaat vergroten, waardoor het eiwitisolaat mogelijk minder invloed heeft op de visuele eigenschappen van een voedingsmiddel of drank waarin het wordt opgenomen.

17 BE2023/6033

Het bleekproces kan plaatsvinden tussen stappen (c) en (d), d.w.z. het bleken kan plaatsvinden tussen het eerste filtratieproces (stap c)) en de stap van het incuberen van de vloeibare eiwitstroom (stap d)).

Het bleekproces kan de volgende stappen omvatten: het bleken van de vloeibare eiwitstroom met een bleekmiddel; en het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan nanofiltratie om een nanofiltratiepermeaat en een nanofiltratieretentaat te verkrijgen, waarbij het nanofiltratieretentaat de vloeibare eiwitstroom omvat.

De stap van het bleken kan het behandelen van de vloeibare eiwitstroom met een bleekmiddel bij een temperatuur van ten minste 50 °C en een pH van ten minste 5 omvatten. De temperatuur tijdens de stap van het bleken kan 50 tot 100 °C, bij voorkeur 70 tot 98 °C, met meer voorkeur 80 tot 95 °C, bijvoorbeeld 80, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94 of 95 °C, zijn. Hoge temperaturen (d.w.z. 80 °C en hoger) verdienen de voorkeur om het tijdsbestek waarin het bleken plaatsvindt te verkorten. De pH tijdens de stap van het behandelen van de vloeibare eiwitstroom met een bleekmiddel kan belangrijk zijn omdat een lage pH kan leiden tot neerslag van het eiwithoudende materiaal. De pH tijdens het bleken kan 5 tot 10, bij voorkeur 6 tot 9,5, met meer voorkeur 7 tot 8, zijn.

In voorkeursuitvoeringsvormen is het bleekmiddel er een of meer die zijn gekozen uit de groep bestaande uit natriummetabisulfiet, kaliummetabisulfiet, benzoylwaterstofperoxide, ureumwaterstofperoxide en waterstofperoxide, bij voorkeur waarbij het bleekmiddel waterstofperoxide is. Het waterstofperoxide kan worden verschaft in een concentratie van 20 tot 45% (gew./gew.) in waterige oplossing, bijvoorbeeld 35% (gew./gew.) in waterige oplossing.

De gebruikte hoeveelheid bleekmiddel die wordt gebruikt in de bleekstap kan ten minste 0,25 mol bleekmiddel per kilogram te bleken eiwit (mol/kg eiwit) zijn, zoals bepaald met

AOAC 990.03 of AOAC 992.15. Bij voorkeur is de hoeveelheid bleekmiddel 0,5 tot 100 mol/kg eiwit, met meer voorkeur 1 tot 75 mol/kg, met meer voorkeur 2 tot 50 mol/kg eiwit, met meer voorkeur 2,5 tot 5 mol/kg eiwit, bijvoorbeeld 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3, 3,1,

18 BE2023/6033 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9 of 5 mol/kg eiwit, of een willekeurige tussenliggende waarde.

De gebruikte hoeveelheid bleekmiddel die wordt gebruikt in de bleekstap kan ook worden beschreven in gram bleekmiddel per kilogram te bleken eiwit (g/kg eiwit), zoals bepaald met AOAC 990.03 of AOAC 992.15. Dienovereenkomstig kan de hoeveelheid bleekmiddel ten minste 10 g/kg eiwit, bij voorkeur 17,5 tot 1750 g/kg eiwit, bij voorkeur 35 tot 875 g/kg, bij voorkeur 52,5 g/kg eiwit tot 210 g/kg eiwit, met meer voorkeur 85 tot 175 g/kg eiwit, met meer voorkeur 110 tot 150 g/kg eiwit, bijvoorbeeld 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145 of 150 g/kg eiwit, zijn, of een willekeurige tussenliggende waarde.

Zoals hierboven vermeld, kan het bleekmiddel worden toegevoegd als een verdunde oplossing, die een oplossing in water kan zijn van 20 tot 45% (gew./gew.), bij voorkeur 30 tot 40% (gew./gew.), met meer voorkeur 35% (gew./gew.). Als verdunde oplossing kan het bleekmiddel worden toegevoegd in een hoeveelheid van ten minste 10 gram bleekmiddel per kilogram eiwit (g/kg eiwit), zoals bepaald met AOAC 990.03 of AOAC 992.15, bij voorkeur 17,5 tot 1750 g/kg eiwit, bij voorkeur 50 tot 750 g/kg eiwit, met meer voorkeur 250 g/kg tot 500 g/kg eiwit, met meer voorkeur 325 tot 425 g/kg eiwit, bijvoorbeeld 325, 330, 335, 340, 345, 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 390, 395, 400, 405, 410, 415, 420 of 425 g/kg eiwit.

Het incuberen van de vloeibare eiwitstroom

De stap van het incuberen van de vloeibare eiwitstroom is in het bijzonder van belang om de voordelige kenmerken van het eiwitisolaat te verschaffen. Deze stap heeft tot doel om de eiwitfragmenten die de grootste negatieve invloed op de wateroplosbaarheid bij een pH lager dan 7 hebben te laten neerslaan, zodat ze door latere filtratiestappen kunnen worden verwijderd. Met andere woorden, deze stap kan een zuursolubilisatie- of stabilisatiestap zijn. Dit doel moet echter worden afgewogen tegen de noodzaak om een hoog eiwitgehalte te handhaven en een wenselijk smaakprofiel te handhaven.

De eiwitoplosbaarheid is afhankelijk van een aantal factoren, zoals temperatuur, pH, concentratie en de aard van de eiwitfragmenten. De onderhavige uitvinders hebben geconstateerd dat er tussen deze factoren een complex onderling verband bestaat, in het bijzonder pH en temperatuur.

19 BE2023/6033

Gelet op het bovenstaande kan de stap van het incuberen worden uitgevoerd bij een pH van 2 tot 5, bij voorkeur 3 tot 4, bijvoorbeeld 3, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9 of 4. In één uitvoeringsvorm kan de pH ongeveer 3,5 zijn. Bij pH's die binnen deze bereiken vallen, kan het zijn dat het zuuronstabiele eiwithoudende materiaal geen netto elektrische lading heeft. De uitvinders hebben geconstateerd dat incubatie bij deze pH's een voordelige invloed heeft op de wateroplosbaarheid van het isolaat.

De stap van het incuberen wordt bij voorkeur uitgevoerd bij 5 tot 70 °C. Deze kan worden uitgevoerd bij een temperatuur van 10 tot 30 °C, met meer voorkeur 15 tot 25 °C, bijvoorbeeld 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 of 25 °C. De onderhavige uitvinders hebben een aantal incubatietemperaturen getest, voordat ze tot deze voorkeursbereiken zijn gekomen. Bij lagere temperaturen kan aanzienlijke eiwitneerslag optreden, waardoor het eiwitgehalte van het isolaat kan dalen, terwijl bij hogere temperaturen bepaalde eiwitten beter oplosbaar worden terwijl andere coaguleren en neerslaan, wat invloed heeft op het profiel van het isolaat.

Incubatie binnen de pH en de voorkeurstemperatuurbereiken van het onderhavige proces verschaft een oplossing met kleur- en troebelheidswaarden die gedurende lange tiidsperioden stabiel zijn (zie figuren 3a-3f), die aangeven dat zij gunstig zijn om een isolaat te verkrijgen dat gedurende langere tijdsperioden een hoge oplosbaarheid heeft.

Dienovereenkomstig kan in voorkeursuitvoeringsvormen de stap van het incuberen worden uitgevoerd bij een pH van 3 tot 4 en een temperatuur van 15 tot 25 °C.

De stap van het incuberen kan worden uitgevoerd gedurende ten minste 10 minuten, bij voorkeur 30 minuten tot 5 uur, met meer voorkeur 45 tot 90 minuten, bijvoorbeeld 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 of 90 minuten. De concentratie van het eiwithoudende materiaal zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25 tijdens de stap van het incuberen kan tot 30% vaste stof op gewichtsbasis zijn, bij voorkeur 1 tot 20% vaste stof op gewichtsbasis, met meer voorkeur 5 tot 15% vaste stof op gewichtsbasis, bijvoorbeeld 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 of 15% vaste stof op gewichtsbasis.

Volgens het voorgaande kan in voorkeursuitvoeringsvormen de stap van het incuberen worden uitgevoerd bij een pH van 3 tot 4 en een temperatuur van 15 tot 25 °C gedurende

20 BE2023/6033 45 tot 90 minuten. In deze uitvoeringsvorm kan de eiwitconcentratie 5 tot 15% vaste stof op gewichtsbasis zijn, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

Na de stap van het incuberen van het vloeibare eiwit worden de vaste stoffen verwijderd uit de vloeibare eiwitstroom. De verwijdering van vaste stoffen kan gebeuren door decantatie of centrifugatie.

De vloeibare eiwitstroom kan na het incuberen van de vloeibare eiwitstroom gepasteuriseerd worden, bijvoorbeeld door deze gedurende 30 tot 180 seconden bij 65 tot 95 °C te behandelen, bij voorkeur bij 77 °C gedurende 90 seconden.

Optionele tweede filtratieproces

De vloeibare eiwitstroom kan, nadat de vaste stoffen eruit zijn verwijderd, worden onderworpen aan een filtratieproces dat een of meer filtratiestappen omvat, dat kan worden aangeduid als het tweede filtratieproces. Bijgevolg wordt in bepaalde uitvoeringsvormen het tweede filtratieproces niet verricht en wordt in bepaalde uitvoeringsvormen het tweede filtratieproces wel verricht.

Het tweede filtratieproces kan microfiltratie omvatten. Het tweede filtratieproces kan in een eerste variatie het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan microfiltratie omvatten, die wordt uitgevoerd onder gebruikmaking van een keramisch membraan bij een temperatuur van 4 tot 70 °C. Bij voorkeur kan de temperatuur tussen 5 en 25 °C liggen, bijvoorbeeld 5, 10, 15, 20 of 25 °C. Geschikte keramische membranen worden onder meer in de handel gebracht door TAMI Industries of Pall® Corporation.

De poriëngrootte van het keramische membraan kan tot 2 um bedragen, met meer voorkeur 0,1 tot 1,5 um, bijvoorbeeld 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,8, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4 of 1,5 um. In specifieke uitvoeringsvormen kan de poriëngrootte 0,14, 0,2, 0,45, 0,8 of 1,2 um zijn. De microfiltratie kan worden uitgevoerd bij een druk van 0,5 tot 2 bar, bijvoorbeeld 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 of 2 bar. In bepaalde uitvoeringsvormen kan de druk 1 bar zijn.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de eerste variatie omvat het tweede filtratieproces het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan microfiltratie, die wordt uitgevoerd

21 BE2023/6033 onder gebruikmaking van een keramisch membraan bij een temperatuur van 5 tot 25 °C, waarbij het keramische membraan een poriëngrootte heeft van 0,1 tot 0,3 um. Dit kan worden gecombineerd met een stap van incuberen, die wordt uitgevoerd bij een pH van 3 tot 4 en een temperatuur van 15 tot 25 °C.

Volgens de voorkeursuitvoeringsvorm van de eerste variatie is de onderhavige uitvinding gericht op een proces voor het produceren van een eiwitisolaat uit een graanmateriaal, waarbij het proces omvat: a) het onderwerpen van een waterige slurry van het graanmateriaal aan enzymatische eiwithydrolyse om een vloeibare eiwitstroom, omvattende eiwithoudend materiaal, te produceren; b) het verwijderen van vaste stoffen uit de vloeibare eiwitstroom; c) het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan een eerste filtratieproces, omvattende een of meer filtratiestappen; d) het incuberen van de vloeibare eiwitstroom bij een pH van 3 tot 4 bij een temperatuur van 15 tot 25 °C; e) het verwijderen van vaste stoffen uit de vloeibare eiwitstroom; f) hetonderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan een tweede filtratieproces, omvattende het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan microfiltratie, die wordt uitgevoerd onder gebruikmaking van een keramisch membraan bij een temperatuur van 5 tot 25 °C, waarbij het keramische membraan een poriëngrootte heeft van 0,1 tot 0,3 um; en g) het verwerken van de vloeibare eiwitstroom om het eiwitisolaat te produceren.

In een tweede variatie omvat het tweede filtratieproces het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan filtratie bij minder dan 4 °C. De filtratie kan worden uitgevoerd onder gebruikmaking van cellulosefiltervellen, zoals in de handel gebracht door Pall

Corporation. De temperatuur van de filtratie dient laag te zijn, bij voorkeur —2 tot 4 °C, met meer voorkeur —0,5 tot 1,5 °C, bijvoorbeeld —0,5, 0,4, —0,3, —0,2, 0,1, 0, 0,1, 0,2, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4 of 1,5 °C.

De filtratie kan worden uitgevoerd met een of meer stabilisatiemiddelen. Deze kunnen worden gekozen uit de groep bestaande uit diatomeeënaarde, perliet, actieve kool, polyvinylpolypyrolidon, silicagel, colloïdale silica en looizuur. Zo kunnen

22 BE2023/6033 diatomeeënaarde en looizuur worden gebruikt. Deze stabilisatiemiddelen kunnen vóór de filtratie aan de te filtreren oplossing worden toegevoegd. Ze kunnen alternatief in het filter geïmpregneerd zijn, bijvoorbeeld Pall Seitz®-filtervellen.

Diatomeeënaarde (ook bekend als kiezelgoer of celiet) is doorgaans samengesteld uit silica, alumina en ijzeroxide als minder belangrijke componenten. Als diatomeeënaarde met de vloeibare eiwitstroom wordt gemengd, wordt deze gemengd tot een concentratie van 1 g/l tot 10 g/l, met meer voorkeur 3 tot 9 g/l, bijvoorbeeld 3, 4, 5, 6, 7, 8 of 9 g/l.

Looizuur kan naast diatomeeënaarde of op zichzelf worden opgenomen, bij voorkeur in een concentratie van 1 tot 20 g/hl, met meer voorkeur 10 tot 15 g/hl, bijvoorbeeld 10, 11, 12, 13, 14 of 15 g/hl.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de tweede variatie omvat het tweede filtratieproces het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan filtratie, bij voorkeur onder gebruikmaking van een cellulosefilter bij -2 tot 2 °C met diatomeeënaarde als een stabilisatiemiddel. Dit kan worden gecombineerd met een stap van incuberen, die wordt uitgevoerd bij een pH van 3 tot 4 en een temperatuur van 15 tot 25 °C.

Volgens de voorkeursuitvoeringsvorm van de tweede variatie is de onderhavige uitvinding gericht op een proces voor het produceren van een eiwitisolaat uit een graanmateriaal, waarbij het proces omvat: a) het onderwerpen van een waterige slurry van het graanmateriaal aan enzymatische eiwithydrolyse om een vloeibare eiwitstroom, omvattende eiwithoudend materiaal, te produceren; b) het verwijderen van vaste stoffen uit de vloeibare eiwitstroom; c) het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan een eerste filtratieproces, omvattende een of meer filtratiestappen; d) het incuberen van de vloeibare eiwitstroom bij een pH van 3 tot 4 bij een temperatuur van 15 tot 25 °C; e) het verwijderen van vaste stoffen uit de vloeibare eiwitstroom; f) het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan een tweede filtratieproces, omvattende het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan filtratie, bij voorkeur onder gebruikmaking van een cellulosefilter bij -2 tot 2 °C met diatomeeënaarde als een stabilisatiemiddel; en

23 BE2023/6033 g) het verwerken van de vloeibare eiwitstroom om het eiwitisolaat te produceren.

Het tweede filtratieproces kan (verder) een stap van filtratie met een stabilisatiemiddel zoals actieve kool omvatten. Met andere woorden: het tweede filtratieproces kan een stap van filtratie met actieve kool omvatten. In andere uitvoeringsvormen kan het stabilisatiemiddel er een of meer gekozen uit de groep bestaande uit diatomeeënaarde, perliet, actieve kool, polyvinylpolypyrolidon, silicagel, colloïdale silica en looizuur zijn.

Daarnaast kan een stap van filtratie met een of meer stabilisatiemiddelen worden verricht, gekozen uit de groep bestaande uit diatomeeënaarde, perliet, actieve kool, polyvinylpolypyrolidon, silicagel, colloïdale silica en looizuur, als aanvulling op of als onderdeel van ofwel de eerste, ofwel de tweede variatie van het hierboven beschreven tweede filtratieproces. Het stabilisatiemiddel is bij voorkeur actieve kool. De actieve kool kan vóór filtratie aan de vloeibare eiwitstroom worden toegevoegd of geïmpregneerd zijn in het filter. Geschikte geïmpregneerde filters zijn onder meer de Pall Seitz® AKS4

Activated Carbon Sheets.

Samengenomen kunnen de stappen van incuberen en het tweede filtratieproces worden beschreven als een zuursolubilisatie/-stabilisatieproces of een proces ter verhoging van de oplosbaarheid van het eiwitisolaat in water met een zure pH.

Verwerking voor het produceren van het eiwitisolaat

Het verwerken van de vloeibare eiwitstroom voor het produceren van het eiwitisolaat kan een stap omvatten van nanofiltratie van de vloeibare eiwitstroom met diafiltratie om een eiwit omvattend nanofiltratieretentaat te verschaffen. Het verwerken van de vloeibare eiwitstroom om het eiwitisolaat te produceren, omvat bij voorkeur verdamping ter verhoging van het totale vastestofgehalte tot een totaal vastestofgehalte van 10 tot 55% (bijvoorbeeld tot 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 of 50%, of een willekeurige tussenliggende waarde), bij voorkeur 25 tot 55%, en dan sproeidroging om het eiwitisolaat te produceren, dat de vorm van een poeder kan hebben.

Het eiwitisolaat dat met het proces wordt geproduceerd, heeft bij voorkeur een totaal vastestofgehalte van ten minste 90% op gewichtsbasis, bij voorkeur ten minste 93% op gewichtsbasis (bijvoorbeeld ten minste 90, 91, 92, 93 of 94%, of een willekeurige

24 BE2023/6033 tussenliggende waarde), en een eiwitgehalte (% droge materie op gewichtsbasis) van ten minste 60%, bij voorkeur 65 tot 95%, met meer voorkeur 70 tot 80% (bijvoorbeeld ten minste 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 of 80 of een willekeurige tussenliggende waarde), zoals bepaald met AOAC 990.03 of AOAC 992.15.

In een andere uitvoeringsvorm is de onderhavige uitvinding gericht op een eiwitisolaat dat wordt verkregen of verkrijgbaar is met het hierboven beschreven proces. Het eiwitisolaat dat met dit proces wordt geproduceerd, is het hierboven besproken eiwitisolaat en dus zijn de kenmerken en uitvoeringsvormen die met betrekking tot dat isolaat worden beschreven, evenzeer van toepassing op het eiwitisolaat dat wordt verkregen of verkrijgbaar is met het hierboven beschreven proces.

Voedingsmiddel- en drankproducten

De onderhavige uitvinding is daarnaast gericht op voedingsmiddel- of drankproducten, omvattende het hierboven gedefinieerde eiwitisolaat. De voordelige eigenschappen van het eiwitisolaat van de onderhavige uitvinding betekenen dat het bij uitstek geschikt is voor opname in voedingsmiddelen en dranken ter verhoging van het eiwitgehalte ervan en dat het de smaak, het uiterlijk en de fysische of chemische eigenschappen van het product niet significant en/of negatief beïnvloedt.

Het eiwitisolaat is bijzonder geschikt voor opname in dranken vanwege de hoge wateroplosbaarheid ervan. Door de verbeterde oplosbaarheid bij lage pH is het eiwitisolaat van de onderhavige uitvinding geschikt voor opname in zure dranken met een pH van 2 tot 6, bij voorkeur 3 tot 5.

Een ander voordeel van de voordelige eigenschappen van het eiwitisolaat is dat het in grote hoeveelheden in voedingsmiddel- of drankproducten kan worden opgenomen, zoals tot 50% droge materie op basis van het gewicht van het voedingsmiddel- of drankproduct. Bij voorkeur kan het voedingsmiddel of de drank het eiwitisolaat omvatten in een hoeveelheid van 0,1% tot 30%, met meer voorkeur 0,5 tot 20%, met nog meer voorkeur 1 tot 10%, bijvoorbeeld 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 of 10% droge materie op basis van het gewicht van het voedingsmiddel of de drank.

In voorkeursuitvoeringsvormen omvat de drank, bij voorkeur een koolzuurhoudende drank, het eiwitisolaat in een hoeveelheid van 0,5 tot 20% droge materie op basis van

25 BE2023/6033 het gewicht van de drank. De drank kan een “frisdrank” zijn, bijv. een energiedrank, een hydraterende sportdrank, een gearomatiseerde waterdrank, een drinkklare (ready-to- drink, RTD) drank zoals RTD-koffie, cola of koolzuurhoudende drank met vruchtensmaak, of een mengklare (ready-to-mix, RTM) drank. De drank kan een alcoholische drank zijn, die een gegiste alcoholische drank kan zijn, zoals een bier of cider, of een gedistilleerde alcoholische drank. De drank kan ook een alcoholvrije of alcoholarme drank zijn, zoals een alcoholvrije of alcoholarme gegiste drank. Het alcoholgehalte van deze dranken kan minder zijn dan 1% alcohol op volumebasis (alcohol by volume, ABV) of minder dan 0,5% ABV, bijvoorbeeld 0% ABV. De koolzuurhoudende drank kan worden verschaft in een fles, blik, vat of een willekeurige andere geschikte houder.

Het voedingsmiddel of de drank kan verder additieven omvatten die gebruikelijk zijn in voedingsmiddel- of drankproducten, zoals een of meer van de volgende componenten: zoetstoffen, zoals stevia, monniksvruchtenextract, sucralose en/of acesulfaam K; suiker; sappen of sapconcentraten, taurine, cafeïne, een zuur, zoals fosforzuur, citroenzuur, wijnsteenzuur, appelzuur, foliumzuur en fumaarzuur; kleurstoffen; smaakstoffen, zoals framboos, aardbei, bosvruchten, banaan, citroen-limoen, lychee, perzik, kers, mango, zwarte bes, sinaasappel, passievrucht, guave en/of guarana; vruchten- of groentesap, vitaminen en mineralen.

De onderhavige uitvinding zal nu verder worden beschreven aan de hand van de volgende niet-beperkende voorbeelden.

VOORBEELDEN

Monster A is een eiwitisolaat dat uit BSG wordt bereid volgens de algemene werkwijze zoals beschreven in WO 2021/028509 A1. Monster B is een eiwitisolaat dat wordt bereid volgens de algemene werkwijze zoals beschreven in WO 2021/028509 A1 met als extra stap dat het permeaat van de microfiltratiestap is gebleekt met gebruikmaking van waterstofperoxide (35% gew./gew.) in een hoeveelheid van 4 mol/kg eiwit bij 90 °C gedurende 100 minuten, waarna het nanofiltratie en dan sproeidroging van het nanofiltratieretentaat heeft ondergaan. Monster C wordt bereid volgens onderstaand voorbeeld 3.

26 BE2023/6033

Optimalisatie van zuursolubilisatieomstandigheden

Er werd onderzoek gedaan naar de stabiliteit van de isolaten met een lagere oplosbaarheid bij zure pH bij verschillende temperaturen en pH's om te bepalen onder welke omstandigheden de incubatiestap moest worden verricht. Monster A werd gecombineerd met water tot een concentratie van 3,5% op gewichtsbasis en al roerend geïncubeerd onder de in tabel 1 weergegeven omstandigheden.

Tabel 1

De monsters werden weggenomen na 0 minuten, 30 minuten, 3 uur, 6 uur, 8 uur, 14 uur en 24 uur en gecentrifugeerd (15 minuten bij 4000 tpm). Het supernatant werd geanalyseerd op helderheid (L*) onder gebruikmaking van de CIELAB-werkwijze (CR-5

Konica Minolta) en troebelheid (EBC-werkwijze). De resultaten worden weergegeven in figuren 3a-3f.

Incubatie bij 75 °C gaf een donkerder supernatant en een hogere troebelheid dan bij 4 °C of 20 °C, wat kan komen door een verhoogde oplosbaarheid van onstabiele eiwitten bij hogere temperatuur, die vervolgens neersloegen nadat het monster weer op omgevingstemperatuur kwam. Incubatie bij lagere temperatuur gaf een hogere troebelheid dan bij 20 °C. Men denkt dat de lagere temperaturen onstabiele eiwitten deden neerslaan. Bij 20 °C was sprake van een lage en stabiele troebelheid en elke pH- waarde bij deze temperatuur gaf vergelijkbare troebelheids- en helderheidsresultaten.

Dit geeft aan dat deze omstandigheden gunstig zijn om een isolaat met een hoge oplosbaarheid bij lage pH te verkrijgen.

Algemene werkwijze voor het produceren van zuuroplosbaar eiwitpoeder uit BSG

Eiwitisolaten werden bereid volgens de volgende algemene werkwijze onder gebruikmaking van bierborstel, omvattende gerstbostel en ofwel maïsbostel, ofwel rijstbostel.

27 BE2023/6033

De toegevoerde granen werden opgevangen in een dubbelwandig mengvat met water om tot een verhouding water:drooggewicht van 10,5:1 te komen. Om het zetmeel te hydrolyseren, werd de resulterende slurry verwarmd tot 55 °C en gedurende 45 minuten behandeld met een glucoamylase-enzym (Novozymes® glucoamylase). De pH werd vervolgens met alkali verhoogd tot 9 en gedurende 45 minuten op die waarde gehouden.

Het mengsel werd vervolgens 20 tot 60 minuten behandeld met een protease-enzym van levensmiddelenkwaliteit (Novozymes® alkaline protease) bij 60°C om de eiwitcomponent te hydrolyseren. Daarna werden de enzymen geïnactiveerd door het mengsel tot 80 °C te verwarmen en tot 25 minuten op deze temperatuur te houden.

De vaste stoffen werden van de vloeibare eiwitstroom gescheiden door decanteercentrifuges. De vloeibare eiwitstroom werd in een microfiltratiesysteem gevoerd (membranen van 0,1 um; 70 tot 80 °C; geschikte membranen verkrijgbaar bij

Pall Corporation).

Het permeaat van de microfiltratie werd verwerkt in een nanofiltratiesysteem (MWCO van ongeveer 1.000 Da; geschikte membranen verkrijgbaar bij MICRODYN-NADIR).

Optioneel werd het daaruit verkregen retentaat gebleekt onder gebruikmaking van waterstofperoxide (35% gew./gew.) in een hoeveelheid van 4 mol/kg eiwit bij 90 °C gedurende 100 minuten. Het gebleekte retentaat werd verder verwerkt in een nanofiltratiesysteem (MWCO van ongeveer 1.000 Da; geschikte membranen verkrijgbaar bij MICRODYN-NADIR).

Het uit het nanofiltratiesysteem verkregen retentaat werd op pH 3,5 gebracht en gedurende 1 uur bij 15-20°C geïncubeerd bij een eiwitgehalte van 10% op gewichtsbasis. Losse vaste stoffen werden uit de resulterende suspensie verwijderd onder gebruikmaking van een schijfstapelcentrifuge of decanteerinrichting (geschikte decanteerinrichtingen worden onder meer in de handel gebracht door GEA). Optioneel werd het filtraat van de verwijdering van de losse vaste stoffen gedurende 90 seconden gepasteuriseerd bij 77 °C.

28 BE2023/6033

Tweede filtratieproces

De onderhavige uitvinders hebben ontdekt dat de langetermijnoplosbaarheid van eiwitisolaat bij zure pH kan worden verbeterd door na het incubatieproces een tweede/polijstfiltratie te verrichten bij lage temperaturen.

In voorbeelden 1-6 onderging het filtraat van de verwijdering van de losse vaste stoffen een tweede filtratie volgens de omstandigheden in onderstaande tabel 3. Stap a) van de tweede filtratie werd verricht onder gebruikmaking van cellulosefiltervellen (filtervellen van het type Pall Seitz® D-400). Stap b), indien uitgevoerd, werd verricht onder gebruikmaking van filtervellen die zijn geïmpregneerd met actieve kool (Pall Seitz®

AKS4 Activated Carbon Sheets).

In voorbeelden 7-17 onderging het filtraat van de verwijdering van de losse vaste stoffen een tweede filtratie volgens de omstandigheden in de onderstaande tabellen 4 en 5. Stap a) van de tweede filtratie werd verricht onder gebruikmaking van een keramische microfilter bij een druk van 1 bar. Stap b), indien uitgevoerd, werd verricht onder gebruikmaking van filtervellen die zijn geïmpregneerd met actieve kool (Pall Seitz®

AKS4 Activated Carbon Sheets). In voorbeelden 13 tot 17 werd het filtraat van de verwijdering van de losse vaste stoffen gedurende 90 seconden gepasteuriseerd bij 77°C.

Het uit de secundaire filtratie verkregen filtraat werd gesproeidroogd tot een poedervormig product.

Stabiliteitsbeoordeling

De stabiliteit van de producten van tabel 3 werd beoordeeld door menging van het poedervormige product met gedeïoniseerd water bij een concentratie van 2,5% eiwitconcentratie op gewichtsbasis bij pH 3,5 en 4 en visuele inspectie van het mengsel na de aangegeven tijd.

De stabiliteit van de producten van tabellen 4 en 5 werd beoordeeld door menging van het poedervormige product met gedeïoniseerd water bij een concentratie van 2,5% eiwitconcentratie op gewichtsbasis bij pH 3,5 en 4 en visuele inspectie van het mengsel

29 BE2023/6033 na 3-4 weken bewaring. De symbolen die worden gebruikt ter beschrijving van de stabiliteit van het product staan omschreven in onderstaande tabel 2.

Tabel 2 eee eee

Tabel 3

Type retentaat Gebleekt Gebleekt Gebleekt Gebleekt Gebleekt Gebleekt

Zuur Zwavelzuur Fosforzuur (min. Zwavelzuur:fosforzuur | Zwavelzuur:fosforzuur | Zwavelzuur:fosforzuur | Zwavelzuur zwavelzuur) 1:1 (vol.vol.) 1:1 (vol.vol.) 1:1 (vol.vol.)

Verwijdering vaste | Centrifugatie Schijfstapel- Schijfstapel- Schijfstapel- Decanteerinrichting Centrifugatie stoffen centrifugatie centrifugatie centrifugatie

Polijst- Eerste Cellulosefilter + | Cellulosefilter + | Cellulosefilter + | Cellulosefilter + | Cellulosefilter + | Cellulosefilter + filtratie filtratie Kiezelgoer Kiezelgoer (8,5 g/l) | Kiezelgoer (7 g/l) Kiezelgoer (7 g/l) Kiezelgoer (7 g/l) Kiezelgoer (3 g/l) + looizuur (3 g/l) + looizuur (12 g/hl) (12 g/hl)

Temp. -1 0,3 0,3 0,3 4 4 &

PC

Tweede | Nee Cellulosefilter Nee Nee Nee Nee filtratie geimpregneerd met actieve kool

Stabiliteitsbeoordeling

Na filtratie Heldere Heldere Heldere Heldere Heldere Heldere oplossing oplossing oplossing oplossing oplossing oplossing

Langetermijn- Geen bezinking | Geen bezinking Geen bezinking Geen bezinking Bezinking Bezinking stabiliteit (1 week) (3 weken) (3 weken) (3 weken) (1 week) (1 week) w mM

N

©

N œ a © co oo

Tabel 4

Voorbeeld nr. | Poriëngrootte | Temp. | Gem. Gem. flux | Eiwitopbrengst | Stabiliteitsbeoordeling debiet (luur/m?) ([/uur)

R

Tabel 5

Voorbeeld nr. Poriëngrootte | Temp. | Gem. Gem. flux | Eiwitopbrengst | Stabiliteit debiet (luur/m?) (luur)

N

©

N œ a © co oo

32 BE2023/6033

Samenstellingsanalyse

Een monster dat was bereid volgens bovenstaande algemene werkwijze, met inbegrip van het bleekproces, (voorbeeld 3, monster C) en een commercieel erwteneiwitproduct dat was aangepast voor toepassingen bij lage pH werden geanalyseerd, waarvan de resultaten te vinden zijn in onderstaande tabel 6.

Tabel 6 [°° [vewseewe [EvrememE

Eiwit (Kjeldahl-werkwijze, omrekeningsfactor | 75,4 78,7 pq

Vee |8 8

Gekes |E

Oplosbaarheidsanalyse

De oplosbaarheid van monsters A en C werd volgens de volgende werkwijze gemeten in functie van de pH en de eiwitconcentratie. Er werd een suspensie van het monster met de gewenste eiwitconcentratie bereid bij 20 °C en de pH werd onder gebruikmaking van HCI (1 M) of NaOH (1 M) ingesteld op de gewenste waarde. De monsters werden gedurende 10 minuten gecentrifugeerd bij 4000 tpm (Eurolabs centrifuge). Er werd een controlemonster met de gewenste eiwitconcentraties bereid zonder pH-instelling (Natief). Het eiwitgehalte van het Natief-monster en de supernatanten van de testmonsters werd gemeten onder gebruikmaking van de Kjeldahl-werkwijze, omrekeningsfactor 6,25. De oplosbaarheid werd berekend volgens de onderstaande vergelijking:

Oplosbaarheid (%) = Eiwitgehalte monster monster x 100

Eiwit gehalte Natief

33 BE2023/6033

De resultaten worden weergegeven in figuren 1a en 1b. Monster C vertoont een hoge oplosbaarheid (295%) over het gehele pH-bereik bij een eiwitgehalte van 2 en 5%. De oplosbaarheid blijft hoog (90% of hoger) bij een eiwitconcentratie van 10% op gewichtsbasis bij pH 3-8. Bij eiwitconcentraties van 15% en 20% op gewichtsbasis wordt een lagere oplosbaarheid waargenomen.

Troebelheidsanalyse en CIELAB (of L*a*b*)-kleurmeting

De metingen werden gedaan onder gebruikmaking van een Konica Minolta tafelmodel- spectrofotometer CM-5. Vloeibare monsters werden bereid met een eiwitconcentratie op gewichtsbasis en een pH zoals vermeld in onderstaande tabel, zoals bepaald met de

Kjeldahl-werkwijze (omrekeningsfactor 6,25), overgebracht naar een cuvet van 10 ml (kunststofcel - CM A131, 50 x 38, optische weglengte 10 mm - dikte voorkant 0,1 mm/dikte zijkant 0,23 mm) en gemeten in transmissiemodus. De hier beschreven eiwitconcentratie is 5% op gewichtsbasis, tenzij anders vermeld. Vaste monsters werden gemeten in reflectiemodus.

De troebelheidsanalyse werd verricht volgens de ASTM D1003-werkwijze bij de eiwitconcentratie op gewichtsbasis en de pH zoals vermeld in onderstaande tabellen 7 en 8.

Tabel 7

Tabel 8

34 BE2023/6033

Karakterisering molecuulgewicht

Molecuulgewichtsanalyse werd verricht volgens de volgende werkwijze onder gebruikmaking van een Thermofisher Vanquish hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC)-inrichting. Een monster (200 pl) werd geïnjecteerd in twee in serie opgestelde kolommen (Superdex® 75 GL (molmassabereik 70.000-3.000 Da) en Superdex® 30 GL (molmassa 7.000-100 Da)) onder gebruikmaking van een mobiele fase van dikaliumwaterstoffosfaat (125 mM) en kaliumdiwaterstoffosfaat (125 mM) bij pH 6,8. Het debiet was 0,50 ml/min en de werkwijze verliep bij kamertemperatuur gedurende 90 tot 160 minuten. De ultravioletdetectie werd verricht bij 218 nm.

Claims (36)

35 BE2023/6033 CONCLUSIES

1. Eiwitisolaat dat uit een graanmateriaal, bij voorkeur bierbostel, wordt geïsoleerd, waarbij het eiwitisolaat: een eiwitgehalte heeft van ten minste 60% droge materie op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25; en een oplosbaarheid heeft van ten minste 90%, bij voorkeur ten minste 95%, in water bij een pH lager dan 7 en een eiwitconcentratie van 2% droge materie op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

2. Eiwitisolaat volgens conclusie 1, waarbij het eiwitisolaat een troebelheidswaarde heeft, zoals gemeten met de ASTM D1003-werkwijze, van minder dan 65%, bij voorkeur minder dan 40%, met meer voorkeur 5% tot 35%, bij een pH van 3,5 en een eiwitconcentratie van 2,5%, zoals gemeten met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

3. Eiwitisolaat volgens conclusie 1 of 2, waarbij het eiwitisolaat een L*-score van ten minste 60, bij voorkeur 75 tot 100, met meer voorkeur 85 tot 98, heeft, zoals gemeten met de CIELAB-werkwijze.

4. Eiwitisolaat volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het eiwitgehalte 65 tot 95% droge materie op gewichtsbasis is.

5. Eiwitisolaat volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de oplosbaarheid van het eiwitisolaat in water ten minste 70% is bij een pH van 2 tot 6 en een eiwitconcentratie tot 15% op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl- werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

6. Eiwitisolaat volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de oplosbaarheid in water ten minste 80%, bij voorkeur 85%, is bij een pH van 2 tot 6 en een eiwitconcentratie tot 10% droge materie op gewichtsbasis, zoals bepaald met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

36 BE2023/6033

7. Eiwitisolaat volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de oplosbaarheid in water van het eiwitisolaat ten minste 5% hoger, bij voorkeur 10 tot 20% hoger, kan zijn dan een eiwitisolaat dat wordt geproduceerd zonder een proces ter verhoging van de oplosbaarheid van het eiwitisolaat in water bij een pH lager dan 7.

8. Eiwitisolaat volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het eiwitisolaat een L*-score van ten minste 70, bij voorkeur 85 tot 98, heeft, zoals gemeten met de CIELAB-werkwijze bij een pH van 3,5 en een eiwitconcentratie van 2,5%, zoals gemeten met de Kjeldahl-werkwijze onder gebruikmaking van een omrekeningsfactor van 6,25.

9. Eiwitisolaat volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het percentage aan eiwit in het eiwitisolaat met een molecuulgewicht van 3.000 tot 30.000 Da ten minste 45%, bij voorkeur 50 tot 75%, op basis van het gewicht van het eiwitisolaat is.

10. Eiwitisolaat volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het percentage aan eiwit in het eiwitisolaat met een molecuulgewicht van 500 tot 1000 Da minder is dan 15% op basis van het gewicht van het eiwitisolaat, bij voorkeur 2 tot 12% op gewichtsbasis.

11. Eiwitisolaat volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het percentage aan eiwit in het eiwitisolaat met een molecuulgewicht van O tot 500 Da minder is dan 10% op basis van het gewicht van het eiwitisolaat, bij voorkeur 1 tot 5% op gewichtsbasis.

12. Eiwitisolaat volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het eiwitisolaat oplosbaar blijft na bewaring in water bij een pH van 3,5 en een temperatuur van 4 °C gedurende ten minste 1 week, bij voorkeur ten minste één maand, met meer voorkeur ten minste 6 maanden, met nog meer voorkeur ten minste 1 jaar, bij een concentratie van 2,5% eiwit op gewichtsbasis.

13. Proces voor het produceren van een eiwitisolaat uit een graanmateriaal, bij voorkeur bierbostel, waarbij het proces omvat: a) het onderwerpen van een waterige slurry van het graanmateriaal aan enzymatische eiwithydrolyse om een vloeibare eiwitstroom, omvattende eiwithoudend materiaal, te produceren; b) het verwijderen van vaste stoffen uit de vloeibare eiwitstroom;

37 BE2023/6033 c) het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan een eerste filtratieproces, omvattende een of meer filtratiestappen; d) het incuberen van de vloeibare eiwitstroom bij een pH van 2 tot 5, bij voorkeur bij een temperatuur van 5 tot 70 °C; e) het verwijderen van vaste stoffen uit de vloeibare eiwitstroom; f) optioneel het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan een tweede filtratieproces, omvattende een of meer filtratiestappen; en g) het verwerken van de vloeibare eiwitstroom om het eiwitisolaat te produceren.

14. Proces volgens conclusie 13, waarbij het incuberen van de vloeibare eiwitstroom wordt uitgevoerd bij een pH van 2 tot 5, bij voorkeur 3 tot 4, met meer voorkeur ongeveer

3,5.

15. Proces volgens conclusie 13 of 14, waarbij het incuberen van de vloeibare eiwitstroom wordt uitgevoerd bij een temperatuur van 10 tot 30 °C, met meer voorkeur 15 tot 25 °C.

16. Proces volgens een van de conclusies 13 tot 15, waarbij de concentratie van het eiwithoudende materiaal tijdens de stap van het incuberen tot 30% vaste stof op gewichtsbasis, bij voorkeur 1 tot 20% vaste stof op gewichtsbasis, met meer voorkeur 5 tot 15% vaste stof op gewichtsbasis, is.

17. Proces volgens een van de conclusies 13 tot 16, waarbij de stap van het incuberen wordt uitgevoerd bij een pH van 3 tot 4 en een temperatuur van 15 tot 25 °C gedurende 45 tot 90 minuten.

18. Proces volgens een van de conclusies 13 tot 17, waarbij het verwijderen van vaste stoffen uit de vloeibare eiwitstroom centrifugatie of decantatie omvat.

19. Proces volgens een van de conclusies 13 tot 18, waarbij het tweede filtratieproces wordt verricht en het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan microfiltratie omvat, die wordt uitgevoerd onder gebruikmaking van een keramisch membraan bij een temperatuur van 4 tot 70 °C, bij voorkeur 5 tot 25 °C.

38 BE2023/6033

20. Proces volgens conclusie 19, waarbij het keramische membraan een poriëngrootte heeft van 0,1 um tot 1,4 um, bij voorkeur 0,14 tot 0,45 um, met meer voorkeur 0,1 tot 0,3 um.

21. Proces volgens een van de conclusies 13 tot 20, waarbij het tweede filtratieproces wordt verricht en het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan microfiltratie omvat, die wordt uitgevoerd onder gebruikmaking van een keramisch membraan bij een temperatuur van 5 tot 25 °C, waarbij het keramische membraan een poriëngrootte heeft van 0,1 tot 0,3 um.

22. Proces volgens een van de conclusies 19 tot 21, waarbij de microfiltratie wordt uitgevoerd bij een druk van 0,5 tot 2 bar, met meer voorkeur ongeveer 1 bar.

23. Proces volgens een van de conclusies 13 tot 22, waarbij: de stap van het incuberen wordt uitgevoerd bij een pH van 3 tot 4 en een temperatuur van 15 tot 25 °C; het tweede filtratieproces wordt verricht en het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan microfiltratie omvat, die wordt uitgevoerd onder gebruikmaking van een keramisch membraan bij een temperatuur van 5 tot 25 °C, waarbij het keramische membraan een poriëngrootte heeft van 0,1 tot 0,3 um; en waarbij de tweede filtratie optioneel verder een stap van filtratie met actieve kool omvat.

24. Proces volgens een van de conclusies 13 tot 18, waarbij het tweede filtratieproces wordt verricht en het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan filtratie omvat, bij voorkeur onder gebruikmaking van een cellulosefilter, bij lager dan 4 °C, bij voorkeur bij -2 tot 2 °C.

25. Proces volgens conclusie 24, waarbij de filtratie wordt uitgevoerd met een of meer stabilisatiemiddelen, die bij voorkeur zijn gekozen uit de groep bestaande uit diatomeeënaarde, perliet, actieve kool, polyvinylpolypyrolidon, silicagel, colloïdale silica en looizuur.

26. Proces volgens conclusie 25, waarbij de filtratie het mengen van de vloeibare eiwitstroom met diatomeeënaarde vóór filtratie omvat, bij voorkeur in een concentratie van 1 g/l tot 10 g/l, met meer voorkeur 3 tot 9 g/l.

39 BE2023/6033

27. Proces volgens conclusie 25 of 26, waarbij de filtratie verder het mengen van de vloeibare eiwitstroom met looizuur vóór filtratie omvat, bij voorkeur in een concentratie van 1 tot 20 g/hl, met meer voorkeur 10 tot 15 g/hl.

28. Proces volgens een van de conclusies 13 tot 18 of 24 tot 27, waarbij: de stap van het incuberen wordt uitgevoerd bij een pH van 3 tot 4 en een temperatuur van 15 tot 25 °C gedurende 45 tot 90 minuten; het tweede filtratieproces wordt verricht en het onderwerpen van de vloeibare eiwitstroom aan filtratie omvat, bij voorkeur onder gebruikmaking van een cellulosefilter, bij -2 tot 2 °C met diatomeeënaarde; en waarbij de tweede filtratie optioneel verder een stap van filtratie met actieve kool omvat.

29. Proces volgens een van de conclusies 13 tot 28, waarbij de tweede filtratie wordt verricht en een stap van filtratie met een stabilisatiemiddel omvat, bij voorkeur actieve kool.

30. Proces volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het verwerken van de vloeibare eiwitstroom om het eiwitisolaat te produceren verdamping ter verhoging van het totale vastestofgehalte tot een totaal vastestofgehalte van 10 tot 55%, bij voorkeur tot 55%, en dan sproeidroging omvat om het eiwitisolaat te produceren.

31. Proces volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het eiwitisolaat een 25 totaal vastestofgehalte heeft van ten minste 90% op gewichtsbasis, bij voorkeur ten minste 93% op gewichtsbasis, en een eiwitgehalte (% droge materie op gewichtsbasis) van ten minste 60%, bij voorkeur 65 tot 95%, met meer voorkeur 70 tot 80%, zoals bepaald met AOAC 990.03 of AOAC 992.15.

32. Eiwitisolaat dat wordt verkregen of verkrijgbaar is door het proces volgens een van de conclusies 13 tot 31.

33. Voedingsmiddel of drank, omvattende het eiwitisolaat volgens een van de conclusies 1 tot 12 of volgens conclusie 32.

40 BE2023/6033

34. Voedingsmiddel of drank volgens conclusie 33, omvattende het eiwitisolaat in een hoeveelheid tot 50% droge materie op basis van het gewicht van het voedingsmiddel- of drankproduct, bij voorkeur 0,1% tot 30%, met meer voorkeur 0,5 tot 20% droge materie op basis van het gewicht van het voedingsmiddel- of drankproduct.

35. Voedingsmiddel of drank volgens conclusie 33 of 34, waarbij het voedingsmiddel of de drank een drank is, bij voorkeur een koolzuurhoudende drank, omvattende het eiwitisolaat in een hoeveelheid van 0,5 tot 20% droge materie op basis van het gewicht van de drank.

36. Drank volgens conclusie 35, waarbij de drank een pH heeft van 2 tot 6, bij voorkeur 3 tot 5.