CS254626B1

CS254626B1 - Process for producing whey protein hydrolyzate

Info

Publication number: CS254626B1
Application number: CS864131A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Husek; Jitka Pivcova
Original assignee: Vladimir Husek; Jitka Pivcova
Priority date: 1986-06-05
Filing date: 1986-06-05
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS413186A1

Abstract

Řeší se výroba bílkovinného hydrolyzátu pro laboratorní, technické účely, dále pro využití v potravinářství včetně speciálních diet tak, že se enzymově hydrolyzují veškeré bílkoviny ze syrovátky při použití dostupných pepsinových enzymů jako je vepřový pepsin, hovězí pepsin, pepsin z drůbežích žlaznatých žaludků a směsi těchto enzymů. Případně vznikající hořké peptidy se odstraní použitím peptidas.The production of protein hydrolysate for laboratory, technical purposes, and also for use in the food industry, including special diets, is addressed by enzymatically hydrolyzing all whey proteins using available pepsin enzymes such as pork pepsin, beef pepsin, pepsin from poultry glandular stomachs and mixtures of these enzymes. Any bitter peptides that may arise are removed using peptidases.

Description

Vynález se týká výroby bílkovinného hydrolyzátu ze syrovátky tak, že veškeré bílkoviny syrovátky izolované z kravského mléka, přednostně metodou ultrafiltrace se podrobí enzymové hydrolýze účinkem proteolytických enzymů, jako je vepřový pepsin, hovězí pepsin, pepsin z drůbežích žlaznatých žaludků a nebo směsí těchto enzymů v dvou až třísložkových kombinacích s tím, že hydrolýza probíhá při teplotě 20 až 60 °C, přednostně při teplotě 30 až 55 ^UC a při pH 1 až 6,5, přednostně při pří 1,5 až.5,8, přičemž se k úpravě pH použije minerálních kyselin s výhodou kyselin chlorovodíkové, fosforečné, sírové, organických kyselin jako je kyselina citrónová, mravenčí, mléčná a octová, při dosažení požadovaného stupně hydrolýzy může být pH zvýšeno přídavkem hydroxidů alkalických kovů a zemin, amoniakem, hydroxidem amonným, uhličitanem sodným, draselným nebo amonným, hydrolyzát slouží k dalšímu použití bud přímo v tekuté formě, nebo po následném usušení lyofilizací nebo usušení v konvenčních sprejových a nebo fluidních sušárnách, přičemž může být sušením zkoncentrován odpařováním nebo membránovými procesy jako je ultrafiltrace a reversní osmóza, případně vznikající hořké peptidy mohou být odstraněny účinkem peptidas.The invention relates to the production of whey protein hydrolyzate by subjecting all whey proteins isolated from cows' milk, preferably by ultrafiltration, to enzymatic hydrolysis by proteolytic enzymes such as pork pepsin, bovine pepsin, pepsin from poultry gland stomachs or mixtures of these enzymes in two and ternary combinations with the fact that the hydrolysis takes place at 20 to 60 ° C, preferably at 30 to 55 C and ^U at pH 1 to 6.5, preferably at 1.5 až.5,8 while to adjust The pH uses mineral acids, preferably hydrochloric, phosphoric, sulfuric, organic acids such as citric, formic, lactic and acetic acids, the pH can be increased by the addition of alkali and earth hydroxides, ammonia, ammonium hydroxide, sodium carbonate, potassium or ammonium, the hydrolyzate is used to further use either directly in liquid form, or after subsequent freeze-drying or drying in conventional spray and or fluidized bed dryers, where it can be concentrated by evaporation or membrane processes such as ultrafiltration and reverse osmosis, or the bitter peptides formed can be removed by peptides.

Dosavadní způsob výroby bílkovinných hydrolyzátů používá alkalické proteinasy, aby se vyloučil vznik hořkých peptidů vznikajících běžně při proteolyse vlivem aspartátových proteinas. Pro speciální účely, jako je pěstování tkáňových a buněčných kultur se používají hydrolyzované čisté bílkovinné frakce, například izolovaný laktalbumin proteolyzované čistými enzymy, což omezuje širší využití bílkovinných hydrolyzátů v běžné praxi, nebo znamená zvýšení ekonomické náročnosti včetně dovozu těchto preparátů za devizové prostředky.The prior art process for the production of protein hydrolysates uses alkaline proteinases to eliminate the formation of bitter peptides commonly produced by proteolysis due to aspartic proteinases. For special purposes, such as culturing tissue and cell cultures, hydrolysed pure protein fractions, such as isolated lactalbumin proteolysed by pure enzymes, are used, which restricts the wider use of protein hydrolysates in common practice, or entails increased economic demands including importing these preparations for foreign exchange.

Tyto nevýhody odstraňuje způsob podle vynálezu tak, že bílkovinný hydrolyzát se vyrábí z veškerých bílkovin syrovátky izolovaných z kravského mléka, přednostně metodou ultrafiltrace, které se podrobí enzymové hydrolýze účinkem proteolytických enzymů, jako je vepřový pepsin, hovězí pepsin, pepsin z drůbežích žlaznatých žaludků a nebo směsí těchto enzymů v dvou až třísložkových kombinací s tím, že hydrolýza probíhá při teplotě 20 až 60 °C, přednostně při teplotě 30 až 55 °C a při pH 1 až 6,5, přednostně při pH 1,5 až 5,8, přičemž se k úpravě pH použije minerálních kyselin s výhodou kyseliny chlorovodíkové, fosforečné, sírové, organických kyselin jako je kyselina citrónová, mravenčí, mléčná a octová, při dosažení požadovaného stupně hydrolýzy může být pH zvýšeno přídavkem kovů alkalických kovů a zemin, amoniakem, hydroxidem amonným, uhličitanem sodným, draselným nebo amonným, hydrolyzát slouží k dalšímu použití bud přímo v tekuté formě, nebo po následném usušení lyofilizací nebo usušení v konvenčních sprejových a nebo fluidních sušárnách, přičemž může být před sušením zkoncentrován odpařováním nebo membránovými procesy jako je ultrafiltrace a reversní osmóza, případně vznikající hořké peptidy mohou být odstraněny účinkem peptidas.These disadvantages are overcome by the method according to the invention such that the protein hydrolyzate is produced from all whey proteins isolated from cow's milk, preferably by ultrafiltration, which is subjected to enzymatic hydrolysis by proteolytic enzymes such as pork pepsin, pepsin, pepsin from poultry glands and mixtures of these enzymes in two to three-component combinations, the hydrolysis being carried out at a temperature of 20 to 60 ° C, preferably at a temperature of 30 to 55 ° C and at a pH of 1 to 6.5, preferably at a pH of 1.5 to 5.8, using mineral acids, preferably hydrochloric, phosphoric, sulfuric, organic acids such as citric, formic, lactic and acetic acids to adjust the pH, the pH can be increased by the addition of alkali and earth metals, ammonia, ammonium hydroxide , sodium, potassium or ammonium carbonate, The hydrolyzate can be reused either directly in liquid form or after freeze-drying or conventional spray and / or fluidized bed drying, and can be concentrated by evaporation or membrane processes such as ultrafiltration and reverse osmosis or bitter peptides can be removed before drying peptides.

Způsob podle vynálezu umožňuje výrobu bílkovinného koncentrátu s hydrolyzovanými bílkovinami při využití veškerých bílkovin syrovátky pro laboratorní a technické účely, použití hydrolyzátu jako nutričního zdroje peptidů a volných aminokyselin při fermentačních procesech a obecně v biotechnologii. Výhodou způsobu podle vynálezu je použití všech bílkovin syrovátky, které nejsou zcela odděleny od ostatních složek syrovátky, jako je zbytkový obsah laktózy, kyseliny mléčné, zbytkový obsah kaseinu a jeho degradačních produktů a minerálních látek. Obsah těchto látek lze regulovat v Širokém rozsahu ultrafiltrační technikou včetně diafiltrace. Výchozí substrát je mnohem dostupnější proti čistým izolovaným frakcím, na úrovni biochemických preparátů, které se k nám dovážejí. Také použití pepsinu podle vynálezu rozšiřuje aplikační možnosti, protože při výrobě se používají běžné technické preparáty, dostupné praktickému použití jako siřidlové náhražky vyráběné z tuzemských zdrojů.The process of the invention allows the production of protein concentrate with hydrolysed proteins using all whey proteins for laboratory and technical purposes, using the hydrolyzate as a nutritional source of peptides and free amino acids in fermentation processes and generally in biotechnology. The advantage of the process according to the invention is the use of all whey proteins which are not completely separated from the other whey components, such as the residual content of lactose, lactic acid, the residual content of casein and its degradation products and minerals. The content of these substances can be controlled to a wide extent by ultrafiltration techniques including diafiltration. The starting substrate is much more accessible against pure isolated fractions, at the level of the biochemical preparations that are imported to us. Also, the use of pepsin according to the invention extends the application possibilities, since the manufacturing uses conventional technical preparations available for practical use as sulphurous substitutes manufactured from domestic sources.

Rozšířené možnosti využití bílkovinného hydrolyzátu v potravinářství včetně speciálních diet umožňuje použití peptidas, k odstranění hořkých peptidů, které navíc nutně nemusí být na závadu, pokud jejich koncentrace nepřesáhne práh senzorické citlivosti ve výrobku a nebo pokud preparát je podáván k účelům umělé výživy sondou. K zajištění výsledné mikrobiální jakosti výrobku lze využít buč tepelné ošetření, ionizující záření, případně mikrofiltraci.The extended use of protein hydrolyzate in the food industry, including special diets, allows the use of peptidases to remove bitter peptides, which in addition do not necessarily have to be harmed if their concentration does not exceed the sensory sensitivity threshold in the product or when the preparation is administered by gavage. Either heat treatment, ionizing radiation or microfiltration can be used to ensure the resulting microbial quality of the product.

Příklad 1Example 1

Jako substrát k výrobě bílkovinného hydrolyzátu se použije bílkovinný koncentrát s obsahem bílkovin 60 až 80 % v sušině, použije se buá přímo tekutý koncentrát, roztok, nebo suspenze po obnovení sušených bílkovinných koncentrátů ve vodě. Koncentrace bílkovin v roztoku po úpravě pH je 15 až 30 % hmotnostních. K enzymové hydrolýze se použije vepřový, hovězí pepsin a nebo pepsin z drůbežích žlaznatých žaludků, případně směs těchto enzymů. Minerálními nebo organickými kyselinami se upraví pH na hodnotu pH 1,5 až 2, reakce probíhá za míchání, které může být přerušované při teplotě 30 až 55 °C.The protein hydrolyzate substrate used is a protein concentrate with a protein content of 60-80% in the dry matter, either directly as a liquid concentrate, solution, or suspension after reconstitution of the dried protein concentrates in water. The protein concentration in the solution after pH adjustment is 15 to 30% by weight. For enzyme hydrolysis, pork, bovine pepsin or pepsin from poultry glandular stomachs or a mixture of these enzymes is used. The pH is adjusted to a pH of 1.5 to 2 with mineral or organic acids, and the reaction is carried out with stirring, which may be intermittent at a temperature of 30 to 55 ° C.

Příklad 2Example 2

Způsob výroby podle bodu 1 s tím, že se hydrolyzát podrobí působeni peptidas, a to buá izolovaných nebo formou bakteriální suspenze, např. bakterií mléčného kvašení.The method of claim 1, wherein the hydrolyzate is treated with peptidase, either isolated or in the form of a bacterial suspension, such as lactic acid bacteria.

Příklad 3Example 3

Způsob výroby podle bodů 1 a 2 s tím, že pro výrobu se použije kuřecí pepsin, teplota hydrolýzy je do 60 °C a pH při hydrolýze dosahuje až pH 6,5. Při pH 1,2 až 5 se reakční doba pohybuje v mezích 1,5 až 5 hodin. Reakční směs se přerušovaně promíchává v duplikátorové nerezové nebo smaltované reakční nádobě.The production method according to items 1 and 2, wherein chicken pepsin is used for the production, the hydrolysis temperature is up to 60 ° C and the pH in the hydrolysis reaches pH 6.5. At a pH of 1.2 to 5, the reaction time is between 1.5 and 5 hours. The reaction mixture is intermittently mixed in a duplicator stainless steel or enamel reaction vessel.

Příklad 4Example 4

Příklad podle bodů 1 až 3 s tim, že po ukončení hydrolýzy je pH zvýšeno, např. přídavkem NaOH až pH 7 až 7,5.Example according to items 1 to 3, with the pH being raised after completion of the hydrolysis, e.g. by adding NaOH to pH 7 to 7.5.

Příklad 5Example 5

Způsob výroby podle bodů 1 až 4 s tím, že hydrolyzát se usuší lyofilizaci, sprejově nebo fluidně. Hydrolyzáty obsahuji 50 až 80 % rozpustných dusíkatých látek v 3,3% kyselině trichloroctové, přičemž se hodnota takto stanoveného podílu rozpustných dusíkatých nebílkovinných frakcí zvýší proti výchozímu bílkovinnému koncentrátu o 200 až 350 %. Při použití a vzniku těkavých minerálních solí v preparátu se ve výsledném výrobku po usušení sníží jejich obsah za současného úniku těkavých podílů, např. octan, mravenčan a uhličitany amonné.The process according to Claims 1 to 4, wherein the hydrolyzate is dried by freeze drying, spray or fluidized. The hydrolysates contain 50-80% soluble crude protein in 3.3% trichloroacetic acid, and the proportion of soluble non-proteinaceous fractions thus determined is increased by 200-350% relative to the starting protein concentrate. When used and the formation of volatile mineral salts in the preparation, their content in the resulting product is reduced after drying, while the volatile fractions such as acetate, formate and ammonium carbonates are released.

Claims

Process for the production of whey protein hydrolyzate, characterized in that whey proteins isolated from cows' milk, preferably by ultrafiltration, are subjected to enzymatic hydrolysis by proteolytic enzymes such as pork pepsin, bovine pepsin, pepsin from poultry gland stomachs or mixtures of these enzymes in two to three-component combinations, the hydrolysis being carried out at a temperature of 20 to 60 ° C, preferably at a temperature of 30 to 55 ° C and at a pH of 1 to 6.5, preferably at a pH of 1.5 to 5.8, using mineral acids, preferably hydrochloric, phosphoric, sulfuric, organic acids such as citric, formic, lactic and acetic acids, the pH may be increased by the addition of alkali and earth hydroxides, ammonia, ammonium hydroxide, sodium carbonate to achieve the desired degree of hydrolysis, potassium or ammonium, the hydrolyzate is used for further It can be used either directly in liquid form or after subsequent drying by freeze-drying or drying in conventional spray and or fluidized bed driers, where it can be concentrated by evaporation or membrane processes such as ultrafiltration and reverse osmosis, or bitter peptides formed.