Міцели білка молочної сироватки
Номер патенту: 98934
Опубліковано: 10.07.2012
Автори: Пузо Матьє, Лагаріг Софі, Шмітт Крістоф Жозеф Етьєн, Робін Фредерік, Боветто Ліонель Жан Рене
Формула / Реферат
1. Розчинні міцели сироваткового білка, які відрізняються тим, що мають розмір, менший 1 мкм, і є сферичними агломератами денатурованого сироваткового білка, при цьому сироваткові білки локалізуються таким чином, що їх гідрофільні частини орієнтовані у бік зовнішньої частини агломерату, а гідрофобні частини орієнтовані у бік внутрішньої "серцевини" зазначених міцел.
2. Розчинні міцели сироваткового білка за п. 1, які відрізняються тим, що є у вигляді концентрату.
3. Розчинні міцели сироваткового білка за п. 1, які відрізняються тим, що є у вигляді порошку.
4. Придатний до вживання продукт, що містить розчинні міцели сироваткового білка за п. 1.
5. Придатний до вживання продукт за п. 4, який відрізняється тим, що міцели сироваткового білка розчинні в продукті, а рН продукту є нижчим за 6.
6. Придатний до вживання продукт за пп. 4, 5, який відрізняється тим, що міцели сироваткового білка розчинні в продукті, а вміст солі в продукті становить вище 0,01 %.
7. Придатний до вживання продукт за п. 6, який відрізняється тим, що вміст солі становить вище 0,1 %.
8. Придатний до вживання продукт за п. 6, який відрізняється тим, що вміст солі становить вище 1 %.
9. Придатний до вживання продукт за п. 4, який відрізняється тим, що міцели сироваткового білка мають покриття.
10. Придатний до вживання продукт за п. 9, який відрізняється тим, що покриття вибирається з-поміж емульгатора, камеді, пептиду, білкового гідролізату або білка.
11. Придатний до вживання продукт за п. 10, який відрізняється тим, що білок вибирається із протаміну, лактоферину та деяких білків рису.
12. Придатний до вживання продукт за п. 10, який відрізняється тим, що білковий гідролізат вибирається з гідролізатів протаміну, лактоферину, рисового білка, казеїну, білка молочної сироватки, пшеничного білка, соєвого білка та будь-яких сумішей перерахованого.
13. Придатний до вживання продукт за п. 10, який відрізняється тим, що емульгатор вибирається з-поміж сульфатованого бутил-олеату, складних ефірів моно- та дигліцеридів діацетилвинної кислоти, лимоннокислих ефірів моногліцеридів, стеароїл-лактилатів та сумішей перерахованого.
14. Придатний до вживання продукт за п. 4, який відрізняється тим, що міцела сироваткового білка наповнена щонайменше одним активним компонентом.
15. Придатний до вживання продукт за п. 14, який відрізняється тим, що активний компонент вибирається з поміж кави, кофеїну, екстрактів зеленого чаю, рослинних екстрактів, вітамінів, мінералів, біоактивних агентів, харчової солі, цукру, підсолоджувачів, ароматичних речовин, масла, жирних кислот, білкових гідролізатів, пептидів та сумішей перерахованого.
16. Придатний до вживання продукт за будь-яким з пп. 4-15, який є майонезом, майонезом з низьким вмістом жиру або знежиреним, соусом, наприклад соусом типу Бешамель, соусом голландського типу, соусом тартар, соусом для макаронних виробів, білим соусом, перцевим соусом, соусом, який містить шматочки, соусом для страв, які запікають в духовій шафі, таких як філе лосося, запечене у вершковому паніруванні, супом, крем-супом, таким як крем-суп з печериць, крем-супом зі спаржі, крем-супом з броколі, тайським супом, овочевим супом, дресингом для салату, приправою, солодким соусом, спредами, крем-соусами, салатами.
17. Продукт підвищеної кислотності типу майонезу, який містить розчинні міцели сироваткового білка за п. 1.
18. Продукт за п. 17, який відрізняється тим, що має значення рН від 2 до 6, переважно - від 2,5 до 4,5.
19. Продукт за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що вміст солі в ньому становить від 0 до 3 %, бажано - від 0,1 % до 2,5 %.
20. Продукт за будь-яким з попередніх пп. 17-19, який відрізняється тим, що містить жир у кількості, меншій за 50 %, від 50 % до 70 %,або вищій від 70 %.
21. Продукт за п. 17, який відрізняється тим, що не містить жиру.
22. Продукт - суп або соус, який містить розчинні міцели сироваткового білка за п. 1 та має вміст солі від 0,01 % до 3 %, переважно - від 0,1 % до 2,5 %, більш переважно - від 0,1 % до 1,5 %.
23. Продукт за п. 22, який відрізняється тим, що має кислий рН.
24. Продукт за п. 22 або 23, який відрізняється тим, що містить смакоароматизовану основу та загущувачі.
25. Продукт за п. 24, який відрізняється тим, що смакоароматизована основа містить сіль, смакоароматичні речовини, підсилювачі смаку та аромату, спеції та будь-які суміші перерахованого.
26. Продукт за п. 24, який відрізняється тим, що загущувачами є крохмалі, камеді, борошно та будь-які суміші перерахованого.
27. Продукт за п. 22, який відрізняється тим, що суп або соус містять інші інгредієнти, які можуть вибиратися з-поміж жиру, вершків, замінників вершків, масла, емульгаторів, овочів, бобових, макаронних виробів, м'яса, галушок, молочних продуктів та будь-яких сумішей перерахованого.
28. Продукт за п. 22, який відрізняється тим, що не містить жиру або має знижений вміст жиру.
29. Зневоднений харчовий продукт, який містить порошок розчинних міцел сироваткового білка за п. 3 та сухі харчові інгредієнти.
30. Зневоднений харчовий продукт за п. 29, який відрізняється тим, що порошок міцел сироваткового білка складається з висушених розпилювальним сушінням міцел сироваткового білка.
31. Зневоднений харчовий продукт за п. 29, який відрізняється тим, що порошок міцел сироваткового білка містить додаткові інгредієнти, вибрані з поміж розчинних або нерозчинних солей, пробіотичних бактерій, барвників, цукрів, мальтодекстринів, жирів, масел, жирних кислот, емульгаторів, підсолоджувачів, ароматичних речовин, рослинних екстрактів, лігандів, біоактивних агентів, кофеїну, вітамінів, мінералів, лікарських засобів, молока, молочного білка, сухого знежиреного молока, міцелярного казеїну, казеїнату, рослинного білка, білкових гідролізатів, таких як гідролізат пшеничного глютена, пептидів, амінокислот, поліфенолів, пігментів, дріжджових екстрактів, мононатрію глутамату та будь-яких сумішей перерахованого.
32. Зневоднений харчовий продукт за п. 31, який відрізняється тим, що порошок міцел сироваткового білка містить міцели сироваткового білка у співвідношенні з додатковим інгредієнтом, яке становить від 1:1 до 1:1000.
33. Зневоднений харчовий продукт за будь-яким з попередніх пп. 29-32, який відрізняється тим, що сухі харчові інгредієнти вибираються з-поміж вуглеводів, джерел білка, крохмалів, харчових волокон, жиру, смакоароматичних речовин, спецій, солей та будь-яких сумішей перерахованого.
34. Зневоднений харчовий продукт за п. 29, який відрізняється тим, що є швидкорозчинним супом, соусом або приправою, супом швидкого приготування.
35. Застосування розчинних міцел сироваткового білка за будь-яким з пп. 1-3 для виробництва продукту за будь-яким з пп. 4-34.
36. Спосіб виробництва придатного до вживання продукту за будь-яким з пп. 4-28, який передбачає стадії:
(а) змішування розчинних міцел сироваткового білка за п. 1 або їх концентрату за п. 2, або їх порошку за п. 3 з іншими інгредієнтами та
(б) обробки суміші.
37. Спосіб за п. 36, який відрізняється тим, що обробка передбачає піддавання суміші нагріванню, впливу тиском, кислотних або лужних умов, зусиллю зсуву, охолодженню.
38. Спосіб виробництва придатного до вживання продукту за будь-яким з попередніх пп. 29-34, який передбачає стадії:
(а) змішування порошку розчинних міцел сироваткового білка за п. 3 з іншими сухими інгредієнтами або
(б) спільного сушіння розчину або концентрату міцел сироваткового білка за п. 2 з іншими інгредієнтами.
Текст
Реферат: Винахід належить розчинним міцелам сироваткового білка, які мають розмір, менший 1 мкм, і є сферичними агломератами денатурованого сироваткового білка, при цьому сироваткові білки локалізуються таким чином, що їх гідрофільні частини орієнтовані у бік зовнішньої частини агломерату, а гідрофобні частини орієнтовані у бік внутрішньої "серцевини" зазначених міцел. Винахід належить також до придатних до вживання продуктів, які містять міцели білка молочної сироватки, зокрема у формі концентратів або порошків міцел сироваткового білка, та способу їх виробництва. UA 98934 C2 (12) UA 98934 C2 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід стосується міцел білка молочної сироватки (далі по тексту - міцел сироваткового білка), зокрема, застосування концентратів і порошків зазначених міцел у виробництві широкого переліку харчової продукції. Білок складає невід'ємну частину раціонів харчування багатьох людей. Він використовується не тільки через його поживну цінність, але й через його здатність надавати необхідної текстури та стабілізувати харчові продукти. Наприклад, у жировмісних продуктах жир повинен залишатися стабільним протягом усього терміну зберігання продукту щоб уникнути розділення на фази. З цією метою використовуються емульгатори, які стабілізують утворену емульсію, завдяки характерній їм властивості сприяти розчиненню ліпофільної або гідрофобної частини в неводній фазі, а полярної або гідрофільної частини - у воді, тобто зазначені молекули полегшують емульгування однієї фази в іншій фазі. На додачу до цього, емульгатори попереджають також агрегацію та коалесценцію вже сформованих крапель. Як емульгатори використовуються природні речовини, такі як гідроколоїди, фосфоліпіди (лецитин) або гліколіпіди, але, з іншого боку, можуть використовуватися також і синтетичні агенти, такі як стеарил-2-лактилат або моно, діацилгліцериди та ін. Одним з основних недоліків цих агентів є те, що вони в деяких випадках призводить до значного збільшення вартості готового продукту й не сприяють підвищенню його поживної цінності. У деяких випадках такого роду матеріали не демонструють також адекватної стабілізуючої здатності через конкуренцію з білками на границі поділу фаз. Тому білок все частіше використовується і як емульгатор, і як частковий замінник жиру. US 6767575 B1 розкриває спосіб виробництва продукту сироваткових білків у формі агрегатів, який передбачає денатурацію сироваткових білків шляхом підкислення й теплової обробки. Отримані у такий спосіб білкові агрегати використовуються в харчовій промисловості. GB 107 9604 описує поліпшений спосіб виробництва сиру, у якому сироваткові білки піддаються тепловій обробці за оптимального значення рН з метою одержання нерозчинних сироваткових білків, які потім додаються до сирого молока для отримання сиру. WO 93/077 61 стосується одержання сухого білкового продукту з мікрочастинок, який може використовуватися як жирозамінник. US 5750183 розкриває спосіб виробництва білкових мікрочастинок, які можуть застосовуватись як жирозамінник, що не містить жиру. Білковий жирозамінник описаний також в WO 91/17 665, у якому білок присутній у вигляді денатурованого сироваткового білка з мікрочастинок, здатного диспергуватися у воді. Крім харчових продуктів, білки присутні також у багатьох фармацевтичних і косметичних композиціях. Однак однією із проблем, пов'язаних з виробництвом продуктів, які містять у більшості випадків глобулярні білки, зокрема, білки молочної сироватки, є їхня обмежена технологічність в обробці в умовах промислового харчового виробництва. Дійсно, білкові молекули в процесі теплової обробки або в кислотному чи лужному оточенні, або в присутності солей втрачають свою нативну структуру й перебудовуються в різні довільні структури, такі як, наприклад, гелі. Виробництво гелеподібних (желейних) водних композицій білків молочної сироватки є предметом винаходу EP 1281322. Elofsson et al. в "International Dairy Journal", 1997, p. 601-608, описує спосіб холодного желювання концентратів білків молочної сироватки. Так само, Kilara et al. в "Journal of Agriculture and Food Chemistry", 1998, p. 1830-1835, описує вплив рН на агрегацію сироваткових білків і утворення ними гелів. Цей ефект гелеутворення є причиною обмеження в рамках не тільки технологічності в обробці (наприклад, засмічування машин, які використовуються у виробництві білковмісних продуктів), але й у рамках формування текстури, яка може бути неприйнятною в більшості сфер застосування білка. Тому з метою розширення сфери застосування білків украй бажано контролювати їхню денатурацію. У матеріалах 2-ї Міжнародної конференції з молочної сироватки, яка відбулася в жовтні 1997 р. у Чикаго, США (Proceedings of the Second International Whey Conference, Chicago, October 1997), про яку повідомляється в бюлетенях Міжнародної Молочної Федерації, 1998, 189-196, Britten M. обговорює питання теплової обробки сироваткових білків з погляду поліпшення їхніх функціональних властивостей. Описано спосіб виробництва дисперсії сироваткових білків у формі мікрочастинок при 95°С. 1 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Erdman в "Journal of American College of Nutrition", 1990, p. 398-409, указує на те, що якість білка у формі мікрочастинок не страждає у випадку застосування високого зусилля зсуву та нагрівання. EP 0603981 також описує стабільну щодо нагрівання емульсію олія-у-воді, яка містить білки. Sato et al. в US 5 882 705 одержав міцелярний сироватковий білок шляхом теплової обробки розчину гідролізованого сироваткового білка. Цей міцелярний білок характеризується неправильною формою. Таким чином, завданням винаходу є розширення сфери використання білків у промислових виробничих процесах і забезпечення придатних для споживання продуктів на білковій основі. Указана мета відповідно досягається за допомогою відмінних ознак незалежних пунктів формули винаходу. Залежні пункти формули далі розвивають основну ідею даного винаходу. Таким чином, у першому аспекті винаходу забезпечується придатний для споживання продукт, який містить міцели сироваткового білка. Зокрема, даний винахід стосується продукту типу майонезу з підвищеною кислотністю, який містить розчинні міцели сироваткового білка. В іншому аспекті винахід відноситься до такого продукту, як суп або соус, який містить розчинні міцели сироваткового білка та має вміст солі від 0,01% до 3%, переважно - від 0,1% до 2,5%. Спосіб виробництва придатного до вживання продукту за кожним з пунктів формули 1-28, який передбачає наступні стадії: (а) змішування міцел сироваткового білка, їхнього концентрату або порошку з іншими інгредієнтами продукту й (б) обробки суміші, також є частиною даного винаходу. У наступному аспекті даний винахід стосується зневодненого харчового продукту, який містить порошок міцел сироваткового білка та сухі харчові інгредієнти. Відповідно забезпечується також спосіб виробництва придатного до вживання продукту за кожним з пунктів формули 29-34, який передбачає наступні стадії: (а) змішування порошку міцел сироваткового білка з іншими сухими інгредієнтами продукту або (б) спільного сушіння розчину міцел сироваткового білка з іншими інгредієнтами продукту. Опис фігур Даний винахід описується нижче з посиланням на деякі кращі варіанти його втілення, представлені на прикладених до опису фігурах, з яких: Фіг. 1 показує результат експерименту, який демонструє вплив рН і теплової обробки на міцелізацію (міцелоутворення) β-лактоглобуліну. Фіг. 2 демонструє можливість визначення рН міцелізації на прикладі білкового препарату, який випускається промисловістю, (Вірrо®, партія JE032-1-420) на основі вимірювання каламутності при 500 нм. Фіг. 3 є ТЕМ (трансмісійна електронна мікроскопія) мікрофотографією міцел сироваткового білка (2 мас. %, WPI 95 (ізолят білка молочної сироватки), Lactalis) при рН 7,4. Масштабна шкала: 200 нм. Фіг. 4 демонструє результат експерименту з оцінки впливу іонної сили (комплексу аргінін HCl) на утворення білкових міцел при постійному рН, рівному 7,0. Фіг. 5 демонструє об'ємну стабільність (FVS) піни, стабілізованої 1% мас. міцел βлактоглобуліну (від Davisco) при рН 7,0 у присутності 60 мм аргініну HCl, у порівнянні з βлактоглобуліном який не зазнав міцелізації. Фіг. 6 демонструє гідродинамічний діаметр (на основі еквівалентної інтенсивності) сироваткового білка, отриманого шляхом теплової обробки 1 мас. % дисперсії β-лактоглобуліну при 85°С, 15 хв., при рН від 2 до 8. Міцели сироваткового білка отримані при рН 4,25 (позитивно заряджені зета-потенціал біля +25 мВ) і при рН 6,0 (негативно заряджені зета-потенціал біля -30 мВ). Z-усереднений гідродинамічний діаметр міцел склав 229,3 нм при рН 4,25 та 227,2 нм при рН 6,0. Представлено відповідні мікрофотографії, отримані за допомогою ТЕМ із застосуванням негативного фарбування. Масштабна шкала: 1 мкм. Фіг. 7 демонструє схематичне зображення структури міцели сироваткового білка. Фіг. 8 є SEM (скануюча електронна мікроскопія) мікрофотографією порошку міцел сироваткового білка, отриманого распилювальним сушінням дисперсії зі вмістом білка 20% після мікрофільтрації. Фіг. 9 є негативно пофарбованою ТЕМ-мікрофотографією дисперсії міцел сироваткового білка, отриманою за умов вмісту білка 4%. 2 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 10 є негативно пофарбованою ТЕМ-мікрофотографією дисперсії міцел сироваткового білка, отриманої за умов вмісту білка 20% після мікрофільтрації. Фіг. 11 демонструє теплотривкість дисперсії міцел сироваткового білка, отриманої за умов вмісту білка 10% після мікрофільтрації при рН 7,0 у присутності NaCl після теплової обробки при 85°С, 15 хв. Фіг. 12 демонструє теплотривкість дисперсії міцел сироваткового білка, отриманої за умов вмісту білка 4% при рН 7,0 у присутності NaCl після теплової обробки при 85°С, 15 хв. Фіг. 13 є негативно пофарбованою ТЕМ-мікрофотографією 4%-ї дисперсії міцел сироваткового білка, отриманої шляхом диспергування порошку чистих міцел сироваткового білка при 50 °С у деіонізованій воді. Фіг. 14 є діаграмою, яка показує розподіл за розмірами міцел, отриманих у спосіб запропонований винаходом з використанням 4% ізоляту сироваткового білка Prolacta 90, обробленого при рН 5,9. Фіг. 15 є SEM-мікрофотографією, яка показує внутрішню структуру на розрізі гранули порошку, отриманого распилювальним сушінням, яке показане на Фіг. 8. Фіг. 16 є негативно пофарбованою ТЕМ-мікрофотографією 4% дисперсії міцел сироваткового білка, отриманої шляхом диспергування отриманого сублімаційним сушінням порошку чистих міцел сироваткового білка за кімнатної температури в деіонізованій воді. Масштабна шкала: 0,5 мікрометра. Фіг. 17 демонструє схематично зображений процес покриття WPM (міцел сироваткового білка) сульфатованим бутил-олеатом (SBO) при збільшенні співвідношення змішування при рН 3,0. Сірі кружечки: WPM з позитивним поверхневим зарядом. Чорні голівки із хвостиками: негативно заряджені головні та гідрофобні хвостові частини SBO. Фіг. 18 є фотографією концентрату міцел сироваткового білка, отриманого випаровуванням 20% дисперсії білка, до якої було додано 4% NaCl. Фіг. 19 є отриманою мікроскопією в проникаючому світлі мікрофотографію напівтонкого зрізу порошку міцел сироваткового білка після фарбування толуїдиновим синім. Масштабна шкала: 50 мікрон. Фіг. 20 є SEM-мікрофотографією розрізу порожньої частки порошку міцел сироваткового білка. Ліворуч: внутрішня структура. Праворуч: детальне зображення міцели сироваткового білка, що становить матрицю частки порошку. Масштабна шкала: 10 та 1 мікрон, відповідно. На Фіг. 7 схематично показані міцели запропоновані даним винаходом, у яких сироваткові білки локалізовані таким чином, що їхні гідрофільні частини орієнтовані у бік зовнішньої частини агломерату, а гідрофобні частини - у бік внутрішньої "серцевини" міцели. Така енергетично сприятлива конфігурація надає зазначеним структурам високу стабільність у гідрофільному оточенні. Специфічну структуру міцел можна бачити на фігурах, зокрема, на Фіг. 3, 9, 10, 13 і 15, на яких міцели складаються переважно зі сферичних агломератів денатурованого сироваткового білка. Міцели характеризуються, зокрема, правильною сферичною формою. Внаслідок їхнього двоїстого характеру (гідрофільний і гідрофобний) зазначений денатурований стан білка обумовлює, очевидно, взаємодія між гідрофобною фазою (наприклад, краплею жиру або повітря) і гідрофільною фазою. Тому міцели сироваткового білка мають відмінні емульгуючі та піноутворюючі властивості. Крім того, міцели, отримані у спосіб запропонований даним винаходом, характеризуються розподілом за розмірами у надзвичайно вузькому діапазоні (див. Фіг. 14), так що більше 8 0% утворених міцел мають розмір менший від 1 мікрона, бажано - від 100 до 900 нанометрів (нм), ще краще - від 100 до 770 нм, найкраще - від 200 до 400 нм. Середній діаметр міцел можна визначати за допомогою трансмісійної електронної мікроскопії (ТЕМ). Для цього рідкі зразки міцел інкапсулюють у пробірки з агаровим гелем. Фіксація досягається при зануренні в розчин 2,5% глутаральдегіду в 0,1 M буфері какодилату з рН 7,4, а вторинна фіксація - при зануренні в розчин 2% тетроксида осмію у тому ж буфері, при цьому обидва розчини містять 0,04% рутенію червоного. Після дегідратації в етанолі зростаючої концентрації (70, 80, 90, 96, 100%-й етанол) зразки заливають смолою Spurr (смола з низькою в'язкістю) у співвідношенні смола : етанол = 1:1, 2:1 (100%-й етанол). Після полімеризації смоли (70C, 48 годин) на ультрамікротомі Leica ultracut UCT готують напівтонкі й ультратонкі зрізи. Потім ультратонкі зрізи, контрастовані водним розчином уранілацетату та цитрату свинцю, вивчають під трансмісійним електронним мікроскопом (Philips CM12, 80 кВ). Не бажаючи зупинятися на теорії, автори винаходу висунули припущення, що в процесі міцелоутворення відповідно до способа запропонованого у винаході міцела досягає "максимального розміру" завдяки її загальному електростатичному заряду, який відштовхує 3 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 додаткові білкові молекули, так що міцела більше не може збільшуватися в розмірі. Це, очевидно, і є причиною розподілу за розмірами у настільки вузькому діапазоні (порівн. Фіг. 14), який спостерігається. Вищевказані міцели можна одержувати способом, докладно описаним нижче. Сироватковим білком, придатним для використання у запропонованому винаходом способі, можуть служити будь-які ізоляти, які випускаються промисловістю або концентрати білків молочної сироватки, тобто білки молочної сироватки, отримані у процесі виробництва таких білків, способом відомим з рівня техніки, а також фракції білків молочної сироватки, виділені з них, або такі білки, як β-лактоглобулін (β-LG), а-лактальбулін і сироватковий альбумін. Зокрема, як сироватковий білок можна використовувати солодку сироватку, яка є побічним продуктом сироваріння; кислу сироватку, яка є побічним продуктом виробництва кислотного казеїну; нативную молочну сироватку, отриману при мікрофільтрації молока, або сичугову сироватку, яка є побічним продуктом виробництва сичугового казеїну. Сироватковий білок може бути отриманий з одного джерела або комбінації будь-яких джерел. Бажано, щоб сироватковий білок не піддавався стадії гідролізу перед міцелоутворенням. Так, сироватковий білок не повинен піддаватися ферментативній обробці до міцелізації. У даному винаході важливо використовувати у способі міцелоутворення білок молочної сироватки, а не його гідролізати. Даний винахід не обмежується ізолятами сироваткового білка тільки з коров'ячого молока, а включає також ізоляти сироваткового білка з молока всіх видів ссавців, наприклад, овечого, козячого, кобилячого молока й молока верстравиць. Спосіб запропонований даним винаходом може бути застосований також до мінералізованого, демінералізованого або слабо мінералізованого сироваткового продукту. Під "слабо мінералізованим" мають на увазі сироватковий продукт, з якого вилучені методом діалізу або діафільтрації вільні мінерали, але в якому залишилися мінерали, зв'язані з ним природною мінералізацією після виробництва, наприклад, концентрату або ізолята сироваткового білка. Ці "слабо мінералізовані" сироваткові продукти не передбачають попереднього збагачення специфічними мінералами. Сироваткові білки є відмінним джерелом незамінних амінокислот (AA) (45%). У порівнянні з казеїном ( який містить 0,3 г цистеїну/100 г білка) білки солодкої сироватки містять в 7 разів більше цистеїну, а білки кислої сироватки в 10 разів більше цистеїну. Цистеїн - це амінокислота, яка лімітує швидкість синтезу глутатіону (GSH), тобто трипептида, який складається із глутамату, цистеїну й гліцину, який виконує першорядні важливі функції щодо захисту організму від стресу. Потреба в зазначених амінокислотах може зростати у випадку стресу та у людей похилого віку. Так, була показана корисність доповнення перорально прийнятих препаратів глутатіону сироватковим білком з метою підвищення рівнів GSH у ВІЧ-інфікованих хворих (Eur. J. Clin. Invest. 2001; 31, 171-178). Інші корисні для здоров'я переваги, які забезпечуються сироватковими білками, включають прискорення росту й формування м'язової тканини, а також підтримка м'язової маси у дітей, дорослих і людей похилого віку, посилення імунної функції, поліпшення когнітивної функції, регулювання рівня глюкози крові, що робить їх придатними для діабетиків, регулювання маси тіла й почуття ситості, протизапальну дію, загоєння ран і регенерацію шкіри, зниження кров'яного тиску та ін. Сироваткові білки характеризуються поліпшеним коефіцієнтом ефективності білка (PER = 118) у порівнянні, наприклад, з казеїном (PER = 100). PER - це міра якості білка, яка оцінюється шляхом визначення того, у якій мірі той або інший білок сприяє приросту маси тіла. PER можна розрахувати за наступною формулою: PER = приріст маси тіла (г)/маса спожитого білка (г). Приклади: казеїн яєчний білок білок молочної сироватки соєвий білок (білок цільних бобів) пшеничний глютен 50 PER 3,2 3,8 3,8 2,5 0,3 % від казеїну 100 118 118 78 9 У способі запропонованому винаходом сироваткові білки можуть бути присутніми у водному розчині в кількості від 0,1 мас. % до 12 мас. %, бажано - у кількості від 0,1 мас. % до 8 мас. %, краще - у кількості від 0,2 мас. % до 7 мас. %, ще краще - у кількості від 0,5 мас. % до 6 мас. %, і найкраще -у кількості від 1 мас. % до 4 мас. %, у перерахунку на загальну масу розчину. Водний розчин продукту сироваткового білка у тому вигляді, у якому він присутній до стадії міцелізації, може містити також додаткові сполуки, такі як побічні продукти відповідних способів 4 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 виробництва сироватки, інші білки, камеді або вуглеводи. Розчин може містити також інші харчові інгредієнти (жир, вуглеводи, рослинні екстракти та ін.). Кількість таких додаткових сполук бажано не перевищує 50 мас. %, краще - 20 мас. %, найкраще - 10 мас. %, від загальної маси розчину. Сироватковий білок може використовуватися в очищеному вигляді або у вигляді продуктусирцю. Відповідно до кращого варіанта втілення винаходу вміст двовалентних катіонів у сироватковому білку для одержання концентрату міцел сироваткового білка може становити нижче 2,5%, бажано - нижче 2%, ще краще - нижче 0,2%. Найкраще, щоб сироваткові білки були повністю демінералізовані. Відповідно до даного винаходу рН та іонна сила є важливими факторами у способі запропонованому даним винаходом. Так, у випадку зразків, які зазнали інтенсивного діалізу, і з яких вилучені практично всі або зведені до мінімуму вільні катіони, такі як Ca, K, Na, Mg, було встановлено, що при проведенні теплової обробки протягом періоду часу від 10 секунд до 2 годин при рН нижче 5,4 утворюється згусток, у той час як при рН вищому за б,8 утворюється розчинний сироватковий білок (див. Фіг. 1). Тому тільки в цьому досить вузькому діапазоні рН можна одержати міцели сироваткового білка з діаметром меншим від 1 мкм. Ці міцели будуть мати загальний негативний заряд. Таку ж форму міцел можна одержати також при рН, нижчому ізоелектричної точки, тобто при рН від 3,5 до 5,0, бажано - при рН від 3,8 до 4,5, що забезпечує утворення позитивно заряджених міцел (див. Фіг. 6). Таким чином, відповідно до одного з варіантів втілення винаходу для одержання позитивно заряджених міцел міцелізацію сироваткових білків можна проводити в розчині, який не містить солей при значенні рН, установленому на рівні від 3,8 до 4,5 залежно від вмісту мінералів у білковому джерелі. Міцели, які при цьому утворюються переважно будуть мати загальний негативний заряд. Так, у кращому варіанті рН установлюється на рівні від 6,3 до 9,0, якщо вміст двовалентних катіонів у сухому порошкоподібному сироватковому білку становить від 0,2% до 2,5%. Якщо говорити більш конкретно, то для одержання негативно заряджених міцел рН установлюється в діапазоні від 5,6 до 6,4, краще - від 5,8 до 6,0, при низькому вмісті двовалентних іонів (наприклад, нижче 0,2% вихідного сухого сироваткового білка). рН може підвищуватися до 8,4 залежно від вмісту мінералів у джерелі сироваткового білка (концентраті або ізоляті). Зокрема, рН може становити від 7,5 до 8,4, бажано - від 7,6 до 8,0, для одержання негативно заряджених міцел у присутності великих кількостей вільних мінералів, і рН може становити від 6,4 до 7,4, бажано – від 6,6 до 7,2, для одержання негативно заряджених міцел у присутності помірних кількостей вільних мінералів. Основне правило говорить, що, чим вищий вміст кальцію й/або магнію у вихідному сухому сироватковому білку, тим вищий рН міцелізації. З метою стандартизації умов міцелоутворення сироваткового білка найбільш бажаною є демінералізація кожним з відомих методів демінералізації (діалізом, ультрафільтрацією, методом зворотного осмосу, іонним обміном, хроматографією та ін.) будь-якого джерела рідких нативних сироваткових білків з концентрацією білка, яка варіює від концентрації білка в солодкій сироватці, пермеаті від мікрофільтрації молока або в кислій сироватці (вміст білка 0,9%) до концентрації білка в концентраті зі вмістом білка 30%. Діаліз може проводитися проти води (дистильованої, деіонізованої або пом'якшеної), але оскільки такий метод діалізу дозволяє видаляти тільки іони, слабо зв'язані із сироватковими білками, то більш бажаним є метод діалізу проти кислоти при рН нижче 4,0 (органічної або неорганічної), що дозволяє краще контролювати іонний склад сироваткових білків. При проведенні такого діалізу рН міцелоутворення сироваткового білка буде нижчим 7,0, бажано - від 5,8 до 6,6. Перед тепловою обробкою водного розчину сироваткового білка його рН у більшості випадків регулюється шляхом додавання кислоти, бажано харчової якості, такої як, наприклад, соляна кислота, фосфорна кислота, оцтова кислота, лимонна кислота, глюконова кислота або молочна кислота. Якщо вміст мінералів високий, то рН у більшості випадків регулюється шляхом додавання розчину лугу, бажано харчової якості, такого як гідроксид натрію, гідроксид калію або гідроксид амонію. Альтернативно, якщо стадія регулювання рН не потрібна, можна регулювати іонну силу сироватково-білкового продукту з одночасною підтримкою сталого рН. У цьому випадку іонну силу можна регулювати за допомогою органічних або неорганічних іонів таким шляхом, який дозволяє проводити міцелізацію за сталого значення рН, рівного 7. На Фіг. 4 показаний варіант втілення даного винаходу, у якому міцелоутворення може відбуватися за сталого значення рН, рівного 7,0, у той час як іонна сила буде варіюватися за рахунок додавання від 70 до 80 мМ комплексу аргінін HCl. 5 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Буфер можна також додавати до водного розчину сироваткового білка щоб уникнути значної зміни значення рН у ході теплової обробки сироваткового білка. У принципі буфер може обиратися з будь-якої буферної системи харчової якості, наприклад, оцтової кислоти та її солей, таких як, наприклад, ацетат натрію або ацетат калію; фосфорної кислоти та її солей, таких як, наприклад, NaH2PO4, Na2HPO4, KH2PO4, K2HPO4, або лимонної кислоти та її солей тощо. Регулювання рН і/або іонної сили водного розчину забезпечує, відповідно до даного винаходу, контрольований спосіб одержання міцел розміром від 100 до 900 нм, краще -від 100 до 700 нм, найкраще - від 200 до 400 нм. Бажано, щоб відносна кількість міцел середнього розміру від 100 до 700 нм становила більше 80% при здійсненні способу запропонованого винаходом (див. Фіг. 14). Для одержання міцел правильної форми важливо також, щоб сироватковий білок не піддавався стадії гідролізу перед міцелоутворенням. На другій стадії способу вихідний водний розчин сироваткового білка піддається тепловій обробці. У рамках цього було встановлено, що для одержання міцел сироваткового білка важливо, щоб температура становила від приблизно 70C до нижчої за 95°С, бажано - від 80C до приблизно 90C, краще - приблизно від 82°С до 89°С, ще краще - приблизно від 84°С до 87°С, найкраще - приблизно 85°С. Установлено також, що в промисловому масштабі важливо, щоб температура бажано була нижчою за 95C, краще - від 80 C до 90C, найкраще -приблизно 85°С. По досягненні необхідної температури водний розчин сироваткового білка витримується за цієї температури протягом мінімум 10 секунд і максимум 2-х годин. Бажаний період часу, протягом якого водний розчин сироваткового білка витримується за необхідної температури, коливається від 12 до 25 хвилин, краще - від 12 до 20 хвилин, найкраще - становить близько 15 хвилин. Теплова обробка може відбуватися також у мікрохвильовій печі або в аналогічному устаткуванні, яке забезпечує мікрохвильове нагрівання зі співвідношенням час/кількість, рівним 10 с/10 мл, для 4 мас. % білкового розчину, який нагрівається в апараті потужністю 1500 Вт до температури кипіння (98°С при висоті 833 м) . Може застосовуватися також і безперервний спосіб при установці додаткових 8 або більше магнетронів навколо скляної трубки, потенційно подовженої трубчастим витримувачем для збільшення часу інкубації. Як показано на Фіг. 2, наявність помутніння служить показником міцелоутворення. У даному винаході помутніння, яке вимірюється спектральною поглинаючою здатністю (СПЗ) при 500 нм, становить щонайменше 3 одиниці СПЗ для 1% білкового розчину, але може досягати й 16 одиниць СПЗ у тому випадку, коли вихід при міцелізації перевищує 80% (див. Фіг. 2). З метою додаткової ілюстрації ефекту міцелоутворення з фізико-хімічної точки зору 1 мас. % дисперсії білка Вірrо® піддавали тепловій обробці при 85°С, 15 хв., при рН 6,0 і рН 6,8 в MilliQводі. Гідродинамічний діаметр агрегатів, які утворилися після теплової обробки, вимірювали методом динамічного світлорозсіювання. Істинну молекулярну масу агрегатів визначали методом статичного світлорозсіювання з використанням так званої діаграми Дебая. Поверхневу гідрофобність досліджували за допомогою гідрофобного ANS ( 1-аніліно-8нафталенсульфонова кислота) зонда, а вільні доступні SH-групи - методом з DTNB (дитіобіс(нітробензол)) з використанням цистеїну як стандартної амінокислоти. Наприкінець вивчали морфологію агрегатів із застосуванням ТЕМ з негативним фоновим фарбуванням. Результати представлені в табл. 1. 45 Таблиця 1 Фізико-хімічні властивості агрегатів розчинного сироваткового білка, які утворилися при тепловій обробці (85°С, 15 хв.) 1 мас. % білкової дисперсії в присутності або за відсутності NaCl Молекулярна Гідродинамічни маса рН Морфологія й діаметр (нм) 6 -1 Mwх10 гмоль ) 6,0 120,3 ± 9,1 27,02 ± 8,09 6,8 56,2 ± 4,6 0,64 ± 0,01 Сферичні міцели Лінійні агрегати 6 ζ -потенціал (мВ) Гідрофобність поверхні білка -1 (мкгммоль ANS) Доступні SH-групи (н молей -1 SHмг білка) -31,8 ± 0,8 105,4 3,5 ± 0,4 -27,9 ± 1,2 200,8 6,8 ± 0,5 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 З табл. 1 видно, що міцели сироваткового білка, які утворилися при рН 6,0, обумовлюють зниження питомої ANS поверхневої гідрофобності білка на множник 2 у порівнянні з сироватковим білком, який не зазнавав міцелізації, теплова обробка якого проводилася за тих же режимів, але при рН 6,8. Про міцелоутворення можна судити також за дуже високою 6 -1 молекулярною масою (27x10 гмоль ) белкових міцел у порівнянні з молекулярною массою 6 -1 белка, який не зазнавав міцелізації (0,64x10 гмоль ) , що вказує на дуже конденсований стан речовини в середині міцели (низький вміст води). Заслуговує на увагу і той факт, що ζ-потенціал міцел є ще більш негативним, ніж ζ-потенціал білків, які не зазнавали міцелізації, навіть якщо утворення останніх відбувалось за умов більш лужного рН, ніж міцел. Це є результатом більш гідрофільної поверхні міцел, на які діє розчинник. І, нарешті, необхідно зазначити, що реактивність SH-груп міцел є набагато нижчою, ніж реактивність цих груп в білку, який не зазнавав міцелізації, що може пояснюватися різним рН теплової обробки. Установлено, що вихід міцел у ході конверсії нативного сироваткового білка в міцели знижується при збільшенні початкової концентрації білка перед регулюванням рН і тепловою обробкою. Наприклад, при використанні як вихідного білока сироватково-білкового ізолята Prolacta 90 (партія 673 від Lactalis) вихід міцел сироваткового білка в процесі міцелізації знижується з 85% (коли початкова концентрація білка становила 4%) до 50% (коли початкова концентрація білка становила 12%). Для максимізації виходу міцел сироваткового білка (> 85% початкового вмісту білка) краще починати з водного розчину сироваткового білка з концентрацією білка нижчою за 12%, бажано - нижчою за 4%. Залежно від передбачуваного кінцевого застосування міцел концентрація білка регулюється перед тепловою обробкою для досягнення оптимального виходу міцел сироваткового білка. Міцели сироваткового білка, отримані запропонованим винаходом способом, мають середній розмір менший від 1 мкм, бажано - від 100 до 900 нм, ще краще - від 100 до 700 нм, і найкраще - від 200 до 400 нм. Залежно від необхідного застосування міцел їхній вихід до концентрування становить щонайменше 35%, бажано - щонайменше 50%, чи краще - щонайменше 80%, а залишковий вміст розчинних агрегатів або розчинного білка - бажано є нижчим від 20%. Середній розмір міцел характеризується індексом полідисперсності нижчим від 0,200. Спостереження показали, що міцели сироваткового білка здатні до утворення агрегатів при рН близькому до 4,5, однак без ознак макроскопічного розділення на фази через щонайменше 12 годин при 4C. Чистоту міцел сироваткового білка, отриманих способом запропонованим даним винаходом, можна визначити за кількістю залишкових розчинних білків. Для цього міцели відокремлюють центрифугуванням при 20C та 26900g протягом 15 хв. Супернатант використовують для визначення кількості білка у кварцових кюветах при 280 нм (довжина шляху проходження світла 1 см). Отримані значення виражаються в % від початкового значення перед тепловою обробкою. Відносна кількість міцел = (кількість вихідних білків - кількість розчинних білків) / (кількість вихідних білків). Перевага способу запропонованого даним винаходом полягає в тому, що отримані цим способом міцели сироваткового білка не піддавалися впливу якого-небудь механічного зусилля, що приводить до зменшення розміру часток у ході їхнього утворення, на відміну від традиційних способів. Зазначений спосіб індукує спонтанну міцелізацію сироваткових білків у процесі теплової обробки за відсутності зусилля зсуву. Міцели сироваткового білка можна використовувати в їх нативному вигляді в будь-якій композиції, наприклад, у поживних композиціях, косметичних композиціях, фармацевтичних композиціях та ін. Відповідно до даного винаходу міцели сироваткового білка використовуються в придатних до вживання продуктах. Крім того, міцели сироваткового білка можуть служити носієм для активного компонента. Зазначений компонент може бути обраним з поміж кави, кофеїну, екстрактів зеленого чаю, рослинних екстрактів, вітамінів, мінералів, біоактивних агентів, солі, цукру, підсолоджувачів, ароматичних речовин, жирних кислот, олій, білкових гідролізатів, пептидів тощо, та сумішей перерахованого. Крім цього, міцели сироваткового білка (чисті або змішані з активним компонентом), які використовуються в даному винаході, можуть мати покриття з емульгаторів, таких як, наприклад, фосфоліпіди, або з інших агентів, таких як білок, пептид, білковий гідролізат або камедь, така як камедь акації, з метою модулювання функціональності й смаку міцел сироваткового білка. Якщо як покриття використовується білок, то він може бути обраним з поміж будь-яких білків, ізоелектрична точка яких є значно вищою або нижчою від ізоелектричної точки білків молочної сироватки. Такими білками є, наприклад, протамін, лактоферин і деякі 7 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 білки рису. Якщо як покриття використовується білковий гідролізат, то бажано, щоб він був гідролізатом таких білків, як протамін, лактоферин, білки рису, казеїн, білок молочної сироватки, пшеничні, соєві білки або суміші перерахованого. Переважно покриттям служить емульгатор, обраний із поміж сульфатованого бутил-олеата, складних ефірів моно- і дигліцеридів діацетилвинної кислоти, лимоннокислих ефірів моногліцеридів, стеароіл-лактилатів та сумішей перерахованого. На Фіг. 17 схематично зображений процес утворення покриття із сульфатованого бутил-олеату. Покриття може наноситися кожним, відомим з рівня техніки способом. Крім того, спільне розпилювальне сушіння, яке описується нижче, може також призводити до утворення покриття на міцелах сироваткового білка. Показано, що міцели сироваткового білка ідеально підходять для застосування як емульгатори, жирозамінники, замінники міцелярного казеїну або піноутворюючі агенти, оскільки вони здатні стабілізовувати жир і/або повітря у водній системі протягом тривалого періоду часу. Стабільність піни показана на Фіг. 5, яка порівнює застосування сироваткового білка, який не зазнавав міцелізації з міцелами сироваткового білка, які використовуються у даному винаході. Так, міцели сироваткового білка можуть застосовуватися як емульгатори: для цієї мети вони ідеально підходять, оскільки мають нейтральний смак і при їхньому використанні не привносять побічних присмаків та запахів. На додачу до цього, міцели сироваткового білка відповідно до даного винаходу можуть служити також відбілюючим агентом, так що за допомогою однієї сполуки можна вирішити декілька завдань. Оскільки молочна сироватка є сировиною, яка завжди наявна удосталь, її використання знижує вартість продукту за рахунок скорочення витрат на емульгатор, наповнювач, відбілювач або піноутворюючий агент і в той же час підвищує поживну цінність продукту. Таким чином, міцели сироваткового білка, одержані способом запропонованим даним винаходом, можуть використовуватися для виробництва будь-якого виду придатного до вживання продукту, який вимагає стабілізації емульсії або піни, наприклад, такої, яка є присутньою у мусі або морозиві, у замінниках вершків для кави або в молочних продуктах з низьким вмістом жиру або які не містять жиру, або ж у тих продуктах, у яких зазначені міцели можуть знайти застосування як замінник міцелярного казеїну. Під "придатним до вживання" мають на увазі будь-який харчовий продукт у будь-якій формі, включаючи напої, супи, напівтверді харчові продукти та ін., які можуть вживатися людиною або твариною. Прикладами продуктів, у яких міцели сироваткового білка запропоновані даним винаходом можуть знайти застосування, є молочні продукти, майонез, дресинги (заправки) для салатів, пастеризоване або УВТ-молоко, згущене молоко із цукром, йогурт, кисломолочні продукти, соуси, соуси з низьким вмістом жиру, такі як, наприклад, соус типу Бешамель, ферментовані продукти на молочній основі, молочний шоколад, білий шоколад, темний шоколад, муси, піни, емульсії, морозиво, ферментовані продукти на зерновій основі, сухе молоко, суміші для дитячого харчування, дієтичні добавки, корми для свійських тварин, таблетки, рідкі бактеріальні суспензії, сухі біологічно активні добавки для перорального прийому, вологі біологічно активні добавки для перорального прийому, енергетичні поживні батончики, спреди, фруктові напої, суміші для приготування кави. Таким чином, придатний до вживання продукт, який містить міцели сироваткового білка, є частиною даного винаходу. Під "міцелами сироваткового білка" мають на увазі сферичні агломерати денатурованого білка молочної сироватки. Бажано, щоб сироватковий білок не піддавався гідролізу перед міцелоутворенням, що дозволяє одержувати сферичні міцели правильної форми. У міцелах сироваткові білки розташовуються таким чином, що їхні гідрофільні частини орієнтовані у напрямку зовнішньої частини агломерату, а їхні гідрофобні частини орієнтовані у напрямку внутрішньої серцевини зазначеної міцели. В типових випадках міцели сироваткового білка мають розмір менший від 1 мікрона. Відповідно до одного з конкретних варіантів втілення винаходу придатний до вживання продукт містить міцели сироваткового білка, які розчиняються в продукті та мають рН нижчий 6. "Розчиняються" означає, що міцели не агрегують або не коагулюють із утворенням нерозчинних агрегатів міцел сироваткового білка. Інакше кажучи, міцели сироваткового білка диспергуються в продукті. Це дає перевагу, яка полягає в тому, що міцели сироваткового білка запропоновані винаходом можуть використовуватися і у продуктах з підвищеною кислотністю без виникнення будь-яких проблем щодо їхньої стабільності. Так само, продукти, вміст солі в яких є вищим від 0,01%, навіть вищим від 0,1%, або навіть вищим від 1%, і які містять розчинні міцели сироваткового білка, також є частиною даного винаходу. Стабільність міцел сироваткового білка в харчових матрицях з підвищеним вмістом солі або з підвищеною кислотністю забезпечує значні переваги. 8 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Наприклад, це уможливлює виробництво таких придатних до вживання продуктів, як майонез, майонез з низьким вмістом жиру або знежирений, соус, наприклад, соус типу Бешамель, соус типу голландського, соус тартар, соус для макаронних виробів, білий соус, перцевий соус, соус, який включає шматочки, соус для страв, які запікаються в духовій шафі, таких як філе лосося, запечене у вершковому паніруванні, суп, крем-суп, наприклад, крем-суп з печериць, крем-суп із спаржі, крем-суп із броколі, тайський суп, овочевий суп, заправка (дресинг) для салату з вершків, приправа, солодкий соус, спреди, крем-соуси, салати тощо. Присутність міцел сироваткового білка забезпечує продуктам всі переваги, описані у даній заявці, такі як збагачення білком, відбілюючий/опалесцентний ефект, зниження жирності, надання кремоподібної текстури та вершкового смакового відчуття в роті тощо. Продукт типу майонезу з підвищеною кислотністю, який містить розчинні міцели сироваткового білка, є продуктом запропонованим винаходом. Під "продуктом типу майонезу" варто розуміти будь-який соус-приправу, який має текстуру й зовнішній вигляд майонезу. Це може бути стандартний майонез, салатний майонез, дресинг для салатів, приправа, спред, солодкий соус та ін. У типових випадках рН продукту типу майонезу відповідно до винаходу становить від 2 до 6, бажано - від 2,5 до 4,5. Продукт може містити також сіль у кількості від 0 до 3%, краще - від 0,1% до 2,5%, найкраще - від 0,1% до 1,5%. Продукт може містити менше 50% жиру, від 50% до 7 0% жиру або більше 70% жиру. Бажано, продукт взагалі не містить жиру. Продукт може бути або не бути на основі емульсії. Інші інгредієнти, які є присутніми у продукті типу майонезу відповідно до винаходу, можуть включати яйцепродукти (наприклад, яєчний жовток, білок курячого яйця, продукт на основі курячого яйця та ін.), цукри, приправу, спеції, ароматичні пряні трави, фрукти й овочі, включаючи фруктові й овочеві соки, гірчицю, молочні продукти, воду, емульгатори, защувачі тощо. Відповідно до іншого варіанта втілення винаходу забезпечується також такий продукт, як суп або соус, який містить розчинні міцели сироваткового білка та який має вміст солі від 0,01% до 3%, бажано - від 0,1% до 2,5%. Суп або соус може мати також підвищену кислотність, наприклад, томатні супи або соуси та ін. У типових випадках суп або соус може бути гострим, хоча в деяких випадках він може бути солодким (наприклад, польські супи). У типових випадках суп або соус відповідно до винаходу містить смакоароматизовану основу та загущувачі. Смакоароматизована основа може включати сіль, смакоароматичні речовини, підсилювачі аромату й смаку, спеції тощо, та суміш перерахованих комповентів. Загущувачі можуть бути обраними з поміж крохмалів, камедей, борошна тощо, або сумішей перерахованого. Крім того, суп або соус може містити інші інгредієнти, обрані з поміж жиру, вершків, замінників вершків, масла, емульгаторів, овочів, бобових, гарнірів, макаронних виробів, м'яса, галушок, молочних продуктів і будь-яких сумішей перерахованого. Бажано, суп або соус не містить жиру або має знижений вміст жиру. Прикладами такого соусу є соус типу Бешамель, соус типу голландського, білий соус, соус для макаронних виробів, соус з включеннями шматочків, соус для страв, які запікаються в духовій шафі, наприклад, філе лосося у вершковому паніруванні, перцевий соус, соус тартар та ін. Перелік супів може включати крем-суп, наприклад, крем-суп зі спаржі або броколі, або з печериць, тайські супи, овочеві супи тощо. Вищеописані продукти можуть вироблятися у вигляді "готових до вживання" продуктів, тобто їх можна вживати в їжу безпосередньо без додавання інших інгредієнтів, таких як вода, наприклад. Альтернативно вони можуть продуктами, які потребують відновлення із сухої суміші. Продукти, які описані тут можна виготовляти шляхом змішування міцел сироваткового білка, їхнього концентрату або порошку з додатковими інгредієнтами й обробки суміші. Обробка може включати будь-яку стадію обробки, яка традиційно застосовується у виробництві харчових продуктів, відому з рівня техніки. Це може бути застосування щодо суміші нагрівання, впливу тиску, кислотних або лужних умов, охолодження та ін. В іншому аспекті винахід забезпечує також зневоднені продукти, такі як швидкорозчинні сухі супи, соуси або приправи, сухі супи швидкого приготування та ін., які можна легко відновити водою або іншою рідиною для того, щоб зробити їх придатними до вживання. У типових випадках зневоднений продукт запропонований винаходом містить порошок міцел сироваткового білка й сухі харчові інгредієнти. Порошок міцел сироваткового білка описується в даний заявці. Він може складатися з міцел сироваткового білка, які піддавалися розпилювальному сушінню. Альтернативно порошок міцел сироваткового білка може містити додаткові інгредієнти, які можуть бути обраними з розчинних або нерозчинних солей, пробіотичних бактерій, барвників, цукрів, мальтодекстринів, жирів, олій, жирних кислот, 9 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 емульгаторів, підсолоджувачів, ароматичних речовин, рослинних екстрактів, лігандів, біоактивних агентів, кофеїну, вітамінів, мінералів, лікарських засобів, молока, молочного білка, сухого знежиреного молока, міцелярного казеїну, казеїнату, рослинного білка, білкових гідролізатів, таких як гідролізат пшеничного глютену, пептидів, амінокислот, поліфенолів, пігментів, дріжджових екстрактів, мононатрію глутамату й будь-яких сумішей перерахованого. Якщо порошок міцел сироваткового білка містить додаткові інгредієнти, то співвідношення міцел сироваткового білка до додаткових інгредієнтів бажано становить від 1:1 до 1:1000. Сухі харчові інгредієнти, які присутні у зневоднених продуктах запропонованих винаходом, обираються з поміж вуглеводів, джерел білка, крохмалів, харчових волокон, жиру, ароматизаторів, спецій, солей тощо, та будь-яких сумішей перерахованого. Співвідношення порошку міцел сироваткового білка до цих сухих інгредієнтів звичайно становить від 1:1 до 1:10, бажано - від 1:1 до 1:5, найкраще - 1:3. Такого роду зневоднений продукт може бути виготовленим шляхом змішування порошку міцел сироваткового білка з додатковими сухими інгредієнтами або шляхом спільного висушування розчину або концентрату міцел сироваткового білка з додатковими інгредієнтами. У типових випадках це досягається спільним розпилювальним сушінням. Крім того, міцели сироваткового білка запропоновані винаходом можуть використовуватися або окремо, або разом з іншими активними матеріалами, такими як полісахариди (наприклад, камедь акації або карагінани), для стабілізації матриць, наприклад, матриць молочної піни. Завдяки їхньому нейтральному смаку, відбілюючій здатності й стабільності після теплової обробки міцели сироваткового білка запропоновані даним винаходом можуть використовуватися для відбілювання знежиреного молока й поліпшення його смакових якостей. Крім того, підвищення відбілюючої здатності молочних систем за не змінного вмісту загального білка, дозволяє знизити вміст жиру в харчовій матриці. Ця відмінна ознака є особливою перевагою міцел сироваткового білка запропонованих даним винаходом, оскільки вона дозволяє виготовляти продукти з низьким вмістом жиру, наприклад, додавати молочний замінник вершків без внесення додаткового молочного жиру як такого. В описаному способі винаходу дисперсія міцел сироваткового білка, отримана після теплової обробки, концентрується до одержання концентрату міцел сироваткового білка. Відповідно стадія концентрування може здійснюватися, наприклад, шляхом випаровування, центрифугування, седиментації, ультрафільтрації й/або мікрофільтрації. Випаровування може проводитися на дисперсії міцел шляхом подачі її до вакуумвипарювального апарату, температура в якому становить від 50C до 85°С. Центрифугування може здійснюватися з високим (вище 2000g) або низьким прискоренням (нижче 500g) після підкислення дисперсії міцел сироваткового білка до рН нижчого від 5, бажано - до рН 4,5. Спонтанна седиментація може також проводитися на дисперсії міцел сироваткового білка шляхом її підкислення. Бажано, рН седиментації становить 4,5, а час седиментації - більший12 годин. Краще концентрування міцел сироваткового білка може досягатися мікрофільтрацією дисперсії міцел. Ця техніка збагачення дозволяє не тільки концентрувати міцели сироваткового білка за рахунок видалення розчинника, але й видаляти білок, який не зазнав міцелізації (наприклад, нативні білки або розчинні агрегати). Тому кінцевий продукт складається тільки з міцел (що підтвердила трансмісійна електронна мікроскопія, порівн. Фіг. 9 і 10). У цьому випадку максимально можливий коефіцієнт концентрування буде досягатися після падіння початкової швидкості потоку пермеату через мембрану до 20% від її вихідного значення. Концентрат сироваткового білка, отриманий способом запропонованим даним винаходом, має концентрацію білка щонайменше 12%. Крім того, концентрат містить щонайменше 50% білка у формі міцел. Цікаво відзначити, що концентрат, якщо встановити вміст білка в ньому на рівні 10%, здатний витримувати наступну теплову обробку при 85°С, 15 хв., при рН 7,0 у присутності, наприклад, до 0,15 M хлориду натрію, як показано на Фіг. 11. Для порівняння: дисперсія нативного сироваткового білка (Prolacta90, партія 500 658 від Lactalis) утворює гель у присутності 0,1 M хлориду натрію при концентрації білка лише 4% (порівн. Фіг. 12). Міцели, які використовуються в даному винаході, забезпечують також корисну перевагу, яка полягає в тому, що висока стабільність структури міцел зберігається в процесі стадії концентрування. Крім того, міцели запропоновані даним винаходом характеризуються коефіцієнтом ефективності білка (PER), еквівалентним PER вихідного сироваткового білка, що становить щонайменше 100, бажано - щонайменше 110, що робить міцели важливими поживними інгредієнтами. 10 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Збагачення міцелами сироваткового білка дає виняткові переваги, які полягають у можливості виготовляти продукти, збагачені білком у концентрації, якої не вдавалося досягти в попередньому рівні техніки. Крім того, оскільки концентрат може діяти як жирозамінник при одночасному збереженні необхідних властивостей структури, текстури й органолептичних властивостей, асортименти продуктів з низьким вмістом жиру може бути значно розширеним. На додачу до цього, концентрат міцел забезпечує таку перевагу, як зниження вартості продуктів за рахунок того, що для досягнення бажаного ефекту потрібна менша кількість концентрату. Концентрат міцел сироваткового білка (від випаровування або мікрофільтрації) може використовуватися в рідкому вигляді, наприклад, у вигляді дисперсії, або в напівтвердому, або в сухому вигляді. Він може використовуватися для тих же численних цілей, які були перераховані вище стосовно міцел сироваткового білка. Наприклад, білковий концентрат з 20% білка, отриманий випаровуванням, має кремоподібну напівтверду текстуру (див. Фіг. 18), а шляхом підкислення молочною кислотою зазначену текстуру можна перетворити в мастку. Ця рідка, кремоподібна, пастоподібна текстура може використовуватися для виробництва кислих, солодких, солоних, ароматизованих, збагачених білком продуктів, придатних до вживання. Концентрат міцел сироваткового білка в будь-якому вигляді може змішуватися з 5% кислої фруктової основи й 5% сахарози з одержанням стабільної, збагаченої білком молочної сироватки, фруктового напою з підвищеною кислотністю. Він може використовуватися також у виробництві молочних продуктів, морозива або як забілювач для кави. Інші сфери його застосування включають засоби догляду за шкірою й засоби догляду за порожниною рота, такі як, наприклад, зубна паста, жувальна гумка або жувальна гумка з відбілюючим ефектом. Відбілююча здатність концентрату в будь-якій формі є набагато вищою в порівнянні з неконцентрованими міцелами або нативним сухим білком. Наприклад, відбілююча здатність 4 мл концентрату міцел із 15% білка еквівалентна відбілюючій здатності 0,3% оксиду титану в 100 мл (1 чашка) 2% розчинної кави. Становить інтерес той факт, що, якщо диспергувати розчинну каву й сахарозу в концентраті міцел сироваткового білка, то можна одержати концентрат 3-в-1 із загальним вмістом сухих речовин 60% без жиру. Концентрат може використовуватися у своєму нативному вигляді або в розведеному вигляді залежно від мети його застосування. Наприклад, концентрат міцел сироваткового білка в рідкому або сухому вигляді можна розбавити до вмісту білка 9%, тобто до рівня концентрації білка в згущеному молоці із цукром. Потім можна додати мінеральні речовини молока, лактозу й сахарозу для того, щоб наблизити поживний профіль готового продукту до молока, але як джерело білка використовувати тільки сироватковий білок. Така суміш на основі сироваткового білка є більш стійкою, ніж згущене молоко із цукром, до реакції Майяра (якщо судити за швидкістю формування коричневого 0 забарвлення) в умовах інкубації протягом 2 годин при 98 C (температура киплячої води при висоті 833 м). Суха форма концентрату сироваткового білка відповідно до винаходу може бути отримана будь-яким відомим способом, наприклад, розпилювальним сушінням, сублімаційним сушінням, вальцьовим сушінням тощо. Так, концентрат сироваткового білка відповідно до даного винаходу може бути висушений розпилювальним сушінням з додаванням або без додавання додаткових інгредієнтів і може використовуватися як засіб для їхнього переносу або як структурний елемент у широкому переліку виробничих процесів, наприклад, у виробництві придатних до вживання продуктів, у виробництві косметичних засобів тощо. Фіг. 8 демонструє порошок, отриманий розпилювальним сушінням без додавання додаткових інгредієнтів, середній діаметр часток якого перевищує 1 мікрон внаслідок агрегації міцел, яка відбувається в процесі розпилювального сушіння. У типових випадках средньооб'ємний діаметр (D43) часток таких порошків становить від 45 до 55 мікронів, бажано 51 мікрон.Середньо-поверхневий діаметр (D32) часток порошків відповідно до даного винаходу бажано становить від 3 до 4 мікронів, ще краще - 3,8 мікрон. Вміст вологи в порошках, отриманих розпилювальним сушінням, бажано становить нижче 10%, ще краще - нижче 4%. Такий порошок міцел сироваткового білка може містити щонайменше 90% сироваткового білка, з яких щонайменше 20%, бажано - більше 50%, найкраще - більше 80%, присутні в міцелярній формі. Крім того, порошок міцел сироваткового білка, який використовується в даному винаході, має високу здатність зв'язуватися з розчинниками, такими як вода, гліцерин, етанол, олія, 11 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 органічні розчинники тощо. Зв'язуюча здатність порошків з водою становить щонайменше 50%, бажано -щонайменше 90%, найкраще - щонайменше 100%. Стосовно таких розчинників, як гліцерин і етанол, зв'язуюча здатність становить щонайменше 50%, а стосовно олії щонайменше 30%. Ця властивість порошку міцел сироваткового білка відповідно до даного винаходу дозволяє розпорошувати їх або наповнювати додатковими функціональними інгредієнтами, такими як кава, кофеїн, екстракти зеленого чаю, рослинні екстракти, вітаміни, мінерали, біоактивні агенти, сіль, цукор, підсолоджувачі, ароматичні речовини, жирні кислоти, олії, білкові гідролізати, пептиди та ін. і суміші перерахованого. Функціональні інгредієнти можуть уводитися до складу порошку у кількості від 0,1% до 50%. Таким чином, порошок може служити носієм для зазначених функціональних інгредієнтів. Це дає перевагу, яка полягає, наприклад, у тому, що відчуття гіркоти кофеїну зменшується при введенні його до складу порошку запропонованого даним винаходом, тому останні можна використовувати, наприклад, у поживних батончиках з кофеїном. Додаткові інгредієнти можна змішувати з концентратом міцел сироваткового білка перед розпилювальним сушінням. Ці додаткові інгредієнти включають розчинні або нерозчинні солі, пептиди, білкові гідролізати, наприклад, гідролізат пшеничного глютену, пробіотичні бактерії, барвники, цукри, мальтодекстрини, жири, емульгатори, підсолоджувачі, ароматичні речовини, рослинні екстракти, ліганди, біоактивні агенти, кофеїн, вітаміни, мінерали, лікарські засоби, молоко, молочні білки, сухе знежирене молоко, міцелярний казеїн, казеїнат, рослинний білок, амінокислоти, поліфеноли, пігмент тощо, і будь-які можливі суміші перерахованого. Готові змішані порошки міцел сироваткового білка містять міцели сироваткового білка й щонайменше один додатковий інгредієнт у масовому співвідношенні від 1:1 до 1:1000. Таке спільне розпилювальне сушіння дає порошки, які складаються з міцел сироваткового білка, агломерованих або із покриттям із додаткових інгредієнтів. Бажано, масове співвідношення міцел сироваткового білка до додаткового інгредієнта становить 1:1. Надалі це може полегшити солюбілізацію зазначених порошків і може становити особливий інтерес при виробництві зневоднених харчових продуктів, таких як супи, соуси тощо, які містять міцели сироваткового білка. Порошки міцел сироваткового білка, які використовуються в даному винаході, характеризуються внутрішньою структурою, яка складається переважно з порожніх сфер, а також сплющених сфер (порівн. Фіг. 19). Структуру із порожніх сфер можна легко пояснити утворенням пухирця пари всередині краплини концентрату міцел сироваткового білка (WPM) у процесі розпилювального сушіння. Після вивільнення пухирця пари із краплини WPM за температури вищої від 100°С залишається порожня сфера. "Форма у вигляді кісточки" пояснюється комбінованою дією випаровування води із краплини із зовнішнім тиском усередині краплини. Внутрішня структура з порожніх сфер досліджувалася за допомогою SEM після розрізання частки практично по її діаметру (Фіг. 20, ліворуч). Установлено, що товщина оболонки частки становить близько 5 мкм і є, очевидно, досить однорідною, у той час як внутрішня структура має більш зернистий зовнішній вигляд. Більш сильне збільшення показало, що ця зернистість насправді пояснюється присутністю вихідних WPM, які схильні зливатися один з одним з утворенням внутрішньої матриці частки порошку. Цікавим є той факт, що сферична форма міцел зберігається в процесі розпилювального сушіння, так само як і однорідний розподіл часток за розмірами (Фіг. 20, праворуч). Таким чином, на мікроскопічному рівні порошки міцел сироваткового білка характеризуються унікальною гранульованою морфологією порожніх або сплющених сфер, які містять інтактні й дискретні міцели сироваткового білка. Порошки міцел сироваткового білка характеризуються дуже високою плинністю (сипкістю), що дає переваги, яких неможливо було досягти в попередньому рівні техніки. Наприклад, ці порошки поводться майже як рідини й мають такі переваги, як зручність у використанні й транспортуванні. Кут природного відкосу часток таких порошків бажано становить менше 35°, ще краще - менше 30°. Такий невеликий кут природного відкосу дозволяє використовувати порошки даного винаходу як агенти, які надають плинності (антизлежувачі), наприклад, у харчовому виробництві. Дуже важливою відмінною рисою зазначених порошків у змішаному або "чистому" вигляді є те, що основна міцелярная структура сироваткових білків у них зберігається. Фіг. 15 показує частку (у розрізі) порошку міцел сироваткового білка, і на розрізі можна спостерігати дискретні міцели сироваткового білка. Крім того, структура міцел здатна легко відновлюватися в розчинниках. Показано, що порошки, отримані з концентрату міцел сироваткового білка, здатні 12 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 легко диспергуватися повторно у воді за кімнатної температури або при 50C. Розмір і структура міцел сироваткового білка повністю зберігаються в порівнянні з вихідним концентратом. Наприклад, на Фіг. 13 концентрат сироваткового білка, підданий розпилювальному сушінню при концентрації білка 20%, повторно диспергувався в деіонізованій воді при 50C при концентрації білка 4%. Структура міцел вивчалася за допомогою ТЕМ, і її можна порівняти з Фіг. 10. Отримані міцели мають однакову форму. Установлено, що діаметр міцел становить 315 нм за результатами динамічного світлорозсіювання з індексом полідисперсності 0,2. Фіг. 16 також показує дисперсію порошку міцел сироваткового білка, отриманого сублімаційним сушінням, у якій міцели відновлюються. Той факт, що в розчині після відновлення порошку, отриманого розпилювальним або сублімаційним сушінням, можна спостерігати міцели сироваткового білка й тільки невелику фракцію їхніх агрегатів підтверджує, що міцели сироваткового білка залишаються фізично стабільними в процесі розпилювального і сублімаційного сушіння. Порошки запропоновані даним винаходом можуть використовуватися у тих же численних випадках, які були описані вище стосовно міцел сироваткового білка та їхніх концентратів. Наприклад, збагачені білком придатні до вживання продукти, такі як шоколад, енергетичні поживні батончики, зневоднені кулінарні вироби, жувальна гумка тощо, можна легко виготовляти з використанням порошків концентратів міцел. Завдяки високій стабільності в обробці порошків запропонованих даним винаходом на них можна наносити покриття, наприклад, з емульгаторів, камедей, білків, пептидів, білкових гідролізатів. Це дає велику перевагу, оскільки дозволяє модулювати функціональність і смак зазначених порошків. Нижченаведені приклади ілюструють даний винахід, але ні в якій мірі не обмежують його масштаб. Приклади Винахід описується далі із наведенням конкретних прикладів, у яких докладно описується одержання міцел, які використовуються в даному винаході. Однак масштаб описаного й заявленого тут винаходу не обмежується тільки розкритими конкретними варіантами його втілення, оскільки ці варіанти служать ілюстрацією лише декількох аспектів винаходу. Можливібудь-які еквівалентні варіанти в рамках даного винаходу. Фактично кваліфікованим у даній галузі техніки фахівцям з вищенаведеного опису стануть очевидними різні модифікації винаходу на додачу до показаних і описаних тут. Однак такого роду модифікації можуть застосовуватись строго в масштабі заявленої формули винаходу. Приклад 1. Міцелізація β-лактоглобуліну при регульованому рН β-лактоглобулін (партія JE002-8-922, 13-12-2000) був отриманий від Davisco (Le Sueur, MN, USA). Білок був виділений і очищений із солодкої (підсирної) сироватки ультрафільтрацією й іонообмінною хроматографією. Порошок містив 89,7% білка, 8,85% вологи, 1,36% мінеральних 2+ 2+ + + речовин (0,079% Ca , 0,013% Mg , 0,097% K , 0,576% Na , 0,050% Cl ). Всі інші використані реагенти мали аналітичну якість (Merck Darmstadt, Germany). Білковий розчин концентрацією 0,2% готували сольватацією β-лактоглобуліну в МіllіQ®-Воді (Millipore) і вимішуванням при 20C протягом 2 год. Потім рН аліквотних кількостей розчину встановлювали на рівні рН 5,0; 5,2; 5,4; 5,6; 5,8; 6,0; 6,2; 6,4; 6,6; 6,8; 7,0 шляхом додавання HCl. Розчини розливали в скляні флакони на 20 мл (Agilent Technologies), які герметично закорковували алюмінієвими ковпачками з ущільненням із силікону/PTFE (політетрафторетилен). Розчини піддавали тепловій обробці при 85°С протягом 15 хв. (час досягання температури складав 2,30-3,00 хв.) Після теплової обробки зразки охолоджували в крижаній воді до 20C. Візуальна оцінка зовнішнього вигляду продуктів (Фіг. 1) вказує на те, що оптимальний рН міцелізації становить 5,8. Приклад 2. Міцелізація ізолята сироваткового білка Ізолят сироваткового білка (WPI) (Вірrо®, партія JE032-1-420) був отриманий від Davisco (Le Sueur, MN, USA). Склад порошку приводиться в табл. 2. Білковий розчин з концентрацією білка 3,4% готували сольватацією сухого сироваткового білка у вигляді порошку в MilliQ-Воді (Millipore) і вимішуванням при 20C протягом 2 год. Початковий рН склав 7,2. Потім рН аліквотних кількостей розчину встановлювали на рівні рН 5,6; 5,8; 6,0; 6,2; 6,4 і 6,6 шляхом додавання 0,1 N HCl. Розчини розливали в скляні флакони на 20 мл (Agilent Technologies), які герметично закорковували алюмінієвими ковпачками з ущільненням із силікону/PTFE. Розчини піддавали тепловій обробці при 85C протягом 15 хв. (час для досягнення температури складав 2,30-2,50 хв.) Після теплової обробки зразки охолоджували в крижаній воді до 20°С. 13 UA 98934 C2 5 10 Каламутність підданих тепловій обробці сироваткових білків визначали при 500 нм і 25°C; зразки розбавляли таким чином, щоб вимірювання можна було проводити в діапазоні від 0,1 до 3 Abs-Одиниць (тобто одиниць спектральної поглинаючої здатності (СПЗ)) (спектрофотометр Uvikon 810, Kontron Instrument). Значення розраховували, виходячи з початкової концентрації білка 3,4%. рН міцелізації досягається, як передбачається, при стабільності (коефіцієнт варіації < 5% початкового значення) виміряної при 500 нм СПЗ протягом інтервалу часу 10 хвилин у тому ж зразку, як показано на Фіг. 2. Для продукту даного приклада оптимальний рН міцелізації склав від 6,0 до 6,2. При зазначеному рН, відрегульованому перед тепловою обробкою, стабільна каламутність дорівнювала 21, а вміст залишкового розчинного білка, який оцінювався за спектральною поглинальною здатністю при 280 нм після центрифугування, склав 1,9%. Отримані дані дозволили авторам винаходу зробити висновок, що 45% вихідних білків трансформувалися в міцели при рН 6,0. Таблиця 2 Склад WPI (ізолята сироваткового білка) і характеристики зразка після міцелізації Постачальник Найменування продукту Вірrо Номер партії Склад (мг/100 г): Натрій Калій Хлорид * 10, якщо 40 Кальцій Фосфор Магній Початковий рН рН міцелізації Каламутність (500 нм) розчину з концентрацією білка 3,4% Залишковий розчинний білок (%) за результатами вимірювання спектральної поглинаючої здатності при 280 нм Davisco JE 032-1-420 650 44 10 82 49 6 7,2 6,0 21 1,9 15 20 25 30 35 40 Приклад 3. Вивчення міцел під мікроскопом Одержання міцел Білковий розчин з концентрацією білка 2% готували сольватацією сухого сироваткового білка у вигляді порошку (WPI 90, партія 989/2, Lactalis, Retier, France) в MiIIiQ-воді (Miilipore) і вимішуванням при 20°С протягом 2 год. Потім установлювали рН аліквотних кількостей з використанням 0,1 N HCl або 0,1 N NaOH. Розчини розливали в скляні флакони на 20 мл (Agilent Technologies), які герметично закорковували алюмінієвими ковпачками з ущільненням із силікону/PTFE. Теплову обробку розчинів проводили при 85°С протягом 15 хв. (час для досягнення температури складав 2,302,50 хв.). Після теплової обробки зразки охолоджували в крижаній воді до 20°C. Для продукту даного приклада оптимальний рН міцелізації становив 7,4. Мікроскопічні спостереження Рідкі зразки міцел інкапсулювали в пробірки з агаровим гелем. Фіксація досягалася зануренням у розчин 2,5% глутаральдегіду в 0,1 M буфері какоділату з рН 7,4, а вторинна фіксація - зануренням у розчин 2% тетроксида осмію в такому ж буфері, при цьому обидва розчини містили 0,04% рутенію червоного. Після дегідратації в етанолі зростаючої концентрації (70, 80, 90, 96, 100%-й етанол) зразки заливали смолою Spurr (смола з низькою в'язкістю) у співвідношенні смола : етанол = 1:1, 2:1 (100%-й етанол). Після полімеризації смоли (70°C, 48 годин) на ультрамікротомі Leica ultracut UCT виготовляли напівтонкі та ультратонкі зрізи. Ультратонкі зрізи контрастували водним розчином уранілацетату й цитрату свинцю й вивчали за допомогою трансмісійної електронної мікроскопії (Philips CM12, 80 кВ). ТЕМ-мікрофотографія представлена на Фіг. 3. Отримані міцели мали сферичну форму діаметром 200 нм. Розподіл часток за розмірами Вимірювання розподілу міцел за розмірами на основі інтенсивності проводили на прикладі міцел, отриманих тепловою обробкою 1 мас. % дисперсії β-лактоглобуліну (β-LG) при 85°C, 15 хв., при рН 4,25 (позитивно заряджені зета- потенціал приблизно +25 мВ) і при рН 6,0 14 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (негативно заряджені зета-потенціал приблизно -30 мВ). Z-усереднений гідродинамічний діаметр міцел склав 229,3 мм при рН 4,25 і 227,2 мм при рН 6,0. Агрегацію β-LG і сироваткового білка вивчали методом динамічного світлорозсіювання. З цією метою використовувався прилад Nanosizer ZS (Malvern Instruments, UK), оснащений джерелом лазерного випромінювання потужністю 4,0 мВт при 633 нм. Використаний прилад мав конфігурацію зворотного світлорозсіювання, у якій розпізнавання проводиться при куті розсіювання 173°. Це забезпечує значне скорочення множинних розсіюючих сигналів зафіксованих у каламутних зразках. Зразки поміщували в прямокутну кварцову комірку (Неlima, довжина шляху проходження світлового пучка 1 см). Довжина шляху проходження світлового пучка автоматично встановлювалася приладом залежно від каламутності зразка (загасання). Автокореляційна функція розраховувалася за коливаннями інтенсивності розсіювання. Результати представлені на Фіг. 6. Вони показують, що усереднена частка характеризується індексом полідисперсності в дуже вузькому діапазоні (< 0,200). Приклад 4. Міцелізація β-лактоглобуліну за сталого рН Спосіб, описаний у прикладі 1, повторювали, але з використанням водного розчину 2% βлактоглобуліну. рН цього розчину встановлювали на рівні рН 7,0 після додавання розчину комплексу аргінін HCl з метою забезпечення кінцевої концентрації солі від 5 до 200 мМ і кінцевої концентрації β-лактоглобуліну 1%. Потім для індукування міцелоутворення проводили теплову обробку (80°С, 10 хв., час досягнення температури склало близько 2 хв.). Результати представлені на Фіг. 4; вони чітко показують, що значну каламутність можна спостерігати при іонній силі приблизно від 50 до 70 мм, що вказує на присутність міцел сироваткового білка. Приклад 5. Одержання відбілюючого агента Нативні сироваткові білки (WPI 95, партія 848, від Lactalis; 8%масс. водний розчин) обробляли відповідно до приклада 2. Рівень світлоти (L) кінцевого продукту вимірювали в режимі дифузійного відбиття за допомогою приладу Мас Beth CE-XTH D65 10° SCE, обладнаного вимірювальною коміркою на 2 мм. Кінцевий рівень світлоти склав L = 74,8, тобто був співрозмірним зі значенням L = 7 4,5 для жирного молока. Приклад 6. Одержання замінника вершків для кави Нативні сироваткові білки (Вірrо®, партія JE 032-1-420, 0,5 мас. % водний розчин) змішували при 50°C с 10 мас. % частково гідрогенізованої пальмової олії, 14 мас. % мальтодекстрину (DE = декстрозний еквівалент 21) і в присутності 50 мМ фосфатно-цитратного буфера із установленим рН 6,0, тобто з рН міцелізації зазначеного білка Вірrо®. Суміш гомогенізували при 400/50 бар у гомогенізаторі Rannie, а потім піддавали тепловій обробці при 85°С, 15 хв. Отримана емульсія показала високу стабільність протягом періоду часу щонайменше один місяць в умовах зберігання при 4°С і рівень світлоти L = 78, співрозмірний з контрольним рідким замінником вершків (Creme a Cafe, Emmi, Switzerland), який має вміст жиру 15% і рівень світлоти L = 75,9. Приклад 7. Одержання піни на водній основі Нативний β-лактоглобулін (Biopure, Davisco, партія JE 002-8-922, 2 мас. % водний розчин) змішували з 120 мМ розчину аргінін HCl таким чином, щоб кінцева концентрація βлактоглобуліну склала 1 мас. %, а аргініну HCl - 60 мм. рН суміші встановлювали на рівні 7,0 шляхом додавання IN HCl. Потім суміш піддавали тепловій обробці при 80°C, 10 хв., так, щоб 90% вихідного β-лактоглобуліну трансформувалися в міцели з z-усередненим діаметром 130 нм. У даному прикладі діаметр міцел визначали приладом Nanosizer ZS (Malvern Instruments, UK). Зразок наливали у кварцову кювету й автоматично фіксували зміни розсіяного світла. Автокореляційну функцію підганяли за допомогою методу кумулянтів (напівінваріантів) таким чином, щоб можна було розрахувати спочатку коефіцієнт дифузії часток, а потім z-усереднений гідродинамічний діаметр за рівнянням Стокса-Ейнштейна. У зазначених вимірюваннях було прийнято, що коефіцієнт заломлення розчинника становить 1,33, а міцел - 1,45. Потім об’єм 50 мл отриманої дисперсії міцел β-лактоглобуліну спінювали шляхом введення азоту крізь скляну 3 фріту, яка генерує пухирці від 12 до 16 мкм, для одержання об'єму піни 180 см із застосуванням відкаліброваного приладу Foamscan (ITConcept). Стабільність об'єму піни в часі при 26°C визначали методом аналізу зображень і порівнювали зі стабільністю піни, отриманої з β-лактоглобуліну, обробленого у тих же режимах, але без аргініну HCl, тобто без міцелоутворення. Фіг. 5 демонструє, що стабільність об'єму піни значно підвищується в присутності міцел β-лактоглобуліну. Приклад 8. Ферментований молочний продукт на основі сироватки - експерименти з ферментації Сировина 15 UA 98934 C2 5 10 Ізолят сироваткового білка (WPI) (Вірrо®) був отриманий від Davisco (Le Sueur, MN, USA) (концентрація білка 92,7%). Висушений розпилювальним сушінням сироватковий перміат (Variolac 836): концентрація лактози 83%, мінералів 8%. Молочна кислота (50%) Харчова лактоза (Lactalis) Деіонізована вода Метод Порошок Bipro® (WPI) розчиняли в деіонізовананій воді таким чином, щоб концентрація білка склала 4,6%, тобто на З літри розчину взяли 154,5 г порошку WPI і 2845,5 г води. Встановили час гідратації 3 години. Після гідратації отриманий розчин розділили на зразки по 200 мл для проведення різних експериментів. Таблиця 3 Експеримент Сироватковий пермеат (%) 1 2 3 4 5 6 7 20 0 8 15 2,9 0 0 0 0 0 0 Лактоза (%) Установлений рН 6,5 б 6,7 6,7 6,1 6 6 6 2,5 5 5 5 5 0 5 (додана після встановлення рН) 5 (додана після встановлення рН) Теплова обробка 85°С/ 15 хв. + + + + + + У кожний зразок розчину додавали молочну кислоту (50%) для регулювання рН перед тепловою обробкою. Теплову обробку зразків проводили в казані з подвійною ізоляційною сорочкою за температури до 85°С с витримкою за цієї температури 15 хвилин. Після теплової обробки зразки охолоджували до 40°C і інокулювали Lactobacillus bulgaricus і Streptococcus thermophilus. Інкубацію зразків проводили протягом 5 год 30 хв. у паровій камері при 41°C, після чого їх поміщали в холодну камеру при 6°C. Результати представлені в табл. 4. Таблиця 4 Експеримент Сироватковий пермеат 1 + 2 3 4 5 6 7 8 Лактоза рН + 6,5 Теплова обробка 85°С/ 15 хв. + + + + 6 6,7 6,7 + + 4,7 5,78 4,81 + 6,1 + 4,59 б + 4,99 -(додана після встановлення рН) 6 4,87 -(додана після встановлення рН) б + 4,77 16 рн через 5 год 30 XB . 4, 68 Зовнішній вигляд Дуже щільний Щільний Рідкий Дуже щільний Дуже щільний Дуже щільний РІДКИЙ 3 білими плямами Щільний UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Приклад 9. Морозиво зі зниженим вмістом жиру з додаванням сироваткового білка Сировина Ізолят сироваткового білка (WPI, Prolacta90® від Lactalis, Retiers, France) зі вмістом білка 90% Сухе знежирене молоко зі вмістом білка 35% Сахароза Мальтодекстрини з DE 39 Зневоднений молочний жир Емульгатор Деіонізована вода Соляна кислота харчової якості (1 M). Метод У резервуарі з подвійною ізоляційною сорочкою на 80 л диспергували порошок Prolacta90® при 50°C у деіонізовананій воді до концентрації білка 9,67% мас. за умов неінтенсивного перемішування, щоб уникнути піноутворення, тобто 3,3 кг Prolacta90® диспергували в 31,05 кг деіонізовананої води. Через 1 годину диспергування, рН дисперсії встановлювали на рівні рН міцелізації шляхом додавання HCl. Температуру дисперсії підвищували до 85°С та витримували за цієї температури протягом 15 хвилин з метою генерування міцел сироваткового білка. Через 15 хвилин, температуру знижували до 50°C і послідовно вносили в дисперсію міцел інші інгредієнти (тобто сухе знежирене молоко, мальтодекстрини з DE39, сахарозу, емульгатор і Зневоднений молочний жир). Остаточна кількість суміші із загальним вмістом сухих речовин 39,5% і вмістом жиру 5 мас. % склала 50 кг. Через 30 хвилин гідратації, суміш гомогенізували у дві стадії (80/20 бар) і пастеризували (86°С/30 сек) перед наступним дозріванням протягом ночі. Наступного дня суміш для морозива фризерували до ступеня взбитости 100% в апараті Hoyer MF50 і загартовували при -40°C перед наступним зберіганням при -20°C. Готове морозиво містило 8 мас. % білків (20% казеїнів, 80% сироваткових білків) і 5 мас. % жиру в перерахуванні на загальну масу суміші для морозива. Приклад 10. Порошок міцел сироваткового білка, отриманий розпилювальним сушінням Сировина Ізолят сироваткового білка (WPI, Prolacta90® від Lactalis, Retiers, France) зі вмістом білка 90% Харчова лактоза Сахароза Мальтодекстрини з DE 39 Деіонізована вода Соляна кислота харчової якості (1 M). Метод У резервуарі з подвійною ізоляційною сорочкою на 100 л диспергували порошок Prolacta90® 0 при 50 C у деіонізовананій воді до концентрації білка 10 мас. % за умов неінтенсивного перемішування, щоб уникнути піноутворення, тобто 11 кг Prolacta90® диспергували в 89 кг деіонізовананій води. Через 1 годину диспергування, рН дисперсії встановлювали на рівні рН міцелізації (у цьому випадку на рівні рН близько 6,3) шляхом додавання HCl. Температуру дисперсії підвищували до 85°С і витримували за цієї температури протягом 15 хвилин для того, щоб генерувати утворення міцел сироваткового білка. Через 15 хвилин, температуру знижували до 50°C і 10 мас. % дисперсію міцел розділяли на дві партії по 50 кг. У першому експерименті 20 кг лактози диспергували в 50 кг дисперсії міцел при 50°C і перемішували протягом 30 хвилин. Так само, 20 кг мальтодекстринів з DE 39 додавали в що залишилися 50 кг дисперсії міцел сироваткового білка. Потім обидві суміші піддавали розпилювальному сушінню в баштовій сушарці NIRO SD6.3T при витраті суміші 15 л/год. Температура повітря на вході в сушарку становила 140°C, на виході із сушарки 80°C. Вміст вологи отриманих порошків був нижче за 5%. Розмір міцел сироваткового білка визначали в присутності лактози й мальтодекстрину (DE 39) у воді методом динамічного світлорозсіювання перед і після розпилювального сушіння. Загальну концентрацію білка встановлювали на рівні 0,4 мас. % шляхом розведення дисперсії перед розпилювальним сушінням або відновлення порошку для того, щоб забезпечити розведений режим в'язкості для міцел сироваткового білка. Для вимірювання використовували прилад Nanosizer ZS (Malvern Instruments); діаметр міцел визначали як середнє 20 вимірювань. Діаметр міцел сироваткового білка у вимірюваннях у присутності лактози й мальтодекстринів (DE 39) склав відповідно 310,4 нм і 306,6 нм. Після відновлення порошків 17 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зазначений діаметр відповідно склав 265,3 нм і 268,5 нм. Проведені вимірювання показали, що міцели сироваткового білка залишалися фізично стабільними в процесі розпилювального сушіння. Ці результати були підтверджені й ТЕМ-мікроскопією 0,1 мас. % дисперсій міцел сироваткового білка у воді із застосуванням негативного фонового фарбування в присутності 1% фосфо-вольфрамової кислоти при рН 7. Для аналізу використовували трансмісійний електронний мікроскоп Philips СМ12, який працює при 80 кВ. Міцели сироваткового білка спостерігали в розчині перед розпилювальним сушінням і після відновлення отриманого розпилювальним сушінням порошку. Не було встановлено розходжень у морфології й структурі. Приклад 11. Концентрування випаровуванням Ізолят сироваткового білка Prolacta90 від Lactalis (партія 500648) відновлювали при 15°С пом'якшеною водою при концентрації білка 4% для доведення кінцевого об'єму партії до 2500 кг. рН установлювали шляхом додавання IM соляної кислоти на такому рівні, щоб кінцеве значення рН складало 5,90. Дисперсію сироваткового білка пропускали за допомогою насоса крізь пластинчастий теплообмінник APV-mix при витраті 500 л/год. Після попереднього 0 нагрівання до 60 C проводили теплову обробку при 85°С, 15 хв. Утворення міцел сироваткового білка контролювали шляхом вимірювання розміру часток методом динамічного світлорозсіювання, а також вимірюванням каламутності при 500 нм. Отримана 4% дисперсія міцел сироваткового білка характеризувалася гідродинамічним радіусом часток 250 нм, індексом полідисперсності 0,13 і каламутністю 80. Потім дисперсію міцел сироваткового білка подавали у випаровувальний апарат Scheffers з витратою 500 л/год. Температуру й вакуум у випаровувальному апараті підтримували на такому рівні, щоб одержати приблизно 500 кг концентрату міцел сироваткового білка з концентрацією білка 20%, який охолоджували потім до 4°C. Приклад 12. Збагачення мікрофільтрацією Ізолят сироваткового білка Prolacta 90 від Lactalis (партія 500648) відновлювали пом'якшеною водою при 15°С до концентрації білка 4% з доведенням кінцевого об'єму партії до 2500 кг. рН установлювали шляхом додавання 1M соляної кислоти в такій кількості, щоб кінцеве значення рН склало 5,90. Дисперсію сироваткового білка пропускали за допомогою насоса крізь пластинчастий теплообмінник APV-mix при витраті 500 л/год. Після попереднього нагрівання до 60°C проводили теплову обробку при 85°C, 15 хв. Утворення міцел сироваткового білка контролювали шляхом вимірювання розміру часток методом динамічного світлорозсіювання, а також вимірюванням каламутності при 500 нм. Отримана 4% дисперсія міцел сироваткового білка характеризувалася гідродинамічним радіусом часток 260 нм, індексом полідисперсності 0,07 і каламутністю 80. Форму міцел білка контролювали також за допомогою ТЕМ, і структури міцел середнього діаметру від 150 до 200 нм були чітко видними під мікроскопом (Фіг. 9). Дисперсію міцел сироваткового білка можна остудити до 4°C і направити на зберігання або можна відразу пропустити її крізь фільтраційну установку, обладнану мембраною Carbosep M14 2 площею 6,8 м , з витратою 180 л/год. У такому випадку концентрування міцел сироваткового білка проводиться за температури від 10°С до 70°C доти, допоки витрата пермеату не досягне 70 л/год. У цьому випадку готовий концентрат сироваткового білка буде містити 20% білків. Структуру міцел у концентраті контролювали за допомогою ТЕМ; результати ТЕМ показали відсутність чітко видимих істотних змін у порівнянні з 4% дисперсією сироваткового білка перед мікрофільтрацією (Фіг. 10). Приклад 13. Порошок міцел сироваткового білка, який містить щонайменше 90% сироваткового білка 200 кг концентрату міцел сироваткового білка, отриманого мікрофільтрацією при 20% білка (див. приклад вище), уводили в баштову сушарку Niro SD6.3N крізь розпилювальну форсунку (діаметр =0,5 мм, кут розпилення = 65°, тиск = 40 бар) при витраті продукту 25 кг/год. Температура продукту на вході в сушарку склала 150°C, на виході 75°С. Витрата повітря в 3 сушильній вежі складала 150 м /год. Вміст вологи в порошку був меншим від 4%, і порошок характеризувався дуже гарною плинністю (сипкістю). Скануюча електронна мікроскопія порошку виявила достатньо сферичні частки, які мають справжній діаметр від 10 до 100 мкм (Фіг. 8). Приклад 14. Змішаний порошок міцел сироваткового білка 2 0 кг концентрату міцел сироваткового білка змішували з 1,7 кг мальтодекстринів з DE 39 таким чином, щоб кінцеве співвідношення міцел сироваткового білка щодо мальтодекстринів у порошку складало 70:30. Отриману суміш уводили в баштову сушарку Niro SD6.3N крізь атомізуючу (розпилювальну) форсунку (діаметр =0,5 мм, кут розпилення = 65°, тиск =40 бар) при витраті продукту 25 кг/год. Температура продукту на вході в сушарку склала 150°С, на 3 виході 75 °С. Витрата повітря в сушильній вежі становила 150 м /год. Вміст вологи в порошку був нижчим від 4%, і порошок характеризувався дуже гарною плинністю (сипкістю). 18 UA 98934 C2 5 10 15 20 Порошки прикладів 13 і 14 при відновленні водою дають, в основному, міцели, які мають такі ж структуру й морфологію, що й міцели в концентраті міцел сироваткового білка. Приклад 15. Порошок міцел сироваткового білка, отриманий сублімаційним сушінням Сировина Концентрат міцел сироваткового білка зі вмістом білка 20%, отриманий у прикладі 12 мікрофільтрацією ізолята зі вмістом білка 90%. Метод 100 г концентрату міцел сироваткового білка вносили в пластиковий стаканчик і заморожували при -25°C протягом одного тижня. Потім стаканчик помішували в сублімаційну сушарку лабораторного типу Virtis, обладнану вакуум-насосом. Зразок залишався в сушарці протягом 7 діб, допоки тиск у сублімаційній сушарці не ставав сталим і не становив близько 30 мбар. Було отримано близько 20 г висушених сублімаційним сушінням міцел сироваткового білка. Приклад 16. Темний шоколад без сахарози, збагачений сироватковим білком Сировина Інгредієнти Кількість В % Порошок міцел сироваткового білка із 40 - 50% приклада 13 зі вмістом білка 90% Сукралоза 0,05 - 0,1% Зневоднений молочний жир 3-5% Какао терте 30 - 40% Какао-масло 5 - 15% Ванілін 0,005 - 0,015% Лецитин 0,1 - 1% Метод Какао терте змішували з какао-маслом, молочним жиром, порошком міцел сироваткового білка, сукралозою, ваніліном і лецитином. Отриману суміш конширували протягом ночі при 65°С до одержання гомогенної пасти. Потім шоколадну масу формували у вигляді шоколадних плиток і охолоджували. Темний шоколад характеризувався кінцевим вмістом сироваткового білка від 4 5% до 50%. Приклад 17. Білий шоколад, збагачений сироватковим білком Сировина Інгредієнти Спосіб 1 Порошок міцел сироваткового білка із приклада 13 зі 15 - 25% вмістом білка 90% Сукралоза 40 - 45% Зневоднений молочний жир 1 - 10% Суха сироватка 2 - 10% Какао-масло 20 - 30% Ванілін 0,01 - 0,1% Лецитин 0,1-1% Спосіб 2 Спосіб 3 25 - 35% 35 - 40% 30 - 35% 30 - 35% 1 - 10% 1 - 10% 2 - 10% 0% 20 - 30% 20 - 30% 0,01 0,01 - 0,1 0,1% 0,1 - 1% 0,1 - 1% 25 30 35 40 Спосіб 1 Змішували міцели сироваткового білка, суху сироватку, сахарозу й ванілін і подрібнювали до необхідного розподілу часток за розмірами. Потім отриману суміш конширували протягом ночі при 65°С разом з какао-маслом, зневодненим молочним жиром і лецитином до одержання гомогенної пасти. Отриману шоколадну масу формували у вигляді шоколаднихплиток і охолоджували. Готовий білий шоколад характеризувався кінцевим вмістом сироваткового білка 20%. Спосіб 2 Змішували міцели сироваткового білка, суху сироватку, сахарозу й ванілін і подрібнювали до необхідного розподілу часток за розмірами. Потім отриману суміш конширували протягом ночі при 65°C разом з какао-маслом, зневодненим молочним жиром і лецитином до одержання гомогенної пасти. Отриману шоколадну масу формували у вигляді шоколадних плиток і охолоджували. Готовий білий шоколад характеризувався кінцевим вмістом сироваткового білка 30%. Спосіб З Змішували міцели сироваткового білка, сахарозу й ванілін і подрібнювали до необхідного розподілу часток за розмірами. Потім отриману суміш конширували протягом ночі при 65°C 19 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 разом з какао-маслом, зневодненим молочним жиром і лецитином до одержання гомогенної пасти. Отриману шоколадну масу формували у вигляді шоколадних плиток і охолоджували. Готовий білий шоколад характеризувався кінцевим вмістом сироваткового білка від 30 до 35%. Приклад 18. Водна дисперсія міцел сироваткового білка з покриттям із сульфатованого бутил-олеату (SBO) або якого-небудь іншого негативно зарядженого емульгатора Сировина Порошок міцел сироваткового білка (WPM) із приклада 13 зі вмістом білка 90% SBO Соляна кислота (1 M). Метод Порошок WPM, описаний у прикладі 13, диспергували в MilliQ-воді до кінцевої концентрації білка 0,1 мас. %. Отриману дисперсію фільтрували крізь фільтри 0,45 мкм для видалення можливих WPM-агрегатів. рН цієї WPM-дисперсії знижували до 3,0 шляхом додавання соляної кислоти (IM). Далі готували 1 мас. % дисперсію SBO з рН 3,0. Гідродинамічний радіус і зета-потенціал цих WPM визначали за допомогою приладу Nanosizer ZS (Malvern Instruments Ltd.). Діаметр складав 250 нм, а електрофоретична рухливість -1 -1 + 2,5 мкмсмB с . Гидродинамический радиус і електрофоретическая подвижность SBO-1 -1 дисперсии при рН 3,0 составили соответственно 4 нм і -1,5/-2,0 мкмсмB с . Після визначення цих попередніх характеристик SBO-дисперсію використовували для титрування тільки WPM, після чого визначали еволюцію гідродинамічного радіуса й електрофоретичної рухливості суміші. Установлено, що гідродинамічний радіус залишався постійним і становив близько 250-300 нм доти, допоки масове співвідношення змішування WPM : SBO не досягло 5:1. У цій точці гідродинамічний радіус різко відхилився до 20000 нм, і відбувалася несподівана преципітація комплексів WPM з SBO. При наступному додаванні SBO, яке перевищило відношення змішування 5:1, гідродинамічний радіус поступово знизився до 250 нм, тобто до рівня у вихідному WPM, і став вирівнюватися, починаючи зі співвідношення змішування 4:1. Визначення електрофоретичної рухливості суміші показало, що вона знижувалася при додаванні SBO, досягаючи нульового значення при співвідношенні змішування 5:1. Потім вона продовжувала падати при наступному додаванні SBO, починаючи -1 -1 вирівнюватися із співвідношення 4:1, і складала -3,0 мкмсмB с . Пояснити отримані результати можна тим, що позитивно заряджені WPM покриваються на першій стадії електростатичним шляхом негативно зарядженою головною частиною SBO доти, допоки не буде досягнута повна нейтралізація заряду (співвідношення змішування 5:1). У цей момент гідрофобні хвостові частини SBO здатні самостійно приєднуватися, що приводить до надлишкового утворення агрегатів із дуже великим гідродинамічним діаметром і до преципітації комплексів. При наступному додаванні SBO гідрофобні хвостові частини продовжують приєднуватися з утворенням двошарового покриття, при цьому негативно заряджена головна частина SBO обернена до розчинника. Це призводить до утворення негативно заряджених WPM із двошаровим покриттям з SBO (див. Фіг. 17), порівнювальним з навколишньою ліпосомою, яка оточує всю "серцевину" білка. Аналогічні результати були отримані й з іншими кислотними емульгаторами харчової якості, такими як DATEM, CITREM, SSL (від Danisco), у водному розчині при рН 4,2, у якому вони іонізувалися, головним чином, в аніонну форму (-СОО хімічні функції). Приклад 19. Збагачений білком соус типу Бешамель Сировина Змішаний порошок міцел сироваткового білка із приклада 14 зі вмістом білка 70% Вершкове масло Борошно Знежирене молоко Харчова сіль Метод 30 г змішаного порошку сироваткового білка диспергували в 1 літрі знежиреного молока при нагріванні. Потім додавали 30 г вершкового масла й 80 г борошна разом з 2,85 г харчової солі. Отриману суміш кип'ятили для одержання соусу типу Бешамель, який мав вміст сироваткового білка близько 3 г/100 г. Приклад 20. Збагачена сироватковим білком основа для енергетичного поживного батончика Сировина 20 UA 98934 C2 Інгредієнти 5 10 15 20 25 Кількість в % Змішаний порошок міцел сироваткового білка із приклада 13 зі вмістом білка 90% (вміст вологи 3,5%) 40 - 50% Сироп з коричневого рису 35 - 45% Мальтит 5 - 10% Гліцерин 10 - 15% Метод Сироп з коричневого рису змішували з мальтитом та гліцерином при 25C. Потім додавали порошок міцел сироваткового білка й проводили перемішування протягом 10 хвилин. Отриману збагачену сироватковим білком основу для енергетичного поживного батончика можна змішати з іншими інгредієнтами (мінералами, вітамінами, смакоароматичними добавками). Готова композиція містить більше білків ніж молоко - (38%). Приклад 21. Визначення кута природного відкосу часток отриманого розпилювальним сушінням порошку міцел сироваткового білка, змішаного порошку міцел сироваткового білка, сухого ізолята сироваткового білка й сухого знежиреного молока низькотемпературного нагрівання Матеріал Порошок міцел сироваткового білка із приклада 12 зі вмістом білка 90% (вміст вологи 3,5%)Змішаний порошок міцел сироваткового білка із приклада 13 зі вмістом білка 90% (вміст вологи 3,5%) Сухий ізолят сироваткового білка Prolacta 90 (партія 500658 від Lactalis, France; вміст вологи 4%) Сухе знежирене молоко низького нагрівання (партія 334314 від Emmi, Switzerland; вміст вологи 3,5%) Вимірювальний прилад для вимірювання кута природного відкосу часток порошку відповідно до стандарту ISO 4324. Метод вимірювання Порошок поміщали в лійку з діаметром трубчастої частини 99 мм і примусово зсипали за допомогою мішалки. Порошок падав у прозору пластикову чашку діаметром 100 мм і висотою 25 мм. Кут природного відкосу (Ф) визначали за наступним рівнянням: Φ = арктангенс (2h/100), де h - максимальна висота конуса порошку, який може утворитися при покритті порошком всієї поверхні пластикової чашки. Результати тесту на вимірювання природного кута відкосу (Вказане значення є середнім для 3-х вимірювань із визначенням стандартного відхилення) 30 Порошок міцел сироваткового білка Кут природного відкосу (°) 35 Змішаний порошок міцел сироваткового білка Сухий ізолят сироваткового білка Сухе знежирене молоко низькотемпературн ого нагрівання 24,6 ±1,1 27,3±0,7 34,3±0,5 43,8±2,8 Результати вимірювання кута природного відкосу чітко показують, що порошок міцел сироваткового білка як чистий, так і в суміші з мальтодекстринами характеризується значно меншим кутом природного відкосу, ніж вихідний сухий сироватковий білок або навіть сухе знежирене молоко. Кут природного відкосу менший за 35° є характерним для надзвичайно текучих (сипучих) порошків. Приклад 22. Рецептури соусу голландського типу й продукту типу майонезу, які містять міцели сироваткового білка Соус голландського типу Інгредієнти % Вода 80 - 90 Сполучні агенти 1 - 10 Кислоти 0,1 - 5 Міцели сироваткового білка 0,5 - 5 21 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 Спеції, сіль, цукор, ароматизатори, барвники 5 - 10 Соус типу майонезу Інгредієнти % Вода 75 - 80 Сполучні агенти 1 - 10 Кислоти 1 - 10 Міцели сироваткового білка 0,5 - 5 Спеції, сіль, цукор, ароматизатори, барвники 5-15 Використовуючи міцели сироваткового білка можна виготовляти продукти з високим вмістом кислоти й солі, які не містять жиру. Перевага використання міцел сироваткового білка полягає в тому, що одночасно досягається відбілюючий ефект, оскільки міцели залишаються стабільними й у кулінарній матриці, і в процесі обробки. Крім того, міцели сироваткового білка імітують присутність жиру завдяки властивій їм емульгуючої здатності. Приклад 23. Спільне розпилювальне сушіння міцел сироваткового білка (WPM) з гідролізатом пшеничного глютена (WGH) 2,2 кг порошку WPM диспергували в 4 5,8 кг демінералізованої води при 25°С. Через 15 хвилин перемішування дисперсію WPM гомогенізували при 250/50 бар у гомогенізаторі Niro-Soavi при витраті 50 кг/год. Порошок WGH (гідролізат пшеничного глютена) (2 кг) (отриманий у промислових умовах або стандартних способах, відомими з рівня техніки) диспергували в дисперсії WPM (48 кг) таким чином, щоб кінцевий вміст сухих речовин у дисперсіях складав 8%, а співвідношення WPM : WGH = 1:1. У цьому випадку кінцевий вміст WPM у порошку розпилювального сушіння складає приблизно 50%. Приклад 24. Суп, збагачений сироватковим білком З використанням порошку міцел сироваткового білка запропонованих даним винаходом готували суху суміш (28 г) з наступних інгредієнтів: Крем-суп з броколі Інгредієнти % Міцели сироваткового білка 10-15 Загущувачі 5-10 Овочевий порошок 2-5 Жир/масло 1-5 Сіль 0,5-3 Спеції, ароматизатори, підсилювачі смаку й аромату 1-2 Продукт відновлювали шляхом додавання сухої суміші до 250 мл холодної або гарячої води й кип'ятили. Готовий суп мав кремоподібну текстуру й вміст сироваткового білка від 4 до б г/100 г. Приклад 25. Крем-Суп зі зниженим вмістом жиру на основі сироваткового білка Крем-суп зі спаржі (29 г) Інгредієнти % Міцели сироваткового білка 3-10 Загущувачі 10-20 Овочевий порошок 1-5 Жир/масло 1-3 Сіль 0,5-5 Спеції, смакоароматичні добавки, підсилювачі смаку й аромату 1-2 Продукт відновлювали шляхом додавання сухої суміші до 500 мл холодної або гарячої води й кип'ятили для одержання супу із кремоподібними текстурою й зовнішнім виглядом і зі зниженим вмістом жиру. Приклад 26. Спільне розпилювальне сушіння міцел сироваткового білка з основою для супу Дисперсію міцел сироваткового білка відновлювали шляхом змішування 1,6 кг міцел сироваткового білка з 43,7 кг демінералізованої води. Через 15 хвилин перемішування, дисперсію WPM гомогенізували при 250/50 бар у гомогенізаторі Niro-Soavi при витраті 50 кг/год. Після цього в дисперсію WPM додавали 4,7 кг основи для супу. Кінцевий вміст сухих речовин у дисперсії складав 12,6%. Дисперсію піддавали розпилювальному сушінню. Температура 22 UA 98934 C2 0 продукту на вході в розпилювальну сушарку становила 7 5 C, кінцевий вміст вологи 3,5%. Кінцева концентрація WPM у порошку була близькою до 23%. Типова зневоднена основа для супу, отримана описаним вище способом, приводиться в таблиці. 5 Інгредієнти 10 Композиція (г/100 г порошку WPMоснови для супу) 20 - 30 20 - 40 Міцели сироваткового білка Загущувачі Сіль, спеції, смакоароматичні добавки, підсилювачі смаку й аромату 3-9 Вершки 5-15 Мальтодекстрин 10 - 20 Рослинна олія 3-8 Приклад 27. Білий соус, який містить міцели сироваткового білка Використовуючи порошок WPM запропонований винаходом готували суху суміш (35 г) з наступних інгредієнтів: Інгредієнти г Міцели сироваткового білка 3 - 10 Загущувачі 20 - 40 Сіль, спеції, смакоароматичні добавки, підсилювачі смаку й аромату 1-9 Жир/масло 1-4 Продукт відновлювали шляхом додавання сухої суміші до 500 мл холодної води й кип'ятили для одержання білого соусу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 1. Розчинні міцели сироваткового білка, які відрізняються тим, що мають розмір, менший 1 мкм, і є сферичними агломератами денатурованого сироваткового білка, при цьому сироваткові білки локалізуються таким чином, що їх гідрофільні частини орієнтовані у бік зовнішньої частини агломерату, а гідрофобні частини орієнтовані у бік внутрішньої "серцевини" зазначених міцел. 2. Розчинні міцели сироваткового білка за п. 1, які відрізняються тим, що є у вигляді концентрату. 3. Розчинні міцели сироваткового білка за п. 1, які відрізняються тим, що є у вигляді порошку. 4. Придатний до вживання продукт, що містить розчинні міцели сироваткового білка за п. 1. 5. Придатний до вживання продукт за п. 4, який відрізняється тим, що міцели сироваткового білка розчинні в продукті, а рН продукту є нижчим за 6. 6. Придатний до вживання продукт за пп. 4, 5, який відрізняється тим, що міцели сироваткового білка розчинні в продукті, а вміст солі в продукті становить вище 0,01 %. 7. Придатний до вживання продукт за п. 6, який відрізняється тим, що вміст солі становить вище 0,1 %. 8. Придатний до вживання продукт за п. 6, який відрізняється тим, що вміст солі становить вище 1 %. 9. Придатний до вживання продукт за п. 4, який відрізняється тим, що міцели сироваткового білка мають покриття. 10. Придатний до вживання продукт за п. 9, який відрізняється тим, що покриття вибирається з-поміж емульгатора, камеді, пептиду, білкового гідролізату або білка. 11. Придатний до вживання продукт за п. 10, який відрізняється тим, що білок вибирається із протаміну, лактоферину та деяких білків рису. 12. Придатний до вживання продукт за п. 10, який відрізняється тим, що білковий гідролізат вибирається з гідролізатів протаміну, лактоферину, рисового білка, казеїну, білка молочної сироватки, пшеничного білка, соєвого білка та будь-яких сумішей перерахованого. 13. Придатний до вживання продукт за п. 10, який відрізняється тим, що емульгатор вибирається з-поміж сульфатованого бутил-олеату, складних ефірів моно- та дигліцеридів діацетилвинної кислоти, лимоннокислих ефірів моногліцеридів, стеароїл-лактилатів та сумішей перерахованого. 14. Придатний до вживання продукт за п. 4, який відрізняється тим, що міцела сироваткового білка наповнена щонайменше одним активним компонентом. 23 UA 98934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 15. Придатний до вживання продукт за п. 14, який відрізняється тим, що активний компонент вибирається з поміж кави, кофеїну, екстрактів зеленого чаю, рослинних екстрактів, вітамінів, мінералів, біоактивних агентів, харчової солі, цукру, підсолоджувачів, ароматичних речовин, масла, жирних кислот, білкових гідролізатів, пептидів та сумішей перерахованого. 16. Придатний до вживання продукт за будь-яким з пп. 4-15, який є майонезом, майонезом з низьким вмістом жиру або знежиреним, соусом, наприклад соусом типу Бешамель, соусом голландського типу, соусом тартар, соусом для макаронних виробів, білим соусом, перцевим соусом, соусом, який містить шматочки, соусом для страв, які запікають в духовій шафі, таких як філе лосося, запечене у вершковому паніруванні, супом, крем-супом, таким як крем-суп з печериць, крем-суп зі спаржі, крем-суп з броколі, тайським супом, овочевим супом, дресингом для салату, приправою, солодким соусом, спредами, крем-соусами, салатами. 17. Продукт підвищеної кислотності типу майонезу, який містить розчинні міцели сироваткового білка за п. 1. 18. Продукт за п. 17, який відрізняється тим, що має значення рН від 2 до 6, переважно - від 2,5 до 4,5. 19. Продукт за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що вміст солі в ньому становить від 0 до 3 %, бажано - від 0,1 % до 2,5 %. 20. Продукт за будь-яким з попередніх пп. 17-19, який відрізняється тим, що містить жир у кількості, меншій за 50 %, від 50 % до 70 %,або вищій від 70 %. 21. Продукт за п. 17, який відрізняється тим, що не містить жиру. 22. Продукт - суп або соус, який містить розчинні міцели сироваткового білка за п. 1 та має вміст солі від 0,01 % до 3 %, переважно - від 0,1 % до 2,5 %, більш переважно - від 0,1 % до 1,5 %. 23. Продукт за п. 22, який відрізняється тим, що має кислий рН. 24. Продукт за п. 22 або 23, який відрізняється тим, що містить смакоароматизовану основу та загущувачі. 25. Продукт за п. 24, який відрізняється тим, що смакоароматизована основа містить сіль, смакоароматичні речовини, підсилювачі смаку та аромату, спеції та будь-які суміші перерахованого. 26. Продукт за п. 24, який відрізняється тим, що загущувачами є крохмалі, камеді, борошно та будь-які суміші перерахованого. 27. Продукт за п. 22, який відрізняється тим, що суп або соус містять інші інгредієнти, які можуть вибиратися з-поміж жиру, вершків, замінників вершків, масла, емульгаторів, овочів, бобових, макаронних виробів, м'яса, галушок, молочних продуктів та будь-яких сумішей перерахованого. 28. Продукт за п. 22, який відрізняється тим, що не містить жиру або має знижений вміст жиру. 29. Зневоднений харчовий продукт, який містить порошок розчинних міцел сироваткового білка за п. 3 та сухі харчові інгредієнти. 30. Зневоднений харчовий продукт за п. 29, який відрізняється тим, що порошок міцел сироваткового білка складається з висушених розпилювальним сушінням міцел сироваткового білка. 31. Зневоднений харчовий продукт за п. 29, який відрізняється тим, що порошок міцел сироваткового білка містить додаткові інгредієнти, вибрані з поміж розчинних або нерозчинних солей, пробіотичних бактерій, барвників, цукрів, мальтодекстринів, жирів, масел, жирних кислот, емульгаторів, підсолоджувачів, ароматичних речовин, рослинних екстрактів, лігандів, біоактивних агентів, кофеїну, вітамінів, мінералів, лікарських засобів, молока, молочного білка, сухого знежиреного молока, міцелярного казеїну, казеїнату, рослинного білка, білкових гідролізатів, таких як гідролізат пшеничного глютена, пептидів, амінокислот, поліфенолів, пігментів, дріжджових екстрактів, мононатрію глутамату та будь-яких сумішей перерахованого. 32. Зневоднений харчовий продукт за п. 31, який відрізняється тим, що порошок міцел сироваткового білка містить міцели сироваткового білка у співвідношенні з додатковим інгредієнтом, яке становить від 1:1 до 1:1000. 33. Зневоднений харчовий продукт за будь-яким з попередніх пп. 29-32, який відрізняється тим, що сухі харчові інгредієнти вибираються з-поміж вуглеводів, джерел білка, крохмалів, харчових волокон, жиру, смакоароматичних речовин, спецій, солей та будь-яких сумішей перерахованого. 34. Зневоднений харчовий продукт за п. 29, який відрізняється тим, що є швидкорозчинним супом, соусом або приправою, супом швидкого приготування. 35. Застосування розчинних міцел сироваткового білка за будь-яким з пп. 1-3 для виробництва продукту за будь-яким з пп. 4-34. 24 UA 98934 C2 5 10 36. Спосіб виробництва придатного до вживання продукту за будь-яким з пп. 4-28, який передбачає стадії: (а) змішування розчинних міцел сироваткового білка за п. 1 або їх концентрату за п. 2, або їх порошку за п. 3 з іншими інгредієнтами та (б) обробки суміші. 37. Спосіб за п. 36, який відрізняється тим, що обробка передбачає піддавання суміші нагріванню, впливу тиском, кислотних або лужних умов, зусиллю зсуву, охолодженню. 38. Спосіб виробництва придатного до вживання продукту за будь-яким з попередніх пп. 29-34, який передбачає стадії: (а) змішування порошку розчинних міцел сироваткового білка за п. 3 з іншими сухими інгредієнтами або (б) спільного сушіння розчину або концентрату міцел сироваткового білка за п. 2 з іншими інгредієнтами. 25 UA 98934 C2 26 UA 98934 C2 27 UA 98934 C2 28
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюWhey protein micelles
Автори англійськоюBovetto Lionel Jean Rene, Schmitt Christophe Joseph Etienne, Robin Frederic, Pouzot, Matthieu, Lagarrigue, Sophie
Назва патенту російськоюМицеллы белка молочной сыворотки
Автори російськоюБоветто Лионель Жан Рене, Шмит Кристоф Жозеф Этьен, Робин Фредерик, Пузо Матье, Лагариг Софи
МПК / Мітки
МПК: A23J 1/20, A23C 21/00
Мітки: сироватки, міцели, молочної, білка
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/36-98934-miceli-bilka-molochno-sirovatki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Міцели білка молочної сироватки</a>
Фільтр для відділення молочного білка від сироватки
Номер патенту: 22756
Опубліковано: 25.04.2007
Автори: Кравець Олег Ігорович, Шинкарик Марія Миколаївна
МПК: B01D 35/28
Мітки: відділення, фільтр, білка, сироватки, молочного
Формула / Реферат:
Фільтр для відділення молочного білка від сироватки, що складається з циліндричного барабана, електродвигуна, редуктора, ємностей для приймання сироватки та білка; двох роликів, що є опорами передньої частини барабана, та гвинта для регулювання кута нахилу фільтра, вала, що закріплений в підшипниковій опорі, який відрізняється тим, що до верхньої частини фільтра закріплений регенеруючий пристрій, що виконаний у вигляді сопла для подачі...
Фільтр для очищення сироватки від білка
Номер патенту: 3776
Опубліковано: 15.12.2004
Автори: Кравець Олег Ігорович, Шинкарак Марія Миколаївна
МПК: B01D 35/28
Мітки: фільтр, білка, сироватки, очищення
Формула / Реферат:
Фільтр для очищення сироватки від білка, що складається з циліндричного корпусу, патрубків вводу і виводу рідини, напрямного стакана, шнека, фільтруючого елемента, гвинтової навивки, розміщеної всередині стакана з кроком 0,2-0,7 від кроку шнека, і турбінки з зовнішніми лопатями, розміщеної біля патрубка вводу рідини, який відрізняється тим, що гвинтова навивка кріпиться до вала шнека за допомогою перемичок, хоча б в одному місці, і виконана у...
Фільтр для очищення сироватки від білка
Номер патенту: 8062
Опубліковано: 15.07.2005
Автори: Кравець Олег Ігорович, Шинкарик Марія Миколаївна
МПК: B01D 35/28
Мітки: сироватки, очищення, білка, фільтр
Формула / Реферат:
Фільтр для очищення сироватки від білка, що містить циліндричний корпус, патрубки вводу і виводу рідини, напрямний стакан, шнек, фільтрувальний елемент, гвинтову навивку, що кріпиться до вала шнека за допомогою перемичок хоча б в одному місці і виконана у вигляді стальної смужки з прикріпленими до неї з можливістю безпосереднього контактування з фільтрувальною поверхнею окремими гнучкими елементами, який відрізняється тим, що в нижній частині...
Спосіб отримання сухого продукту з молочної сироватки
Номер патенту: 28334
Опубліковано: 16.10.2000
Автор: Марчевський Віктор Миколайович
МПК: A23C 21/00
Мітки: сухого, молочної, спосіб, отримання, сироватки, продукту
Формула / Реферат:
Спосіб отримання сухого продукту з молочної сироватки, включаючий пастеризацію сироватки, згущення, додавання наповнювача, охолодження та сушку отриманої суміші, який відрізняється тим, що як наповнювач використовують соняшникові фосфатиди, які вводять в згущену сироватку в кількості 0,5-1,5% в розрахунку на сухі речовини сироватки, а охолодження сироватки проводять після додавання наповнювача.
Спосіб виробництва білкового напою на основі молочної сироватки
Номер патенту: 63876
Опубліковано: 25.10.2011
Автори: Грек Олена Вікторівна, Красуля Олена Олександрівна
МПК: A23C 21/00
Мітки: молочної, сироватки, основі, напою, виробництва, спосіб, білкового
Формула / Реферат:
Спосіб виробництва білкового напою, який включає очищення від казеїнового пилу і жиру, проведення термообробки, охолодження, виділення сироватко-білкового концентрату методом ультрафільтрації, внесення наповнювача, перемішування, пастеризацію, який відрізняється тим, що як наповнювач використовують апельсинові харчові волокна кількістю 0,1-0,5 %.
Попередній патент: Передавання звітів про чистоту каналів і допомога вузлам, які загубилися, у бездротовій мережі
Наступний патент: Безперервний спосіб виготовлення напою на основі дріжджового бродіння
Випадковий патент: Спосіб виготовлення легованого розплаву металу і спосіб регулювання його складу