Водная дисперсия, способ ее получения и пищевой заменитель жира, способ его получения

Водная дисперсия, способ ее получения и пищевой заменитель жира, способ его получения

Реферат

 

Использование: пищевая промышленность, диетотерапия. Сущность изобретения: водная дисперсия макроколлоидов на основе белка, служащая основой для пищевых продуктов - заменителей жира, способ ее получения, заключающийся в специальной обработке водного раствора неденатурированного растворимого белка при нагревании (при температуре денатурации белка) и рН ниже изоэлектрической точки белка и при усилии сдвига со скоростью 7500 с^-1 до получения белковых макроколлоидов с размером частиц 0,1 - 2,0 мкм, имеющих сфероидальную форму при 800-кратном увеличении, а также пищевой заменитель жира на основе указанной дисперсии, используемый для приготовления соусов, майонеза, приправ, и способ его получения. 4 с. и 19 з.п.ф-лы, 13 табл., 12 ил.

Изобретение относится к замене жира при приготовлении пищевых продуктов, при профилактическом и терапевтическом лечении для снижения веса и усиленной белковой терапии, а также к съедобным пищевым продуктам типа, в котором жиры, обычно имеющиеся в концентрациях, достаточных для получения органолептического ощущения, заменяются белковыми материалами, которые обладают мягкими органолептическими характеристиками масла в водных эмульсиях.

Насыщенные жирами продукты пользуются широким спросом и занимают значительную часть в питании многих людей. Нежелательное влияние при потреблении этих продуктов, с точки зрения питания, широко признано и делаются многочисленные попытки для решения этой проблемы.

Простым способом является простое уменьшение количества жиров, имеющихся в любом данном продукте. В патенте США 3892873, принятого в качестве наиболее близкого аналога, приводятся примеры водных дисперсий, в которых многофазные эмульсии (например, масло/вода/масло или вода/масло/вода) используются для снижения количества жиров, присутствующих в определенных жиросодержащих продуктах без, как указано, нежелательного снижения органолептических свойств продуктов. В этих продуктах изменяется соотношение между водой и маслом для максимального увеличения кинестетической доли масла и соответствующего снижения таким образом количества масла, необходимого в пище, с целью обеспечения нужного уровня органолептического ощущения, связанного с жирами. Хотя снижение количества жира безусловно желательно, однако эта методика имеет существенные ограничения по своему распространению. Если оптимизируются органолептические ощущения имеющегося жира, любой получаемый продукт все таки сохраняет значительную часть жира, необходимого для создания соответствующего вкусового ощущения, которое обычно связано с наличием жиров в таких продуктах. Поэтому, хотя простое снижение количества жира имеет свои преимущества, эта методика не может получить широкое распространение и не обладает такими же преимуществами как способ снижения жира путем его замены.

Имеется множество предложений по заменителям жира в пищевых продуктах, которые далее называются продуктами "со сниженной калорийностью". Например, в патенте США 3600186 указываются низкокалорийные продукты, содержащие жидкие сложные полиоловые полиэфиры. В патенте США 4461782 описываются печеные продукты, содержащие сложные полиоловые полиэфиры жирных кислот и микрокристаллическую целлюлозу в качестве заменителей муки или крахмала.

Особенно подчеркивается, что сложные полиэфиры сахарозы имеют физические свойства и внешний вид нормального жира, но в то же время они обладают стойкостью к ферментативному гидролизу в кишечнике, что делает их неперевариваемыми. В статье, опубликованной в "The Economist", апрель 4, 1986 г., с. 87-88, указывается, что сложные полиэфиры сахарозы разрешены только для использования в качестве защитного покрытия на фруктах. Более того, сложные полиэфиры сахарозы оказывают нежелательное слабительное действие, что требует дополнительного использования гидрогенизированного пальмового масла или аналогичного продукта при использовании сложных полиэфиров сахарозы в больших количествах. Это еще более усугубляется тем, что сложные полиэфиры сахарозы в значительной степени препятствуют поглощению в организме растворимых витаминов жиров, в частности, витаминов A и Е.

Пример более традиционного способа получения пищевых продуктов пониженной калорийности приведен в патенте США 4143163, где описываются составы гладких структурированных объемных пищевых добавок, приготовленных из волокнистой целлюлозы, покрытой растворимыми смолами и многоатомными спиртами, в виде частиц размером 20-40 мкм. Вместо замены жира в прямом смысле волокнистый целлюлозный материал увеличивает относительное количество неперевариваемого материала в пищевом продукте. Другие материалы используются для определенной компенсации плохих вкусовых ощущений, которые обычно дают продукты с высоким содержанием волокнистых материалов.

Другой вариант решения проблемы, связанной с плохими вкусовыми качествами добавок с высоким содержанием волокнистого материала, включает использование различных водных гелей в качестве заменителей жира. Патент США 4305964 относится к заменителю жира, в котором гелевые водяные шарики на основе водных дисперсий гидратированных гидроколлоидов, в свою очередь, диспергируются в масловодяной эмульсии. Несмотря на питательные преимущества, которые могут быть обусловлены относительно небольшими количествами гидроколлоидов в этих гелях, эти составы не имеют существенной прямой питательной ценности для питания потребителя. Патент США 4510166 относится к крахмаловодяным гелям, которые, как указывается, используются в качестве заменителей масла или жира. Помимо замены масла или жира единственная питательная ценность в этом способе приходится на 10-50% калорийности крахмала, содержащегося в этих гелях. В рационе, богатом карбогидратами, этот вклад имеет сомнительную ценность.

Известно, что с питательной точки зрения высокий уровень жиров в продуктах питания нежелателен независимо от их сбалансированного возможного органолептического значения. Разбавление жиров за счет использования волокнистых добавок имеет определенные преимущества, но не дает прямой питательной ценности для потребителя, хотя рацион с высоким содержанием волокнистых веществ оказывает благоприятное воздействие на устранение и предупреждение определенных форм кишечных заболеваний. Водогелевые заменители жиров не оказывают такое благоприятное воздействие. Замена жиров сложными полиэфирами сахарозы также не дает непосредственных питательных выгод для потребителя, даже если при этом действительно блокируется холестерол в кишечнике до его поглощения организмом.

Было бы более целесообразно, если бы, кроме прочего, заменитель жиров мог бы иметь прямую питательную ценность для потребителя.

В патенте США 4308294 эта цель в определенной степени достигается за счет использования 0,5-30% белка в заменителе жира, который содержит комплекс сбитого гидратированного белка/смолы, диспергированный в частично желатинизированной, окисленной крахмаловодяной фазе. Однако в колонке 2 строк 62-68 указывается, что нужные маслозаменяющие свойства определяются органолептическими качествами разбухших гранул крахмала.

При нормальных условиях азотное равновесие у здорового взрослого человека можно поддерживать при ежедневном потреблении белка в количестве 0,9 г/кг массы тела в сутки. Заменитель жира, который также является источником питательного белка, мог бы легко удовлетворить эти требования и обеспечить как профилактические, так и терапевтические преимущества по общей белковой недостаточности, а также по лечению ожирения, артериосклероза, включая ряд пищевых расстройств. Обычно белковое обогащение продуктов питания производится с использованием рыбы, сои, сыворотки, казеина, яичного белка или белка клейковины. Каждая из обогащающих добавок создает сопутствующие проблемы. Вместе с тем растворимый пищевой белок обычно клейкий, а после тепловой денатурации белки образуют либо сплошной гель, например вареный яичный белок, либо крупные зернистые частицы. Единственным исключением из этого общего случая является соевый белок, который может формоваться в волокна, имеющие органолептические свойства (в частности, строение), которые напоминают миофибрильные вещества, например, мясо. Однако это строение нельзя везде использовать, так как такие волокна не дают в любом отношении такие вкусовые отношения, которые можно было бы получить, например, от жира или масла.

Существует необходимость получения натуральных питательных материалов, имеющих по существу гладкий эмульсевидный органолептический характер, а также пищевых продуктов, содержащих эти материалы для по меньшей мере частичной замены жиров.

Изобретение относится к белковым, диспергируемым в воде макроколлоидным частицам, которые в гидратированном состоянии имеют по' существу гладкий, типа масловодяной эмульсии органолептический характер. Макроколлоидные частицы изобретения содержат однородные по размеру и форме по существу неагрегированные частицы денатурированного белка. Эти частицы отличаются по существу сфероидальной формой при 800-кратном увеличении в стандартном оптическом микроскопе. В сухом состоянии распределение частиц по среднему размеру диаметра составляет примерно 0,1-2,0 мкм. В предпочтительной форме менее примерно 2% общего количества макроколлоидных частиц превышает 3,0 мкм по диаметру. При диспергировании в водной среде новые денатурированные белковые продукты в виде частиц дают вкусовые ощущения, которые точнее всего можно определить как эмульсиподобные, приближающиеся к тем, которые называются масловодяными эмульсиями.

Соответствующими источниками белка являются животные, растительные и микробные белки, включающие, но не ограничивающие, яичные и молочные белки, растительные белки, в частности, включая белки масличных семян, получаемых из хлопчатника, пальмы, рапса, сафлора, какао, подсолнечника, кунжута, сои, арахиса и аналогичных культур, и микробные белки, например дрожжевые белки и так называемые одноклеточные белки. К предпочтительным белкам относятся белки молочной сыворотки, в частности, белок сладкой сыворотки, и белки немолочной сыворотки, например бычий сывороточный альбумин, альбумин яичного белка и белки растительной сыворотки, т.е. белки немолочной сыворотки, например соевые белки. Наиболее предпочтительными являются сырьевые материалы, дающие растворимые сферические, неволокнистые белки, которые не подвергались денатурации, например, при выделении.

Продукты настоящего изобретения также включают белковые, диспергирующиеся в воде макроколлоиды, содержащие по существу неагрегированные частицы денатурированного белка, при этом по существу вся объединенная масса частиц в сухом состоянии состоит из частиц объемом примерно 510^-4 - 5,5 мкм³ и основная часть этих частиц имеет по существу сфероидальную форму при 800-кратном увеличении в стандартном оптическом микроскопе.

Для получения необходимых кинестетических преимуществ настоящего изобретения, т. е. для получения гладкого, скользящего осязательного ощущения, основная часть частиц этого состава предпочтительно имеет нешершавую или по существу сфероидальную топологию. В данном случае термин "по существу сфероидальную" включает формы от сфер до сплющенных или вытянутых сфероидов. Наиболее предпочтительными являются составы, в которых сферы являются исключительными или предпочтительными видами. Может допускаться наличие других сфероидальных форм в составах изобретения, но составы, в которых преобладают или являются исключительными видами такие другие сфероидальные формы, являются менее предпочтительными. Наличие стержневидных или нитевидных частиц, хотя и допускается, но менее предпочтительно. Наличие игольчатых частиц нежелательно. Предпочтительно частицы имеют диаметр (по длинной оси с несферами), который при измерении в сухом состоянии находится в малом микронном или почти субмикронном диапазоне.

Белковая денатурация производится с помощью процессов, которые в общем являются необратимыми и которые приводят к изменению природного, т.е. неденатурированного состояния белков таким образом, что предопределяется наращивание белковых молекул в виде указанных частиц. Примерами таких процессов являются описанные здесь процессы, в которых тепловая денатурация белков, поддающихся такой обработке, используется для получения такого наращивания.

Согласно настоящему изобретению водная дисперсия белка может дополнительно содержать сахар в количестве до 100% на единицу массы белка. В качестве сахара может быть использована лактоза.

Для предотвращения агрегатирования белковых частиц целесообразно в водную дисперсию вводить анионную добавку, в качестве которой могут быть использованы ксантан, лецитин, каррагинан, альгинат, стероиллактилат кальция, сложные эфиры или мальтодекстрин.

Данное изобретение касается способа получения водной дисперсии белковых макроколлоидных частиц, а также способа получения пищевого заменителя жира путем образования водного раствора неденатурированного растворимого белка с последующей обработкой белкового раствора путем нагревания при температуре денатурации белка и при pH ниже изоэлектрической точки белка и денатурированный белок подвергают усилиям сдвига со скоростью 7500 с^-1 до получения белковых макроколлоидов с размером частиц 0,1-2,0 мкм, имеющих сфероидальную форму при 800-кратном увеличении.

В соответствии с одной из характеристик способ изобретения содержит нагревание неденатурированных по существу растворимых и коагулирующихся под действием тепла белков при температурах тепловой денатурации в водном растворе с pH менее изоэлектрической точки указанных белков при сдвиговых условиях, выбираемых и осуществляемых в течение времени, достаточного для предупреждения образования любого значительного количества сплавленных белковых агрегатов в виде частиц диаметром более примерно 2 мкм при одновременном образовании денатурированных белковых макроколлоидных частиц с диаметром более примерно 0,1 мкм.

Нагревание белкового раствора предпочтительно осуществлять при 80-120^oC.

Денатурированный белок целесообразно подвергать усилиям сдвига в течение 10-120 с.

Согласно настоящему изобретению создан такой способ, в котором предупреждается образование любого значительного количества сплавленных белковых агрегатов в виде частиц объемом более 5,5 мкм³ при одновременном образовании денатурированных белковых макроколлоидных частиц объемом более 510^-4 мкм³.

Эти способы настоящего изобретения успешно используются с водными растворами коагулирующегося при нагревании белка, которые имеют концентрацию белка примерно 10-20 мас.%. В общем источники сырого белкового материала для осуществления изобретения должны включать более примерно 80% растворимых белков и предпочтительно более примерно 90% растворимого белка. Источники белка, дающие менее примерно 80% растворимого белка, могут включать увеличенные частицы и/или агрегаты частиц, которые в значительной степени лишены необходимых органолептических характеристик продуктов изобретения. pH белковых растворов устанавливается ниже средней точки изоэлектрической кривой белков в растворе, т.е. средней точки составной кривой различных изоэлектрических точек отдельных белковых компонентов, но не настолько низко, чтобы допустить значительный кислотный гидролиз белка. В общем регулирование pH на уровне или близко к средней точке изоэлектрической кривой стимулирует образование более крупных частиц, а pH значительно ниже средней точки изоэлектрической кривой стимулирует образование частиц со значительно меньшим средним диаметром. Предпочтительно значение pH составляет на 1 единицу pH меньше средней точки изоэлектрической кривой материала белкового источника. При необходимости pH можно легко регулировать с помощью органических или неорганических кислот или оснований.

При необходимости белковые растворы, используемые при осуществлении изобретения, могут подвергаться предварительной химической или физической обработке для удаления нежелательных небелковых или даже белковых компонентов, включая пептиды и аминокислоты. Например, концентраты белков сухой сладкой молочной сыворотки (обработанные с помощью ультрафильтрации для удаления, например, значительного количества небелковых азотистых соединений и лактозы), могут подвергаться экстракции для удаления жиров и холестерола, а также других компонентов, которые могут вносить "посторонний" привкус при использовании продуктов изобретения в качестве заменителей жиров в пищевых продуктах. Кроме ультрафильтрации молочная сыворотка может подвергаться хроматографической очистке для удаления лактозы, солей и большинства других небелковых соединений, при этом остаются лактальбумины и лактоглобулины в качестве основных составляющих белка.

Гидратированные макроколлоидные продукты изобретения легко получаются из белковых растворов путем использования регулируемого нагрева и больших усилий сдвига, которые облегчают регулируемую денатурацию белков физически и химически, позволяя получить неагрегированные белковые частицы нужного размера и формы. При денатурации обычно образуются частицы сферической формы со средним диаметром более примерно 0,1 мкм. Образование частиц диаметром более примерно 2 мкм и/или образование мелких частиц с диаметром агрегата более 2 мкм по существу исключается. С другой стороны предупреждается образование частиц или агрегатов частиц объемом выше 5,5 мкм³, но при этом образуется существенное количество частиц объемом 510^-4 мкм³ или более. Используемые температуры денатурирования белков и длительность тепловой обработки могут изменяться в зависимости от конкретного белкового исходного материала. Аналогичным образом конкретные большие сдвиговые усилия, включая длительность приложения сдвиговых усилий к белковым растворам, могут также изменяться. Например, белковые растворы сладкой молочной сыворотки с pH 3,5-5,0 могут обрабатываться по этому изобретению при температурах 80-130^oC от 3 с до 15 мин при усилиях сдвига со скоростью 7500-10000 с^-1.

Эти условия являются конкретными условиями обработки, которые были определены при изготовлении многих продуктов изобретения. Однако конкретные скорости усилия сдвига, подходящие для любого выбранного белкового субстрата, могут быть определены с помощью обычных практических опытов с использованием любого технологического устройства.

Во время денатурации неденатурированные белки в растворе взаимодействуют с образованием нерастворимых коагулятов и регулируемый нагрев и приложение больших сдвиговых усилий используются для получения неагрегированных частиц нужного размера. В зависимости от конкретных свойств растворенного промышленного белкового материала и свойств небелковых компонентов в растворе этих материалов использование только нагрева и больших сдвиговых усилий не позволяет полностью предотвратить образование агрегатов укрупненных частиц. В этих условиях в соответствии с объемом изобретения добавляется один или несколько материалов, например, лецитин, ксантановая смола, мальтодекстрины, карагенаны, датемовые сложные эфиры, альгинаты и аналогичные вещества (вещества, блокирующие образование агрегатов) в белковые растворы, лучше всего до тепловой денатурации. В зависимости от выбранных добавок (добавки), блокирующих образование агрегатов, эти материалы могут добавляться в концентрации 0,1 - 10 мас.%. Установлено, что предварительная гидратация этих добавок облегчает их добавление в белковые растворы. При правильном выборе и обработке эти добавки, блокирующие образование агрегатов, вместе с некоагулированными белками могут еще больше усилить маслянистость системы и таким образом кремообразование.

Предпочтительные белковые растворы могут также содержать один или несколько полигидроксильных соединений, предпочтительно моно-, ди- или три-сахариды, например, глюкозу, фруктозу, лактозу и аналогичные соединения. Они могут присутствовать в качестве компонента в источнике материалов, используемых для получения растворимых белков, [например, лактоза (или продукты ее ферментативного гидролиза, глюкоза или галактоза, если по выбору используется обработка лактозы), присутствовать в сухих белковых концентратах сыворотки] или могут содержать добавки к белковым растворам. Относительная концентрация полигидроксильных соединений в различных белковых растворах может широко изменяться. Определенные белковые исходные материалы (например, белок молочной сыворотки, очищенный на колонке хроматографии), которые по существу не содержат сахара или другие полигидроксильные соединения могут перерабатываться довольно легко для получения макроколлоидов по изобретению, но несколько улучшенные продукты получаются при добавлении лактозы, в частности, при введении добавок, блокирующих образование агрегатов, в белковый раствор. Другие растворы белковых исходных материалов, например, яичный белок и альбумин бычьей сыворотки, значительно выигрывают от добавления, например, лактозы для обеспечения оптимальной эффективности при производстве продуктов изобретения. Таким образом, полигидроксильное соединение (предпочтительно сахара и более предпочтительно восстанавливающие сахара, например, лактоза) в количестве 0-100 мас. % по белку может добавляться в белковые растворы, обрабатываемые по этому изобретению.

Белковые сырьевые материалы, используемые в настоящем способе, включают животные, растительные и микробные белки, выбранные из группы, состоящей из альбуминов, глобулинов, глютелинов, коагулирующихся при нагреве и выделяемых из раствора белков и их смесей.

Способы регулируемой денатурации в основном включают "удаление" белковых молекул из раствора путем связывания множества этих белковых молекул с каждой другой для образования белкового коагулянта, который становится нерастворимым при нагреве. Другие параметры регулирования состава и процесса включают предотвращение увеличения размера таких коагулянтов за пределы нужного диапазона. Так как соли могут оказывать значительное влияние на растворимость и коагуляцию белков в водном растворе, настоящим изобретением предусматривается возможность постоянного регулирования концентрации солей в растворах, которые подвергаются нагреву и воздействию больших сдвиговых усилий.

Компоненты белковых растворов, которые по выбору могут быть использованы при осуществлении изобретения, включают красители, вкусовые добавки, стабилизаторы, консерванты и аналогичные соединения в количествах, достаточных для получения необходимых характеристик продуктов.

Кроме этого, по настоящему изобретению также созданы съедобные составы или пищевые продукты, в которых имеющиеся жиры заменены гидратированными белковыми материалами изобретения. Такие пищевые продукты включают низкокалорийные продукты, например, приправы для салата, приправы майонезного типа, пасты и замороженные десерты типа мороженого. Дальнейшие снижения калорийности также могут быть обеспечены материалами настоящего изобретения вместе с сильными подслащивающими добавками типа аспартама, алитама, ацесульфама К и сукралозы. В составы настоящего изобретения также могут добавляться витамины и/или минералы.

На фиг.1 - показан продольный разрез устройства обработки жидкости, которое предназначено для получения равномерного высокого сдвигового усилия и высокой степени теплопередачи при осуществлении настоящего изобретения; на фиг. 2 - схематичное изображение устройства фиг.1, соединенного с различными другими устройствами, используемыми для осуществления предпочтительного способа изобретения; фиг.3 - схематичное изображение, аналогичное изображению фиг.2, но без скребкового теплообменника 10В, показанного на фиг.2; фиг. 4 - сравнительные полулогарифмические гистограммы, показывающие распределение частиц по размеру по образцу одинакового объема белка сыворотки ALATAL810 и макроколлоидов молочной сыворотки настоящего изобретения; на фиг.5 - a, b это сравнительные полулогарифмические гистограммы, показывающие распределение частиц по размеру на примере образцов одинакового диаметра белка сыворотки ALATAL810 и макроколлоидов молочной сыворотки настоящего изобретения соответственно; на фиг.6 - a, b это гистограммы с линейными, в отличие от логарифмических базовых линий, показывающие распределение частиц по размеру (одинаковый диаметр и одинаковый объем) макроколлоидного образца молочной сыворотки настоящего изобретения; на фиг.7 - разрез варианта осуществления технологического аппарата периодического действия для осуществления настоящего изобретения; на фиг.8 - вид сверху лопасти технологического аппарата фиг. 1a; на фиг.9 - вид, аналогичный виду фиг.1, но показывающий аппарат непрерывного действия; на фиг.10 - разрез по линии 13-13 фиг.2; на фиг. 11 - разрез по линии 14-14 фиг.8; на фиг.12 - вид, показывающий работу технологического аппарата; Установлено, что белковые диспергируемые в воде макроколлоиды, которые в гидратированном состоянии имеют по существу гладкий, эмульсевидный органолептический характер, могут быть получены из множества белковых материалов. Белковые диспергируемые в воде макроколлоиды состоят из по существу неагрегированных частиц денатурированного белка, которые отличаются тем, что в сухом состоянии имеют среднее распределение частиц по размеру диаметра примерно 0,1-2,0 мкм, при этом диаметр примерно 2% от общего числа частиц превышает 3,0 мкм. Далее частицы отличаются тем, что имеют по существу сфероидальную форму при 800-кратном увеличении в стандартном оптическом микроскопе.

Макроколлоидные материалы можно получать с помощью регулируемой денатурации множества белковых исходных материалов, которые до обработки по существу растворимы в воде и по существу неденатурированы. Водные дисперсии макроколлоидов настоящего изобретения отличаются по существу гладким, эмульсевидным органолептическим характером и могут использоваться в качестве низкокалорийных заменителей жиров с высоким содержанием белка. Также созданы продукты питания, которые включают в качестве ингредиентов или основаны на макроколлоидах.

Использованные здесь термины "вкусовые ощущения" и "органолептический характер" следует понимать как термины, относящиеся в общем к группе осязательных, вкусовых ощущений, которые, хотя и являются общими для организма, в целом, особенно остро ощущаются язычной, ротовой и пищеводной слизистыми оболочками. Точнее использованные здесь термины "вкусовые ощущения" и "органолептический характер" относятся к одной из указанных групп ощущений и, в частности, к ощущениям, связанным с осязательным восприятием тонкости, крупности и жирности. Это осязательное ощущение обычно ощущается во рту, где наиболее легко воспринимаются незначительные различия между различными продуктами питания.

Следовательно новые белковые продукты настоящего изобретения после диспергирования в водной среде дают вкусовое ощущение и имеют органолептический характер, который точнее всего можно определить как эмульсевидный. Очевидно, что степень гидратации белка оказывает влияние на реологические свойства и следовательно на способ восприятия материалов. Вкусовое ощущение этих продуктов должно, по возможности, приближаться к тому, которое вызывают жироводяные эмульсии.

Псевдоэмульсионный характер новых белковых продуктов настоящего изобретения проявляется в гравитационно-стабильной макроколлоидной дисперсии денатурированных нагревом коагулированных белковых частиц диаметром примерно 0,1-2,0 мкм. Такие дисперсии создают визуальное и органолептическое ощущение, которое приближается к масловодяным эмульсиям (путем снижения концентрации новых материалов в соответствующих продуктах, получаемых при осуществлении настоящего изобретения), например, белые добавки для кофе, жидкие приправы для салата, густые приправы для салата, пасты и охлаждающие добавки.

Следует учитывать, что термин "раствор" часто используется в области обработки белков как синоним того, что в действительности является истинной коллоидной дисперсией неденатурированных белков. Такие неденатурированные белковые частицы имеют размер примерно 0,001- 0,01 мкм, так что стабильность коллоидных дисперсий этих частиц зависит от чистых электрических зарядов белковых молекул и, в частности, при значениях pH близких к их изоэлектрической точке, от родства этих белков с молекулами воды. Следовательно, такие неденатурированные белки попадают в пределы меньших диапазонов частиц, исследуемых в коллоидной химии, как указано в Condensed Chemical Dictionary 9-ое издание, с.222. В отличие от этого денатурированные белковые частицы настоящего изобретения имеют размеры в диапазоне примерно 0,1-2,0 мкм и следовательно включают частицы, размеры которых близки или выше верхнего предела диапазона размеров, указанного в этом определении. Несмотря на тепловую денатурацию белков настоящего изобретения их общий коллоидный характер (т.е. стабильность дисперсии таких частиц в водной среде) не теряется. Следовательно, новые белковые дисперсии препятствуют оседанию белка из нейтрализованных водных суспензий при усилиях до 10000 единиц силы тяжести (при pH примерно 6,5-7,0). Таким образом, термин "макроколлоидные дисперсии" в данном случае использован для отличия от "растворов" неденатурированных белков (т.е. "истинных коллоидных дисперсий"). Аналогичным образом денатурированные коагулированные белки далее называются макроколлоидами для отличия от истинных коллоидов, что в соответствии с вышеуказанным определением означает вещество с размером частиц более 1 мкм. Это различие обусловлено относительно большим размером, который является типичным для денатурированных коагулированных белковых продуктов настоящего изобретения.

Наиболее желательные органолептические свойства макроколлоидных материалов зависят от размера и формы макроколлоидных частиц.

В частности, установлено, что дисперсии более крупных денатурированных белковых коагулятов (т. е. с диаметром более примерно 3 мкм после сушки) сообщают нежелательное меловое вкусовое ощущение продуктам с такой добавкой. Такое меловое ощущение можно определить как менее грубый вариант зернистого вкусового ощущения известных денатурированных нагревом белков (примерно 15-175 мкм). Следовательно, резко определенный чувствительный порог достигается с увеличением числа частиц белкового коагулята диаметром более примерно 2-3 мкм как наиболее крупного размера.

Волокнистые частицы длиной более примерно 5 мкм и диаметром менее примерно 1 мкм образуют пасты, которые являются гладкими, но вязкими (так как большее усилие прилагается между языком и небом, усиливается ощущение твердого вещества). По мере укорачивания волокон и приближения к сферической форме это ощущение уменьшается.

Форма частиц также имеет значение, так как частицы, имеющие в общем сфероидальную форму, вызывают гладкое, более эмульсеподобное органолептическое ощущение. Если большая часть макроколлоидных частиц имеет более равномерную сфероидальную форму, может наблюдаться, что несколько большая часть частиц может иметь диаметр более примерно 2 мкм без ухудшения органолептических свойств макроколлоидной смеси. Однако, как уже указывалось выше, стержневидные частицы диаметром более примерно 1 мкм могут вызвать меловое-порошковое вкусовое ощущение.

Частицы размером близким к 0,1 мкм усиливают жировое вкусовое ощущение, которое может оказаться нежелательным, если воспринимается как преобладающее осязательное ощущение продукта, который должен моделировать масловодяную эмульсию. Если требуется получение продукта, в котором ощущение жирности является привлекательным, например, маслоподобную пасту, можно использовать такой размер частиц. Так как ощущаемый переход между вкусовым ощущением эмульсии и вкусовым ощущением жирности оказывается значительно более постепенным по сравнению с переходом между вкусовым ощущением эмульсии и меловым вкусовым ощущением, большая доля частиц диаметром порядка 0,1 мкм приемлема для макроколлоидов настоящего изобретения. Следовательно, если средний размер частиц составляет менее 0,1 мкм, то преобладает ощущение эмульсии несмотря на то, что состав может включать значительную часть отдельных частиц диаметром менее 0,1 мкм.

Белки, используемые в настоящем способе, включают белки из разнообразных и различных источников, таких как растительная сыворотка из масличных семян, выделения молока у млекопитающих, сыворотка крови и птичьи яйца.

Предпочтительно настоящий способ относится к белкам, которые представляют собой глобулярные белки в естественном состоянии.

В соответствии с традиционной классификацией белков настоящий способ относится к белкам, которые растворяются в системах водяных растворителей и выбираются из простых, сложных и производных белков. Подходящие простые белки включают альбумины, глобулины и глютелины. Подходящие сложные белки включают нуклеопротеины, гликопротеины и мукопротеины (которые, в общем, также известны как глюкопротеины); фосфопротеины (иногда классифицируются как простые белки, хромопротеины, лецитопротеины и липопротеины). Могут быть использованы также коагулирующиеся при нагреве выделенные протеины.

К простым белкам, которые не используются в настоящем способе, относятся альбуминоиды (также известны как склеропротеины), например, эластины, кератины, коллагены и фиброины, которые не растворяются в естественном состоянии. Протамины (также известны как протамины) и гистоны не коагулируются при нагреве и, следовательно, не могут быть использованы в качестве сырьевого материала для настоящего способа тепловой денатурации.

Сложные белки, которые могут растворяться и коагулировать при нагреве, используются в настоящем способе.

Аналогичным образом производные белки (т.е. продукты различных протеокластических или денатурационных процессов), которые, несмотря на их происхождение, остаются растворимыми и коагулируют при нагреве, также могут быть использованы в качестве сырьевого материала, если безусловно они из-за своего происхождения не становятся несовместимыми с нужными органолептическими свойствами конечного продукта настоящего способа. В общем, однако, многие белки, метапротеины (так известны как инфрапротеины), коагулированные белки, протеазы, пептоны и пептиды (также известны как полипептиды) не имеют одну или обе предусмотренные характеристики.

По настоящему способу способность к коагуляции при нагреве предполагает природную способность определенного белка к образованию нерастворимой массы при нагреве/воздействии сдвиговых усилий. Чистота белкового образца и степень денатурации или начальной скрытой денатурации образца имеют прямое или косвенное отношение к стабильности белка при использовании в качестве сырьевого материала в настоящем способе.

Белок является "растворимым", если он растворяется на примерно 80% и более в соответствии с условиями, определенными ниже. Растворимость более 90% является предпочтительной.

При неденатурированных условиях растворимость измеряется с помощью системы растворителя, которая будет использоваться при обработке. Специалист не будет испытывать трудности при выборе соответствующей системы растворителей с учетом растворимости соответствующего обрабатываемого белка, соответствующей величины pH и температуры, необходимых для способа. В общем на растворимость оказывают влияние ряд внутренних и внешних факторов. Первостепенное значение при выборе растворителя имеют pH, концентрация соли, температура и диэлектрическая постоянная растворителя. Например, альбумины растворяются в воде, глобулины не растворяются в воде, но растворяются в солевых