Пищевая добавка для гидролиза растительного сырья

Пищевая добавка для гидролиза растительного сырья

Реферат

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к производству пищевой добавки, и может быть использовано в пищевых технологиях для гидролиза углеводов и белков растительного сырья, в том числе для производства хлебобулочных изделий, пива, глюкозных сиропов, гидролизатов крахмалов, спирта.

Известен комплексный ферментный препарат для гидролиза растительного сырья, содержащий глюкоамилазу и α-амилазу (RU 2127760 C₁, C 12 P 7/06).

Данный препарат позволяет гидролизовать крахмалистые углеводы и не позволяет осуществлять гидролиз некрахмалистых углеводов и белков, содержащихся в растительном сырье.

Известен ферментный препарат для гидролиза растительного сырья, содержащий целлюлазу, ксиланазу и пентозаназу (RU 2127760 C₁, C 12 P 7/06).

Данный препарат позволяет гидролизовать некрахмалистые углеводы, содержащиеся в растительном сырье, но не гидролизует крахмалистые углеводы и белки, содержащиеся в сырье.

Известен комплексный ферментный препарат для гидролиза отходов растительного происхождения, в том числе пищевых отходов, содержащий α-амилазу с амилолитической активностью не менее 250 ед./г, глюкоамилазу с глюкоамилазной активностью не менее 500 ед./г, ксиланазу с ксиланазной активностью не менее 600 ед./г и целлюлазу с целлюлазной активностью не менее 300 ед./г (RU 2238319 C1, C 12 N 9/00).

Однако препарат не гидролизует белки, содержащиеся в сырье, и его состав не позволяет стабилизировать активность ферментов, что приводит к их инактивации при хранении и при отклонении параметров процесса гидролиза от требуемых значений (снижение или повышение температуры, рН, ионной силы, концентрации компонентов в сырье и т.д.) в промышленных условиях производства пищевых продуктов.

Задачей изобретения является создание эффективной пищевой добавки, содержащей комплекс ферментов, позволяющих гидролизовать как крахмалистые, так и некрахмалистые углеводы, белки, содержащиеся в растительном сырье, при длительной обработке сырья и при отклонении параметров процесса гидролиза от требуемых значений.

Поставленная задача решается за счет создания пищевой добавки для гидролиза растительного сырья, содержащей комплекс ферментов: α-амилазу, глюкоамилазу, ксиланазу, протеиназу и мальтазу, а также цитрат кальция, лимонную кислоту и консервант. В качестве консерванта содержит или сорбат калия, или бензоат натрия, или молочную кислоту.

Пищевая добавка с указанными ферментами, в зависимости от условий гидролиза, имеет активности, ед./г:

α-амилаза	700-900
глюкоамилаза	10000-15000
ксиланаза	300-400
протеиназа	100-200
мальтаза	50-70,

а другие компоненты содержит в количествах, мас.%:

лимонная кислота	0,008-0,060
цитрат кальция	0,02-0,60
консервант	0,05-0,40

Техническим результатом предлагаемого изобретения является стабилизация оптимальных условий для проявления ферментативной активности при гидролизе углеводов и белков, а также повышение эффективности процесса гидролиза за счет уменьшения его длительности.

Выбор пределов значений ферментативных активностей связан с эффективностью процесса гидролиза растительного сырья. Пределы количественных значений лимонной кислоты и цитрата кальция также связаны с оптимальным уровнем проявления ферментативной активности, а консервантов с их пролонгирующим действием для увеличения срока хранения предложенной пищевой добавки до 2 лет.

Для создания 100 г пищевой добавки использовали 30 дм³ культуральной жидкости, полученной ферментацией среды на основе гидролизата крахмала грибом Aspergillus niger и имеющей концентрацию лимонной кислоты 100-150 г/дм³, значения декстриногенной активности (Dак)-(0,5-3,7)ед./см³, сахарогенной активности (Сак)-(20-200)ед./см³, оптической плотности D при λ_max 400_нм 1,5-5,0 г/дм³, при λ_max 750_нм 2,0-3,5 белка 1,5-7,0 г/дм³. Далее культуральную жидкость фильтровали и полученный ферментированный раствор в количестве 29 дм³ очищали микрофильтрацией и разделяли ультрафильтрацией через мембрану, удерживающую молекулярную массу в пределах 1000-50000. В результате получили раствор лимонной кислоты в количестве 28,5 дм³ и раствор, содержащий комплекс ферментов в количестве 0,5 дм³. В растворе ферментов, в силу условий процесса разделения, содержится также лимонная кислота. Далее в раствор для образования цитрата кальция добавили 0,015-0,4 г оксида кальция. Раствор ферментов с указанными компонентами высушивали путем вымораживания при температуре минус 60°С в течение 10 часов. Сухой комплекс смешивали с бензоатом натрия и определяли в комплексе активность α-амилазы, глюкоамилазы, мальтазы, ксиланазы, протеиназы, а также количество лимонной кислоты и цитрата кальция. Полученные значения ферментативных активностей и количество лимонной кислоты, цитрата кальция и бензоатома натрия соответствуют предложенной пищевой добавки.

В табл.1 приведены технические характеристики пищевой добавки с заявляемым составом.

Из данных табл.1 видно, что пищевая добавка с заявляемым составом имеет влажность не более 15%, в ней отсутствуют патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы и бактерии группы кишечной палочки, и продуцент фермента, что соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1293 (индекс 2.25.13). Токсичные вещества в пищевой добавке отсутствуют, что соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1293 (2.25.13).

Пищевая добавка, содержащая комплекс ферментов амилолитического действия, протеиназу, лимонную кислоту, цитрат кальция и консервант - или сорбат калия, или бензоат натрия, или молочную кислоту, может быть использована при производстве хлебобулочных изделий, пива, гидролизатов крахмала.

Данные по применению пищевой добавки с заявляемым составом представлены в табл.2.

Из данных табл.2 видно, что процесс гидролиза углеводов и белков растительного сырья, используемого, в частности, в хлебопечении, при производстве пива, гидролизатов крахмала, глюкозных сиропов с использованием предложенной пищевой добавки более эффективный, чем процесс гидролиза без использования добавки.

Таблица 1
Техническая характеристика пищевой добавки
Наименованиехарактеристики	№ примера
1	2	3	4
1	2	3	4	5
Внешний вид	однородный сыпучий порошок
Цвет	от светло-коричневого до темно-коричневого с зеленоватым оттенком
Влажность, %	12	14	14	15
Массовая доля % остатка на сите №067	5	4	5	5
Активность α-амилазы (ЕС3.2.1.1), ед./г	700	800	900	700
Активность глюкоамилазы (ЕС3.2.1.3), ед./г	10000	12000	15000	10000
Активность мальтазы, ед./г	50	60	70	50
Активность ксиланазы (ЕС 3.2.1.8), ед./г	300	350	400	300
Активность протеиназы, ед./г	100	150	200	100
Количество лимонной кислоты, мас.%	0,008	0,035	0,060	0,008
Количество цитрата кальция, мас.%	0,02	0,35	0,60	0,60
Количество консерванта, мас.%:
- или молочной кислоты	0,1	-	-	0,4
- или сорбата калия (Е 202)	-	0,05	-	-
- или бензоата натрия (Е 211)	-	-	0,10	-
Согласно СанПиН 2.3.2.1293 (индекс 2.25.13): 1. количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, КОЕ/г, должно быть не более 5·104:
- исходное значение	2·102	3·103	4·103	5·102
- после хранения 6 месяцев	3·102	3·103	5·103	6·102
после хранения в течение 12 месяцев	4·102	3·103	5·103	6·102
2. наличие патогенных и условно патогенных микроорганизмов в 25 г продукта не допускается	отсутствуют
3. наличие живых клеток продуцента не допускается	отсутствуют
4. наличие микротоксинов не допускается	отсутствует
5. наличие антибиотической активности не допускается	отсутствует
6. содержание токсичных элементов, мг/кг, не более:- свинец 1,0- мышьяк 3,0	отсутствует

Таблица 2
Результаты исследований эффективности действия пищевой добавки с заявляемым составом при гидролизе растительного сырья
Наименование сырья	Контроль (без добавки)	№ примера
1	2	3	4	5
1	2	3	4	5	6	7
Крахмал кукурузный
- степень гидролиза, %, при длительности 1 ч	1,5	40	60	95	12	40
Крахмал пшеничный
- степень гидролиза, %, при длительности 1 ч	1,0	50	70	95	21	50
Крахмал картофельный
- степень гидролиза, %, при длительности 1 ч	0,5	65	87	98	32	65
Декстрин кукурузный
- степень гидролиза, %, при длительности 1 ч	0	80	100	100	48	80
Декстрин картофельный
- степень гидролиза, %, при длительности 1 ч	0	85	100	100	52	85
Мальтаза
- степень гидролиза, %, при длительности 1 ч	0	100	100	100	55	100
Мука пшеничная, высший сорт - степень гидролиза, %:
- углеводов при длительности 1 ч	2,0	37	58	90	20	37
- белков при длительности 1 ч	5,7	56	60	65	38	56
Мука пшеничная, 1 сорт- степень гидролиза, %:
- углеводов при длительности 1 ч	1,9	38	57	90	21	38
- белков при длительности 1 ч	1,7	53	58	65	37	53
Солод пивоваренный ячменный стандартный- степень гидролиза, %:- углеводов при длительности 1 ч- белков при длительности 1 ч
7,1	79	82	88	72	79
24	40	48	53	12	40
Солод пивоваренный ячменный второго класса (низкого качества)- степень гидролиза, %:
- углеводов при длительности 1 ч	72	80	83	87	73	80
- белков при длительности 1 ч	22	39	48	54	12	39

1. Пищевая добавка для гидролиза растительного сырья, содержащая α-амилазу, глюкоамилазу и ксиланазу, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ферменты протеиназу, мальтазу и характеризующаяся следующими активностями ферментов, ед./г:

α-Амилаза	700-900
Глюкоамилаза	10000-15000
Ксиланаза	300-400
Протеиназа	100-200
Мальтаза	50-70

а также лимонную кислоту, цитрат кальция и консервант в количестве, мас.%:

Лимонная кислота	0,008-0,060
Цитрат кальция	0,02-0,60
Консервант	0,05-0,4

2. Пищевая добавка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве консерванта она содержит или сорбат калия, или бензоат натрия, или молочную кислоту.