Способ денатурации сывороточного белка

Способ денатурации сывороточного белка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу денатурации сывороточного белка для улучшения его термостабильности и улучшенному денатурированному белку, полученному этим способом.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ ИЗОБРЕТЕНИЮ.

Сывороточный белок представляет собой белок, присутствующий в молоке, и хорошо известный, как побочный продукт, получаемый главным образом при производстве сыра или казеина. Сывороточный белок представляет собой высококачественный, богатый минеральными веществами, белковый компонент и, следовательно, используется не только в различных пищевых продуктах, но также и в других продуктах, таких как шампуни, кондиционеры для волос и косметика (например, кремы).

Сывороточный белок широко используется в таких различных продуктах, но известно, что сывороточный белок обладает низкой термостабильностью и, следовательно, быстро денатурирует при нагревании до температуры в пределах от 70 до 90°C (непатентный документ 1). Однако, например, при получении пищевых продуктов часто проводят тепловую стерилизацию и, как правило, проводят ее в температурных пределах выше температурных пределов денатурации сывороточного белка. Следовательно, сывороточный белок, содержащийся в продуктах, денатурирует при нагревании его в температурных пределах денатурации, что ведет к повышению вязкости, желированию или агрегации, оказывая негативное воздействие на вкус и внешний вид продуктов. Это приводит к необходимости ограничения содержания сывороточного белка в продуктах или замене сывороточного белка другим белковым материалом.

Следовательно, для снижения негативного воздействия на продукты сывороточного белка, денатурированного при тепловой стерилизации, традиционно сывороточный белок предварительно денатурируют проведением физической или химической обработки. В частности, известно, что предварительно денатурированный сывороточный белок используют для снижения степени термической денатурации сывороточного белка, вызванной тепловой стерилизацией, снижая, таким образом, воздействие денатурации сывороточного белка, такое как повышение вязкости, желирование или агрегация, вызванное нагреванием.

Например, в патентном документе 1 описывается способ денатурации сывороточного белка, включающий проведение обработки, такой как регулирование pH или предварительное нагревание водного раствора, содержащего сывороточный белок, и реагирование сывороточного белка с трансглютаминазой, в качестве фермента, при этом водный раствор нагревают. В патентном документе 2 описывается способ получения белковых микрочастиц, включающий удаление нерастворимых сухих веществ из раствора сывороточного белка, содержащего элемент, относящийся к металлу, и смешивание раствора сывороточного белка с органическим растворителем.

Также известен способ, включающий обработку сывороточного белка, как нагреванием для денатурации, так и приложением сдвигового усилия для образования микрочастиц. В этом способе образование микрочастиц сывороточного белка используют для предотвращения агрегации или осаждения сывороточного белка, или предупреждения излишнего загущения сывороточного белка.

Например, в патентном документе 3 описывается сухой йогурт, содержащий по существу не агрегированные денатурированные белковые сферы или агрегаты из полученного нагреванием концентрата сывороточного белка до температуры выше температуры денатурации сывороточного белка при приложении сдвигового усилия.

Однако ни в патентном документе 1, ни в патентном документе 2 не описывается способ получения денатурированного сывороточного белка, поскольку в способе, описанном в документе 1, применяют фермент или материал, содержащий элемент, относящийся к металлу, а в способе, описанном в документе 2, применяют органический растворитель. Дополнительно, эти способы не являются легкими в применении, поскольку необходимо надежно удалить добавку, такую как фермент или органический растворитель, из продуктов, что приводит к необходимости обеспечения устройством, требуемым для безопасного и надежного удаления такой добавки, и строгий контроль работы устройства.

В патентном документе 3 описывается способ, предложенный в национальной публикации японской патентной заявки № 6-509475, где описывается способ получения денатурированных белковых сфер, и «Simplesse 100» (от CP Kelco), заявленный, как продукт из денатурированных белковых сфер. Однако когда пищевой продукт, такой как мороженое или суп, получают смешиванием таких денатурированных белковых сфер с другими сырьевыми материалами и затем стерилизуют смесь при высокой температуре, возникает проблема, состоящая в том, что при органолептической оценке (сенсорный тест) для оценки текстуры (например, зернистость, мутность, вязкость) и внешнего вида (например, желирование, агрегация) пищевых продуктов, пищевой продукт оценивается, как плохой, в зависимости от типа пищевого продукта из-за избыточной вязкости и зернистости.

Патентный документ 1: Японская патентная заявка, опубликованная для ознакомления № 2000-4786.

Патентный документ 2: Японская патентная заявка, опубликованная для ознакомления № 7-184556.

Патентный документ 3: Японский патент № 3798249.

Непатентный документ 1: «Comprehensive Encyclopedia of Milk». /Под редакцией Yamauchi and Yokoyama, 3-е издание, Asakura Publishing Co., Ltd., стр. 61, 1998.

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ НАСТОЩИМ ИЗОБРЕТЕНИЕМ.

Как указано выше, сывороточный белок денатурируют нагреванием его до температурных пределов денатурации во время тепловой стерилизации, требующейся при получении пищевого продукта, и в результате проявляется такой феномен, как повышение вязкости, желирование или агрегация. Такой феномен оказывает негативное воздействие на вкус и внешний вид продуктов. Дополнительно, также возникает проблема, заключающаяся в том, что в случае, когда продукт, содержащий большое количество сывороточного белка, проходит через стерилизатор пластинчатого типа, велика вероятность адгезии и скопления на пластинах денатурированного белка и, следовательно, затрачивается больше времени и усилий для удаления с пластины денатурированного сывороточного белка.

Следовательно, для предотвращения нежелательной денатурации сывороточного белка необходимо провести предварительную обработку (денатурацию) сывороточного белка для получения улучшенного денатурированного сывороточного белка.

Однако, как указано выше, ни один из традиционных способов денатурации сывороточного белка не позволяет получить улучшенный денатурированный белок.

Следовательно, объект настоящего изобретения относится к обеспечению способа денатурации сывороточного белка, без использования добавок, таких как фермент или органический растворитель, для получения улучшенного денатурированного сывороточного белка, не оказывающего негативного воздействия на вкус и внешний вид продуктов даже при проведении тепловой обработки после денатурации (то есть способу получения улучшенного денатурированного сывороточного белка) и улучшенному денатурированному белку, полученному этим способом.

СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ.

Для достижения указанного выше объекта авторы настоящего изобретения провели интенсивные исследования и установили, что может быть получен улучшенный денатурированный сывороточный белок (модифицированный сывороточный белок) за счет протекания раствора сывороточного белка в виде тонкого турбулентного потока между двумя концентрическими цилиндрами при контактировании и смешивании с раствором сывороточного белка, протекающим радиально от центра окружностей двух концентрических цилиндров, и нагревания и приложения усилия сдвига к смешенному раствору сывороточного белка при высокой скорости, при этом смешенный раствор сывороточного белка протекает в виде тонкого турбулентного потока между двумя концентрическими цилиндрами в цилиндрической статической емкости для смешивания. Способ денатурации сывороточного белка по настоящему изобретению основывается на открытии и делает возможным получение улучшенной денатурации и с получением микрочастиц сывороточного белка. Улучшенный денатурированный сывороточный белок, полученный способом по настоящему изобретению, не вызывает повышения вязкости, желирования или агрегации при высокотемпературной обработке или стерилизации, требующихся, например, при получении пищевых продуктов и, следовательно, не оказывает негативного воздействия на вкус и внешний вид продуктов. Таким образом, улучшенный денатурированный сывороточный белок, полученный способом по настоящему изобретению, имеет значительно улучшенную термостабильность.

Для достижения указанного выше объекта, в первом аспекте настоящее изобретение относится к способу денатурации сывороточного белка для улучшения его термостабильности, способ включает стадии:

1) получение раствора сывороточного белка из сывороточного белка;

2) протекание раствора сывороточного белка в виде тонкого турбулентного потока при заранее заданной скорости сдвига по внешней периферии цилиндра, соприкасаясь и смешиваясь с раствором сывороточного белка, отделенным от тонкого турбулентного потока раствора сывороточного белка, и протекающим радиально от центра окружности цилиндра;

3) приложение усилия сдвига к смешенному раствору сывороточного белка при скорости сдвига в пределах от 5000 с^-1 до 25000 с^-1, при этом температура смешенного раствора сывороточного белка поднимается в пределах от 76 до 120°C; и

4) приложение усилия сдвига к раствору сывороточного белка с повышенной температурой в пределах от 76 до 120°C при скорости сдвига в пределах от 5000 с^-1 до 25000 с^-1 в течение от 8 минут до 0,1 секунды, при этом раствор сывороточного белка остается при повышенной температуре.

Раствор сывороточного белка предпочтительно имеет содержание сывороточного белка в пределах от 5 до 18% по массе. Согласно предпочтительному варианту воплощения первого аспекта настоящего изобретения стадии 2), 3), и 4) проводят последовательно.

В первом аспекте настоящее изобретение также относится к способу денатурации сывороточного белка, включающему стадии:

1) получение раствора сывороточного белка из сывороточного белка;

2) подачи раствора сывороточного белка в устройство, в котором раствор сывороточного белка протекает в виде тонкого турбулентного потока при заранее заданной скорости сдвига по внешней периферии цилиндра, соприкасаясь и смешиваясь с раствором сывороточного белка, отделенным от тонкого турбулентного потока раствора сывороточного белка и протекающим радиально от центра окружности цилиндра;

3) приложение усилия сдвига и смешивание раствора сывороточного белка при скорости сдвига в пределах от 5000 с^-1 до 25000 с^-1, при этом температура смешенного раствора сывороточного белка поднимается в пределах от 76 до 120°C; и

4) приложение усилия сдвига к раствору сывороточного белка с повышенной температурой в пределах от 76 до 120°C при скорости сдвига в пределах от 5000 с^-1 до 25000 с^-1 в течение от 8 минут до 0,1 секунды, при этом раствор сывороточного белка остается при повышенной температуре.

Раствор сывороточного белка предпочтительно имеет содержание сывороточного белка в пределах от 5 до 18% по массе. Согласно предпочтительному варианту воплощения первого аспекта настоящего изобретения стадии 2), 3), и 4) проводят последовательно.

Дополнительно, согласно предпочтительному варианту воплощения первого аспекта настоящего изобретения приложение сдвигового усилия к раствору сывороточного белка проводят с использованием устройства, включающего цилиндрическую емкость для смешивания с вращающимся валом, расположенным концентрически с осью цилиндрической емкости для смешивания, и ротационный нож с несколько меньшим диаметром, чем таковой у емкости для смешивания, закрепленный на вращающемся валу, с пористым цилиндром, расположенным по его внешней периферической стороне, и имеющим множество пор в радиальном направлении. В этом случае приложение сдвигового усилия к раствору сывороточного белка проводят диспергированием раствора сывороточного белка в виде тонкого турбулентного потока по внутренней поверхности цилиндрической емкости для смешивания за счет вращения ротационного ножа на высокой скорости.

Для достижения указанного выше объекта, во втором аспекте настоящее изобретение относится к улучшенному денатурированному сывороточному белку, полученному способом денатурации сывороточного белка по первому аспекту настоящего изобретения.

Дополнительно также настоящее изобретение относится к следующим пунктам [1]-[7].

[1] Способ денатурации сывороточного белка для получения улучшенного сывороточного белка, включающий стадии:

1) получение раствора сывороточного белка из сывороточного белка;

2A) непрерывное контактирование и смешивание раствора сывороточного белка с раствором сывороточного белка, протекающим в виде тонкого турбулентного потока между двумя концентрическими цилиндрами, при этом смешенный раствор сывороточного белка, протекающий в виде тонкого турбулентного потока между двумя концентрическими цилиндрами, подвергается воздействию усилия сдвига при скорости сдвига в пределах от 5000 с^-1 до 25000 с^-1 при температуре в пределах от 76 до 120°C в течение от 8 минут до 0,1 секунды;

[2] Способ по [1], дополнительно включающий:

применения устройства, включающего:

цилиндрическую статическую емкость для смешивания;

вращающийся вал, расположенный концентрически с осью статической емкости для смешивания; и

ротационный нож с диаметром несколько меньшим, чем таковой у статической емкости для смешивания, закрепленный на вращающемся валу, с пористым цилиндром, расположенным по его внешней периферической стороне и имеющим множество пор в радиальном направлении,

где контактирование и смешивание раствора сывороточного белка с раствором сывороточного белка, протекающим в виде тонкого турбулентного потока между двумя концентрическими цилиндрами, осуществляется при подаче раствора сывороточного белка внутрь пористого цилиндра, прохождении через поры пористого цилиндра и контактировании и смешивании с раствором сывороточного белка, протекающим в виде тонкого турбулентного потока в цилиндрическом пространстве между статической емкостью для смешивания и пористым цилиндром, за счет вращения ротационного ножа на высокой скорости.

[3] Способ по [1] или [2], дополнительно включающий:

применения устройства, включающего:

цилиндрическую статическую емкость для смешивания;

вращающийся вал, расположенный концентрически с осью статической емкости для смешивания; и

ротационный нож с диаметром несколько меньшим, чем таковой у емкости для смешивания, закрепленный на вращающемся валу, с пористым цилиндром, расположенным по его внешней периферической стороне и имеющим множество пор в радиальном направлении,

где приложение сдвигового усилия к раствору сывороточного белка осуществляют при протекании раствора сывороточного белка в виде тонкого турбулентного потока в цилиндрическом пространстве между статической емкостью для смешивания и пористым цилиндром за счет вращения ротационного ножа на высокой скорости.

[4] Способ по любому из [1]-[3], где раствор сывороточного белка представляет собой раствор с содержанием сывороточного белка в пределах от 5 до 18% по массе.

[5] Способ по любому из [1]-[4], где улучшенный денатурированный сывороточный белок представляет собой сывороточный белок, вкус и/или внешний вид которого сохраняется и/или улучшается даже после тепловой обработки по сравнению с не денатурированным сывороточным белком (то есть сывороточным белком, не прошедшим денатурацию способом по настоящему изобретению).

[6] Улучшенный денатурированный сывороточный белок, полученный способом по настоящему изобретению по любому из [1]-[5], со средним размером частиц в пределах от 0,3 до 13,8 мкм после тепловой обработки при температуре 85°C в течение 10 минут.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Улучшенный денатурированный сывороточный белок по настоящему изобретению не вызывает агрегацию, желирование или осаждение частиц сывороточного белка даже при смешивании с пищевыми продуктами и напитками и последующей их тепловой стерилизации (нагревании), что делает возможным получение продуктов с хорошей текстурой и вкусом. Следовательно, улучшенный денатурированный сывороточный белок по настоящему изобретению подходит для применения в качестве пищевого материала в различных пищевых продуктах и напитках, таких как желе, пудинги, мороженое, питьевые йогурты, напитки на основе сока, молочные напитки, переработанное молоко, кофейные напитки, спортивные напитки, супы, хлебобулочные изделия, сухое молоко, сухое молоко, модифицированное для детского питания, и жидкие пищевые продукты. Дополнительно, улучшенный денатурированный сывороточный белок по настоящему изобретению также может быть использован в качестве заменителя жира в продуктах с низким содержанием жира и также подходит для применения в шампунях, кондиционерах для волос и косметике, такой как кремы. Улучшенный денатурированный сывороточный белок по настоящему изобретению по существу подходит для применения в напитках, таких как питьевые йогурты, поскольку не подвержен осаждению за счет хорошей диспергируемости и свободен от зернистости и, следовательно, имеет ощущение гладкости при глотании.

Дополнительно, улучшенный денатурированный сывороточный белок по настоящему изобретению очень безопасен для применения в пищевых продуктах и напитках, поскольку может быть получен без применения добавок, таких как ферменты или органические растворители. Следовательно, улучшенный денатурированный сывороточный белок по настоящему изобретению может быть использован для получения продуктов, содержащих сывороточный белок, без применения какого-либо устройства для удаления из продуктов добавки, такой как фермент или органический растворитель.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Фигура 1 - схематическое изображение в разрезе одного из примеров устройства для приложения сдвига, используемого в настоящем изобретении;

Фигура 2 - изображение поверхности частиц улучшенного сывороточного белка по настоящему изобретению под сканирующим зондовым микроскопом; и

Фигура 3 - изображение поверхности частиц сывороточного белка, полученного как контрольный образец, под сканирующим зондовым микроскопом.

ОПИСАНИЕ НОМЕРОВ ПОЗИЦИЙ.

1 - устройство для приложения сдвига;

2 - статическая емкость для смешивания;

3 - ротационный нож;

3a - вращающийся вал ротационного ножа;

3b - пористый цилиндр ротационного ножа;

3c - плечо ротационного ножа;

4 - подающий патрубок;

5 - подающий патрубок.

НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее детально описан предпочтительный вариант воплощения настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение не ограничивается следующим вариантом его воплощения, и могут быть сделаны различные изменения, не выходящие за объем притязаний настоящего изобретения. Следует отметить, что все проценты (%), приведенные в описании, приведены по массе, если ясно не указано иное.

Сывороточный белок

Сывороточный белок, используемый в качестве сырьевого материала в настоящем изобретении, по существу неограничен при условии, что это - сывороточный белок, представляющий собой белок, полученный из коровьего молока. Может быть использован, например, сывороточный белок, полученный очисткой сырьевого материала, содержащего сывороточный белок, такого как коровье молоко, обезжиренное молоко, сухое цельное молоко или сухое обезжиренное молоко, полученное традиционным способом.

В качестве способа очистки сырьевого материала, содержащего сывороточный белок, может быть упомянут способ, в котором казеин и молочный жир удаляют из коровьего молока или обезжиренного молока добавлением сычужного фермента или аналогичного ему. Этот способ может дополнительно включать стадию гельфильтрации, ультрафильтрации или ионообмена с получением КСБ (WPC) (концентрата сывороточного белка) или ИСБ (WPI) (изолята сывороточного белка). Может быть использован полученный таким образом КСБ (WPC) или ИСБ (WPI). Дополнительно также могут быть использованы различные продукты сывороточного белка, такие как коммерчески доступный КСБ (WPC) и ИСБ (WPI). Непосредственно могут быть использованы традиционные молочные продукты, содержащие сывороточный белок, такие как сырое молоко, обезжиренное молоко и сухое обезжиренное молоко.

Следует отметить, что растворитель, используемый для растворения порошкообразных продуктов, по существу неограничен, и подходящим для использования растворителем может быть такой как вода, сырое молоко или обезжиренное молоко.

В качестве сывороточного белка (сырьевого материала) для денатурации способом по настоящему изобретению предпочтительно используют WPC80 (от Milei GmbH, Германия под торговой маркой «Milei 80»), представляющий собой концентрат сывороточного белка с высоким содержанием белка в виду его низкой стоимости, исходя из содержания белка и легкой доступности и возможности достижения эффективной обработки сывороточного белка. Следует отметить, что приведенное числовое значение «WPC80» или «WPC50», используемое в настоящем изобретении, указывает на содержание сывороточного белка в продукте. Это означает, что содержание сывороточного белка в WPC80 составляет около 80%, и содержание сывороточного белка в WPC50 составляет около 50%.

Улучшенная денатурация

Используемый здесь в отношении сывороточного белка термин «улучшенный денатурированный» относится к его состоянию, оцениваемому как «хорошее» в отношении его «термостабильности», определение которой будет дано ниже. Используемый здесь термин «улучшенный денатурированный сывороточный белок» (модифицированный сывороточный белок) относится к сывороточному белку, чья «термостабильность» является «хорошей». В частности, термин «термостабильность является хорошей» означает, что вкус и/или внешний вид улучшенного денатурированного сывороточного белка сохраняется и/или даже улучшается после тепловой обработки по сравнению с не денатурированным сывороточным белком (то есть сывороточным белком, не модифицированным способом по настоящему изобретению).

Способ денатурации сывороточного белка

Способ денатурации сывороточного белка по настоящему изобретению включает следующие стадии 1)-4):

1) получение раствора сывороточного белка из сывороточного белка с содержанием последнего в пределах от 5 до 18% по массе;

2) протекание раствора сывороточного белка в виде тонкого турбулентного потока при заранее заданной скорости сдвига по внешней периферии цилиндра при контактировании и смешивании с раствором сывороточного белка, отделенным от тонкого турбулентного потока раствора сывороточного белка и протекающим радиально от центра окружности цилиндра;

3) приложение усилия сдвига к смешенному раствору сывороточного белка при скорости сдвига в пределах от 5000 с^-1 до 25000 с^-1, при этом температура смешенного раствора сывороточного белка поднимается в пределах от 76 до 120°C; и

4) приложение усилия сдвига к раствору сывороточного белка с повышенной температурой в пределах от 76 до 120°C при скорости сдвига в пределах от 5000 с^-1 до 25000 с^-1 в течение от 8 минут до 0,1 секунды, при этом раствор сывороточного белка остается при повышенной температуре.

Согласно предпочтительному варианту воплощения настоящего изобретения стадии 2) - 4) проводят в устройстве последовательно и одновременно.

Способ денатурации сывороточного белка с получением улучшенного денатурированного сывороточного белка (способ получения улучшенного денатурированного сывороточного белка) по настоящему изобретению, включает следующие стадии 1) и 2A):

1) получение раствора сывороточного белка из сывороточного белка (предпочтительно содержание сывороточного белка в растворе сывороточного белка составляет в пределах от 5 до 18% по массе);

2A) непрерывное контактирование и смешивание раствора сывороточного белка с раствором сывороточного белка, протекающим в виде тонкого турбулентного потока между двумя концентрическими цилиндрами, при этом смешенный раствор сывороточного белка, протекающий в виде тонкого турбулентного потока между двумя концентрическими цилиндрами, подвергается воздействию усилия сдвига при скорости сдвига в пределах от 5000 с^-1 до 25000 с^-1 при температуре в пределах от 76 до 120°C в течение от 8 минут до 0,1 секунды.

В способе денатурации раствора сывороточного белка по настоящему изобретению концентрация раствора сывороточного белка выражена через содержание сывороточного белка предпочтительно в пределах от 5 до 18% по массе, и предпочтительно в пределах от 10 до 18% по массе, более предпочтительно в пределах от 10 до 16% по массе, с точки зрения эффективности приложения сдвигового усилия. Приложение сдвигового усилия к раствору сывороточного белка, чья концентрация составляет в указанных выше пределах, позволяет осуществить эффективную денатурацию сывороточного белка, не вызывая желирования или агрегацию.

В способе денатурации раствора сывороточного белка по настоящему изобретению pH раствора сывороточного белка находится в нейтральных пределах, но может быть и в слабокислых пределах. Согласно предпочтительному варианту воплощения настоящего изобретения pH раствора сывороточного белка составляет в пределах от 5,5 до 7,5, предпочтительно в пределах от 6,0 до 7,0, более предпочтительно в пределах от 6,0 до 6,5.

Раствор сывороточного белка с концентрацией в указанных выше пределах помещают в заранее выбранное устройство для приложения сдвигового усилия и прилагают сдвиговое усилие. При этом емкость для смешивания устройства для приложения сдвигового усилия может находиться при комнатной температуре или может находиться при любой температуре, 60°C или ниже за счет предварительного нагревания горячей водой, циркулирующей в водяной рубашке емкости для смешивания.

Затем раствор сывороточного белка помещают в устройство для приложения сдвигового усилия, приложение сдвигового усилия к раствору сывороточного белка и повышение температуры емкости для смешивания устройства для приложения сдвигового усилия (стадия предварительного нагревания) проводят при скорости сдвига, прилагаемого к раствору сывороточного белка, в пределах от 5000 с^-1 до 25000 с^-1, предпочтительно в пределах от 10000 с^-1 до 25000 с^-1. Согласно предпочтительному варианту воплощения настоящего изобретения повышение температуры емкости для смешивания устройства для приложения сдвигового усилия достигается в течение очень короткого периода времени и, следовательно, общее время предварительного нагревания и тепловой обработки может рассматриваться в качестве времени выдержки при тепловой обработке.

После повышения температуры раствора сывороточного белка до заранее заданной на стадии предварительного нагревания, раствор сывороточного белка подвергают тепловой обработке (стадия конечного нагревания), поддерживая раствор сывороточного белка при заранее заданной температуре в течение заранее заданного периода времени, при этом проводят непрерывную обработку приложением сдвигового усилия к раствору сывороточного белка. При этом скорость сдвига, прилагаемого к раствору сывороточного белка, предпочтительно составляет в пределах от 5000 с^-1 до 25000 с^-1, более предпочтительно в пределах от 7500 с^-1 до 25000 с^-1, предпочтительно в пределах от 10000 с^-1 до 25000 с^-1, таким образом, не происходит желирование и агрегация при проведении теста на нагревание после обработки приложением сдвигового усилия. Время выдержки при тепловой обработке может быть установлено в зависимости от температуры, при которой выдерживают раствор сывороточного белка, но, как правило, оно составляет в пределах от 45 минут (2700 секунд) до 0,1 секунды, предпочтительно в пределах от 30 минут (1800 секунд) до 0,1 секунды, более предпочтительно в пределах от 20 минут (1200 секунд) до 0,1 секунды, еще более предпочтительно в пределах от 10 минут (600 секунд) до 0,1 секунды, еще более предпочтительно в пределах от 8 минут (480 секунд) до 0,1 секунды, еще более предпочтительно в пределах от 360 секунд до 0,1 секунды, еще более предпочтительно в пределах от 240 секунд до 0,1 секунды, еще более предпочтительно в пределах от 120 секунд до 0,1 секунды, еще более предпочтительно в пределах от 60 секунд до 0,1 секунды, еще более предпочтительно в пределах от 30 секунд до 0,1 секунды, еще более предпочтительно в пределах от 20 секунд до 0,1 секунды, и наиболее предпочтительно в пределах от 10 секунд до 0,1 секунды.

Как указано выше, в способе денатурации сывороточного белка по настоящему изобретению обработку приложением сдвигового усилия и тепловую обработку предпочтительно проводят одновременно. Это позволяет получить частицы сывороточного белка, как измерено в условиях, описанных в настоящем изобретении (которые будут описаны ниже), в пределах от 0,3 до 13,8 мкм, предпочтительно в пределах 0,5 до 13,4 мкм, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 10 мкм, еще более предпочтительно в пределах от 0,6 до 6 мкм, еще более предпочтительно в пределах от 0,6 до 3,42 мкм, и еще более предпочтительно в пределах от 0,6 до 1,87 мкм. Дополнительно, текстура денатурированного сывороточного белка, полученного способом по настоящему изобретению, гладкая и менее густая по сравнению с традиционным сывороточным белком.

Стадия приложения сдвигового усилия

Стадию приложения сдвигового усилия проводят при использовании устройства для приложения сдвигового усилия, и это является наибольшим отличием способа денатурации сывороточного белка по настоящему изобретению.

Согласно предпочтительному варианту воплощения настоящего изобретения стадию приложения сдвигового усилия поводят следующим образом. Раствор сывороточного белка, полученный способом по настоящему изобретению, поступает из пространства рядом с центром круглого дна статической емкости для смешивания, радиально диспергируется из пространства рядом с центром круглого дна статической емкости для смешивания по направлению к раствору сывороточного белка, уже протекающему в виде тонкого турбулентного потока в цилиндрическом пространстве за счет высокой скорости вращения ротационного ножа, достигает внешней поверхности пористого цилиндра ротационного ножа, получает центробежное ускорение, создаваемое высокой скоростью вращения ротационного ножа, проходит через множество пор пористого цилиндра в цилиндрическое пространство между внешней поверхностью пористого цилиндра ротационного ножа и внутренней поверхностью статической емкости для смешивания и течет в виде тонкого турбулентного потока в цилиндрическом пространстве между внешней поверхностью пористого цилиндра ротационного ножа и внутренней поверхностью статической емкости для смешивания за счет высокой скорости вращения ротационного ножа. Таким образом, непрерывно подаваемый раствор сывороточного белка проходит, соприкасается, смешивается и затем диспергируется в раствор сывороточного белка, уже протекающий в виде тонкого турбулентного потока в цилиндрическом пространстве между внешней поверхностью пористого цилиндра ротационного ножа и внутренней поверхностью статической емкости для смешивания. Раствор сывороточного белка, достигший внутренней периферической поверхности пористого цилиндра ротационного ножа, образует тонкий слой на внутренней периферической поверхности за счет центробежного ускорения и проходит через поры пористого цилиндра, таким образом, непрерывно доставляя раствор сывороточного белка на внешнюю периферическую поверхность пористого цилиндра ротационного ножа, при этом ротационный нож продолжает вращаться с высокой скоростью. Раствор сывороточного белка, который поддерживают текущим в виде тонкого турбулентного потока в цилиндрическом пространстве между внешней поверхностью (внешней периферической поверхностью) пористого цилиндра ротационного ножа и внутренней поверхностью (внутренней периферической поверхностью) статической емкости для смешивания за счет центробежного ускорения, созданного высокой скоростью вращения ротационного ножа, подвергается воздействию сдвигового усилия из-за разницы в скорости вращения между внутренней поверхностью статической емкости для смешивания и внешней поверхностью пористого цилиндра ротационного ножа.

Согласно другому предпочтительному варианту воплощения настоящего изобретения стадию приложения сдвигового усилия проводят следующим образом. Раствор сывороточного белка, полученный способом по настоящему изобретению, получает центробежное ускорение, созданное высокой скоростью вращения ротационного ножа, проходит в цилиндрическое пространство между внешней поверхностью пористого цилиндра ротационного ножа и внутренней поверхностью статической емкости для смешивания через поры пористого цилиндра и соприкасается, смешивается и диспергируется в растворе сывороточного белка, уже протекающем в виде тонкого турбулентного потока в цилиндрическом пространстве за счет высокой скорости вращения ротационного ножа. Раствор сывороточного белка, поддерживаемый протекающим в виде тонкого турбулентного потока в цилиндрическом пространстве между внешней поверхностью (внешней периферической поверхностью) пористого цилиндра ротационного ножа и внутренней поверхностью (внутренней периферической поверхностью) статической емкости для смешивания за счет центробежного ускорения, созданного высокой скоростью вращения ротационного ножа, подвергается воздействию сдвигового усилия из-за разницы в скорости вращения между внутренней поверхностью статической емкости для смешивания и внешней поверхностью пористого цилиндра ротационного ножа. Раствор сывороточного белка, поступающий из центра окружности пористого цилиндра и непрерывно проходящий через поры пористого цилиндра, получает сильное центробежное ускорение и, следовательно, распыляется и смешивается с раствором сывороточного белка, протекающим в виде тонкого турбулентного потока в цилиндрическом пространстве между внешней периферической поверхностью пористого цилиндра ротационного ножа и внутренней периферической поверхностью статической емкости для смешивания. При этом раствор сывороточного белка протекает в различных направлениях, соприкасаясь и смешиваясь друг с другом, что вызывает, таким образом, смешивание. Это эффективно поддерживает сдвиговое усилие.

Стадия приложения сдвигового усилия по настоящему изобретению может быть проведена любым из указанных выше способов приложения сдвигового усилия.

Как указано выше, раствор сывороточного белка, поступающий из центра окружности пористого цилиндра и непрерывно проходящий через поры пористого цилиндра, получает сильное центробежное ускорение и, следовательно, распыляется и смешивается с раствором сывороточного белка, протекающим в виде тонкого турбулентного потока в цилиндрическом пространстве между внешней периферической поверхностью пористого цилиндра ротационного ножа и внутренней периферической поверхностью статической емкости для смешивания. При этом раствор сывороточного белка протекает в различных направлениях, соприкасаясь и смешиваясь друг с другом, что вызывает, таким образом, смешивание. Это эффективно поддерживает сдвиговое усилие.

Когда раствор сывороточного белка, образующий тонкий слой на внутренней периферической поверхности пористого цилиндра, проходит на внешнюю периферическую поверхность пористого цилиндра через поры пористого цилиндра, тоже количество раствора сывороточного белка, протекающее в виде тонкого турбулентного потока в цилиндрическом пространстве между внешней поверхностью (внешней периферической поверхностью) пористого цилиндра и внутренней поверхностью (внутренней периферической поверхностью) статической емко