Способ получения казеина

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Пинчук Леонид Семенович Орехов Дмитрий Арсеньевич Кузьменкова Наталья Владимировна Цветкова Елена Александровна Сыцко Валентина Ефимовна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(56)2199233 2, 2003. ДЫМАР О.В. и др. Производство казеина основы теории и практики. Минск, 2007. - . 30.2276689 2, 2006.2078514 1, 1997. РОСТРОСА Н.К. Технология молока и молочных продуктов. - М. Пищевая промышленность, 1980. - С. 173-178. МИХАЙЛОВА Н.И. Переработка молока. - 2004. -6. - С. 22-25. ОНОПРИЙКО А.В. и др. Производство молочных продуктов. - МоскваРостов-на-Дону Издательский центр МарТ, 2004. - С. 239-240. ГРИГОРЬЕВ П. Г. Технология белковых пластических масс. - М. ОНТИ,1935. - С. 90-91.(57) Способ получения казеина, при котором обезжиренное молоко нагревают до температуры заквашивания, вносят в качестве закваски биомассу дрожжейс 4,5-5,0 в количестве 7-10 об. , выдерживают при температуре 25-30 С в течение суток до образования казеинового сгустка, удаляют образовавшуюся сыворотку,сгусток разрезают, полученное казеиновое зерно промывают водой, центрифугируют и сушат без обработки теплом. Способ соответствует ферментативной технологии синтеза пептидов и протеинов из композиций, содержащих микроорганизмы. Казеин - ценное органическое сырье, служит пленкообразователем в производстве красок и клеев, сырьевой основой большой группы пластмасс 1. Классическая технология получения казеина включает следующие операции 2 1) обезжиривание молока 2) подготовка ферментов (пепсина - пищеварительного фермента, расщепляющего белки, или реннина - фермента, вырабатываемого в сычуге - отделе желудка молодых жвачных животных) 3) пастеризация и подкисление молока молочной или соляной кислотой 4) инокуляция - смешение подготовленного молока и фермента 5) ферментативный катализ смеси при 30-37 С и 6,0-6,2 (сычужный фермент) или 1,5-1,8 (пепсин). 15816 1 2012.04.30 Ее недостатки - использование дорогостоящих и дефицитных ферментов животного происхождения, значительная энергоемкость. Известно применение симбиоза мезофильных, термофильных молочнокислых бактерий, уксуснокислых бактерий и дрожжей как заменителей реннина и пепсина для биоконсервирования отходов переработки молока 3. Этот способ предусматривает расходование ценного пищевого сырья - пахты, полученной при выработке масла, и ржаного зерна - с целью получения корма для сельскохозяйственных животных. Известен способ изготовления аналога творога, согласно которому соевую основу сквашивают, используя культуру дрожжей 4. Недостатком способа являются низкие потребительские свойства конечного продукта,имеющего пониженную энергетическую ценность и узкое лечебно-диетическое назначение. Прототипом изобретения является способ производства молочнокислого казеина 5. Обезжиренное молоко подогревают и сквашивают закваской (1-10 об. ), приготовленной на культурах молочнокислых палочекикислотностью 90-160 . Смесь выдерживают в течение 2,0-2,5 ч при 37-42 С до образования сгустка с кислотностью 70-85 . Сгусток разрезают, сливают часть сыворотки, казеиновое зерно нагревают до 60 С и термостатируют в течение 35 мин. После этого оставшуюся сыворотку сливают, зерно промывают (трехкратно) водой, центрифугируют и сушат. Достоинством способа считают сокращение времени сквашивания молока. Недостатки прототипа применение заквасок на основе молочнокислых бактерий семейства ,выращиваемых на дорогостоящем и дефицитном молочном и мясном сырье очень рыхлая, мажущаяся консистенция сгустка, обусловливающая длительную процедуру последующей обработки зерен необходимость тепловой обработки зерен перед промывкой и сушкой. Задачи, на решение которых направлено изобретение 1) сквашивание молока дрожжевой закваской растительного происхождения 2) устранение энергоемких дополнительных операций предварительного нагрева молока и тепловой обработки зерен 3) снижение потерь казеина в процессе сливания сыворотки. Поставленные задачи решаются тем, что в известном способе получения молочнокислого казеина 5 изменена микробная основа ферментной закваски молока и благодаря этому сокращен ряд технологических операций. Известный способ предусматривает предварительное нагревание обезжиренного молока, внесение в него до 10 об.закваски на основе молочнокислых бактерий семейства , ферментацию молочной смеси при 37-42 С до образования сгустка, разрезание сгустка, слив части сыворотки, тепловую обработку казеиновых зерен при 60 С, слив оставшейся сыворотки, промывку и сушку зерен казеина. Согласно новому способу, закваску готовят на основе дрожжей, ферментацию молочной смеси, содержащей 7-10 об.закваски,ведут при 25-30 С, а после образования сгустка промывают и сушат зерна казеина, не подвергая их предварительной тепловой обработке. При осуществлении способа в непрерывном технологическом процессе в качестве закваски используют не менее 15 об.сыворотки, сливаемой после образования сгустка. Сущность изобретения состоит в том, что превращение казеиногена в казеин происходит под действием протеолитических ферментов, выделяемых культурой дрожжей, не применявшихся ранее в производстве молочнокислого казеина. Их эффективность как катализатора расщепления пептидных связей в белках столь велика, что процесс образования казеинового осадка не требует предварительной пастериза 2 15816 1 2012.04.30 ции молока, а окончательную обработку зерен казеина можно проводить без их дозревания при повышенной температуре. Примеры осуществления способа. Цельное коровье молоко (ГОСТ 13264-88) предварительно подвергали обезжириванию. Закваску для него готовили следующим образом. Культуру дрожжей выделяли из корня хренаи культивировали на молочной сыворотке в течение 24-36 ч при 25-30 С до образования гомогенной биомассы с 4,5-5,0. Выращенная таким образом культура согласно определителю 6 соответствует(синонимы 1959,), автор описания, 1883 г. Патогенных штаммов среди представителей дрожжейне обнаружено 7. Биомассу перемешивали с подготовленным молоком и оставляли при 25-30 С на сутки. За это время из смеси образовывался твердый пористый сгусток казеина-сырца, плавающий в сыворотке. Сыворотку сливали, сгусток разрезали,казеиновое зерно промывали водой, центрифугировали и высушивали. По варианту заявленного способа в качестве закваски использовали не менее 15 об.сыворотки, сливаемой после образования сгустка казеина-сырца. По способу-прототипу обезжиренную молочную основу подогревали, вносили закваску (10 об. ), приготовленную на чистых культурах молочнокислых палочек, тщательно перемешивали и термостатировали при 40 С. После образования сгустка сливали часть сыворотки, сгусток разрезали и выдерживали при 60 С в течение 35 мин. Затем заливали оставшуюся сыворотку и обрабатывали казеиновое зерно по стандартной процедуре. Характеристики казеина-сырца определяли по следующим методикам кислотность по ГОСТ 3624-92, влажность по ГОСТ 3626-73, содержание белка в сыворотке методом Кьельдаля по ГОСТ 23327-73, органолептические показатели по ГОСТ 28283-89. Отбор и подготовку проб к анализу проводили в соответствии с ГОСТ 26809-86. Значения исследуемых характеристик приведены в таблице. Показатели Заявленный способ Концентрация закваски в смеси, об.5 7 10 15 Кислотность,сыворотки 83 зерен 121 Влажность зерен,89 Содержание белка в 2,43 сыворотке,Органолептические показатели мажущаяконсистенция зерен ся, рыхлая цвет зерен Анализ данных таблицы приводит к следующим заключениям 1. Предложенный способ обусловливает меньшую кислотность сыворотки и казеинового сгустка по сравнению с прототипом. 2. Казеин-сырец, полученный предложенным способом, отличается от сырцапрототипа меньшей влажностью и более плотной консистенцией. 3. Реализация предложенного способа сопровождается меньшими потерями белка, остающегося в сыворотке, сливаемой после образования сгустка. 4. Концентрация предложенной закваски в молочной смеси должна быть не менее 7 об. , т.к. при 5 кислотность смеси недостаточна для полного выпадения бел 3 15816 1 2012.04.30 ка в осадок, что обусловливает повышенную влажность и рыхлую консистенцию зерен казеина, а также значительные потери белка с сывороткой. Увеличение концентрации закваски до 15 об.незначительно (по сравнению с 10 ) снижает влажность зерен, а содержание белка в сыворотке практически не изменяется. 5. Использование сыворотки, сливаемой после образования сгустка казеина-сырца,для ферментации следующих порций подготовленного молока приводит к такому же качеству зерен, как применение исходной закваски оптимальной концентрацией 7-10 об. . Предложенный способ найдет применение в молочно-химической отрасли производства при получении технического казеина, что позволит сэкономить молочное сырье и снизить себестоимость казеина благодаря применению ферментов растительного происхождения и снижению энергоемкости процесса. Источники информации 1. Черников М.П. Казеин. Химическая энциклопедия в 5 т. Т. 2. - М. Сов. энцикл.,1990. - С. 559. 2. Грачева И.М. Технология ферментных препаратов. - М. Химия, 1975. - 392 с. 3. Патент РФ 2147405, МПК 23 9/12,12 1/20, 2000. 4. Заявка РФ 94002968, МПК 23 23/00, 1995. 5. Патент РФ 2199233, МПК 23 1/20, 2003 (прототип). 6.. - 3 . / . . . .. -. . - 1984. - Р. 379-395. 7. Саттон Д., Ринальди М. Определитель патогенных и условно патогенных грибов Пер. с англ. - М. Мир, 2001. - 354 с. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4