BR112015000382A2 - produtos de proteína de leguminosa com ph ajustado - Google Patents
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Abstract
resumo produtos de proteína de leguminosa com ph ajustado uma solução aquosa de um produto de proteína de leguminosa que tem um teor em proteína de pelo menos cerca de 60% em peso (n × 6,25) db que é solúvel em meio aquoso a um ph de menos do que cerca de 4,4 e estável ao calor que a gama de ph é ajustado em ph para um ph de cerca de 6 a cerca de 8. o produto resultante é ainda processado pela secagem do produto, recuperação e secagem de qualquer material de proteína precipitada de leguminosa, o tratamento térmico e em seguida a secagem do produto, ou o tratamento térmico do produto e recuperação e secagem de qualquer material de proteína precipitada de leguminosa.
Description
PRODUTOS DE PROTEÍNA DE LEGUMINOSA COM PH AJUSTADO REFERÊNCIA A PEDIDOS RELACIONADOS [001] Este pedido reivindica a prioridade de acordo com 35 USO 119(e) ao pedido de patente provisório US ηΩ 61/669.845 depositado em 10 de julho de 2012.
CAMPO DA INVENÇÃO [002] A presente invenção refere-se a produtos de proteína de leguminosas (legumes secos) com pH ajustado, de preferência, isolados.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [003] Nos pedidos de Patente US n2s 13/103.528 depositados em 9 de maio de 2011 (publicação de pedido de Patente US ηΩ 2011/0274797 publicada em 10 de novembro de 2011), 13/289.264 depositado em 4 de novembro de 2011 (publicação de pedido de Patente US ηΩ 2012/013117 publicado em 31 de maio de 2012), 13/556.357 depositado em 24 de julho de 2012 e 13/642.003 depositado em 7 de janeiro de 2013, atribuído ao seu titular e cujas descrições estão aqui incorporadas, a título de referência, é descrito o fornecimento de produtos de proteína de leguminosa que têm um teor de proteína de pelo menos cerca de 60 % em peso, de preferência, ao menos cerca de 90 % em peso (N x 6,25) d.b.
[004] O produto de proteína de leguminosa é formado por um método que compreende:
(a) extrair uma fonte de proteína de leguminosa com uma solução aquosa de sal de cálcio, de preferência, uma solução aquosa de cloreto de cálcio, para causar solubilização da proteína de leguminosa a partir da fonte de proteína e para formar uma solução aquosa de proteína de leguminosa,
2/37 (b) separar a solução aquosa de proteína de leguminosa da fonte de proteína de leguminosa residual, (c) opcionalmente, diluir a solução aquosa de proteína de leguminosa, (d) ajustar o pH da solução aquosa de proteína de leguminosa para urn pH de cerca de 1,5 a cerca de 4,4, de preferência, cerca de 2 a cerca de 4, para produzir uma solução de proteína de leguminosa acidificada, (e) opcionalmente, clarificar a solução de proteína de leguminosa acidificada, se ela já não estiver transparente, (f) alternativamente, das etapas (b) a (e), opcionalmente, diluir e, então, ajustar o pH da solução aquosa de proteína de leguminosa combinada e fonte de proteína de leguminosa residual para um pH de cerca de 1,5 a cerca de 4,4, de preferência, cerca de 2 a cerca de 4 e, então, separar a solução de proteína de leguminosa acidificada, de preferência, transparente, da fonte de proteína de leguminosa residual, (g) opcionalmente, concentrar a solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada, porém mantendo a força iônica substancialmente constante por uma técnica de membrana seletiva, (h) opcionalmente, diafiltrar a solução de proteína de leguminosa concentrada, e (i) opcionalmente, secar a solução de proteína de leguminosa concentrada e opcionalmente diafiltrada.
[005] Um dos importantes atributos dos produtos de proteína de leguminosa produzidos nos pedidos de Patente US indicados acima é o sabor puro dos produtos, ao contrário dos produtos de proteína de leguminosa convencionais que
3/37
| possuem sabores verdes | e/ou de | feijão | e/ou c | le vegetais |
| característicos. [006] Os produtos de | proteína | de leguminosa | produzidos | |
| no pedido de Patente US | indicado | acima, | quando | dissolvidos |
em água geram uma solução com um baixo pH. Embora seja desejável para aplicações em alimentos ácidos, como a produção de bebidas ácidas, o baixo pH dos produtos de proteína de leguminosa pode não ser ideal para outras aplicações alimentícias, por exemplo, alimentos tendo um pH neutro ou quase neutro. Ao invés de formular com um ingrediente proteico ácido e adicionar outros ingredientes para aumentar o pH até o nível desejado, pode ser preferencial usar o produto de proteína já em uma forma neutra ou quase neutra. Os produtos de proteína de leguminosa comerciais são comumente fornecidos em pH neutro ou quase neutro.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [007] De acordo com a presente invenção, a solução aquosa de proteína opcionalmente concentrada e opcionalmente diafiltrada resultante dos pedidos de patente US supracitados n2s 13/103.528, 13/289.264, 13/556.357 e 13/642.003 ou uma solução preparada pela re-hidratação de produto de proteína de leguminosa seco a partir do processo dos pedidos de patente US supracitados n2s 13/103.528, 13/289.264, 13/556.357 e 13/642.003 é ajustada para um pH na faixa de cerca de 6 a cerca de 8, de preferência, cerca de 6,5 a cerca de 7,5 e ou o produto resultante é seco ou qualquer precipitado que se forma é separado e seco.
[008] Alternativamente, após ajuste de pH para um pH de cerca de 6 a cerca de 8, a solução com pH ajustado pode ser
4/37
| tratada com calor e, | então, o produto | resultante é | seco | ou |
| qualquer precipitado | que se forma é | separado e | seco. | A |
| etapa de tratamento | com calor serve | para modificar | as |
propriedades funcionais do produto de proteína, especificamente, reduzir a solubilidade da proteína e aumentar a capacidade de ligação à água do material. Os produtos de proteína de leguminosa aqui fornecidos têm um sabor puro e são úteis em aplicações alimentícias sob condições neutras ou quase neutras.
[009] Embora uma gama de produtos de proteína de leguminosa comercial estejam disponíveis para uso em alimentos, com uma variedade de propriedades funcionais, e uma variedade de aplicações pretendidas, algumas das aplicações mais comuns para os produtos de proteína de leguminosa comerciais são produtos de carne processada, bens assados e barras nutricionais. Os produtos de proteína de leguminosa com pH ajustado da presente invenção têm um sabor mais puro do que os produtos de proteína de leguminosa convencionais e podem substituir os produtos de proteína de leguminosa convencionais em vários produtos alimentícios, inclusive os tipos acima mencionados, para fornecer produtos alimentícios tendo sabor aprimorado.
[0010] Os produtos de proteína de leguminosa com pH ajustado da presente invenção também são altamente úteis nos alimentos e nas aplicações de bebidas tendo um pH de entre cerca de 6 e cerca de 8 como produtos lácteos análogos, produtos lácteos alternativos e produtos que são misturas de ingredientes lácteos/vegetais. Os produtos de proteína de leguminosa com pH ajustado da presente invenção são particularmente úteis em bebidas lácteas análogas ou
5/37 alternativos lácteos que são formulados e preparados para ter propriedades organolépticas e/ou nutricionais similares ao leite de vaca. Estas bebidas são preparadas tipicamente a um pH de cerca de 7 a cerca de 7,5, contêm tipicamente, proteína, contêm, opcionalmente, gordura que é estabilizada contra separação por uma etapa de homogeneização e contêm, opcionalmente, vitaminas e minerais adicionados. 0 produto de proteína de leguminosa ácido preparado pelo processo dos pedidos de patente US supracitados n2s 13/103.528, 13/289.264, 13/556.357 e 13/642.003 pode, também, ser utilizado em tais bebidas análogas lácteas ou bebidas alternativas lácteas, mas o uso do produto na presente invenção oferece a vantagem de que ou uma etapa de ajuste de pH não é necessária na preparação da bebida ou o grau de ajuste de pH é reduzido.
[0011] Consequentemente, em um aspecto da presente invenção, é apresentado um método de produzir o produto de proteína de leguminosa, que compreende:
(a) fornecer uma solução aquosa de um produto de proteína de leguminosa que tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 60 % em peso (N x 6,25) d.b. que é completamente solúvel em meios aquosos a um pH menor que cerca de 4,4 e estável ao calor naquela faixa de pH, (b) ajustar o pH da solução para cerca de pH 6 a cerca de 8, de preferência, cerca de 6,5 a cerca de 7,5 e (c) opcionalmente, secar toda a solução com pH ajustado, ou (d) opcionalmente, recuperar e, então, secar qualquer material de proteína de leguminosa precipitado, ou (e) opcionalmente, tratar termicamente a solução com
6/37 pH ajustado e, então, secar toda a solução tratada termicamente, ou (f) opcionalmente, tratar termicamente a solução com pH ajustado e então recuperar e secar qualquer material de proteína de leguminosa precipitado.
[0012] Em outro aspecto da presente invenção, a solução de proteína de leguminosa produzida de acordo com o procedimento dos pedidos de patente US indicados acima pode ser processada para produzir os produtos de proteína de leguminosa com pH ajustado aqui fornecidos. Consequentemente, em um aspecto adicional da presente invenção, é apresentado um método de produzir o produto de proteína de leguminosa, que compreende:
(a) extrair uma fonte de proteína de leguminosa com uma solução aquosa de sal de cálcio, particularmente, uma solução de cloreto de cálcio, para causar solubilização da proteína de leguminosa a partir da fonte de proteína e para formar uma solução aquosa de proteína de leguminosa, (b) separar a solução aquosa de proteína de leguminosa da fonte de proteína de leguminosa residual, (c) opcionalmente, diluir a solução aquosa de proteína de leguminosa, (d) ajustar o pH da solução aquosa de proteína de leguminosa para um pH de cerca de 1,5 a cerca de 4,4, de preferência, cerca de 2 a cerca de 4, para produzir uma solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada, (e) opcionalmente, tratar termicamente a solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada para reduzir a atividade de inibidores de tripsina anti-nutricionais e a carga microbiana,
7/37 (f) opcionalmente, concentrar a solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada porém mantendo a força iônica substancialmente constante pelo uso de uma técnica de membrana seletiva, (g) opcionalmente, diafiltrar a solução de proteína de leguminosa concentrada, (h) opcionalmente, pasteurizar a solução de proteína de leguminosa concentrada para reduzir a carga microbiana,
| (i) ajustar | o pH | da | solução aquosa | de | proteína | de |
| leguminosa para ce | rca de | pH | 6 a cerca de 8, | de | preferência, | |
| cerca de 6,5 a cerca de opcionalmente, secar | 7,5 e toda a solução com | pH | ajustado, | ou | ||
| opcionalmente, | recuperar e secar qualquer | material | de |
proteína de leguminosa precipitado, ou
| opcionalmente, | tratar | termicamente | a solução | com pH |
| ajustado e, então, secar toda a | solução | tratada | ||
| termicamente, ou opcionalmente, | tratar | termicamente | a solução | com pH |
ajustado e então recuperar e secar qualquer material de proteína de leguminosa precipitado.
[0013] O tratamento térmico da solução com pH ajustado é geralmente feito a uma temperatura de cerca de 70° a cerca de 160°C durante cerca de 2 segundos a cerca de 60 minutos, de preferência, cerca de 80° a cerca de 120°C durante cerca de 15 segundos a cerca de 15 minutos, com mais preferência, cerca de 85°C a cerca de 95°C durante cerca de 1 a cerca de 5 minutos.
[0014] Fornecer o produto de proteína de leguminosa com um pH neutro de cerca de 6 a cerca de 8 facilita o uso do produto em aplicações que têm pH neutro ou quase neutro,
8/37 eliminando a necessidade de incluir na formulação da aplicação, ingredientes de elevação de pH para agir contra o baixo pH do produto de proteina de leguminosa. Os produtos de proteina de leguminosa aqui apresentados têm um sabor puro e são úteis em aplicações alimentícias sob condições neutras ou quase neutras.
[0015] As opções de processo descritas no presente pedido permitem a produção de produtos de proteína de leguminosa com uma gama de propriedades funcionais, aumentando a utilidade do produto de proteína de leguminosa com pH ajustado como um ingrediente alimentício e como um substituto para ingredientes de proteína de leguminosa convencionais .
[0016] Embora a presente invenção se refira principalmente à produção e ao uso de isolados de proteína de leguminosa tendo um teor de proteína de pelo menos cerca de 90 % em peso (N x 6,25) com base no peso seco (d.b.), de preferência ao menos cerca de 100 % em peso, contempla-se que produtos de proteína de leguminosa com menor pureza podem ser fornecidos e usados, os quais têm propriedades similares ao isolado de proteína de leguminosa. Estes produtos com menor pureza podem ter uma concentração de proteína de pelo menos cerca de 60 % em peso (N x 6,25) d.b.
[0017] Os produtos de proteína de leguminosa aqui fornecidos são novos. Consequentemente, em outro aspecto da presente invenção, é fornecido um produto de proteína de leguminosa que tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 60 % em peso, de preferência ao menos cerca de 90 % em peso, com mais preferência pelo menos cerca de 100 % em
9/37 peso, (N x 6,25) com base no peso seco (d.b.) tendo um pH natural na solução aquosa de cerca de 6 a cerca de 8, de preferência, cerca de 6,5 a cerca de 7,5 e que não possui os sabores característicos dos produtos de proteína de leguminosa comerciais atuais. A invenção inclui uma composição alimentícia compreendendo o produto de proteína de leguminosa aqui fornecido.
[0018] O produto de proteína de leguminosa produzido de acordo com o processo da presente invenção não
| possui os sabores | característicos | verdes | e/ou | de | feijão | |
| e/ou de vegetais | dos | produtos de | proteína | de | leguminosa | |
| comerciais atuais | e | é adequado | para uso | em | uma | ampla |
variedade de aplicações convencionais dos produtos de proteína, incluindo, mas não se limitando à fortificação com proteínas de alimentos processados e bebidas, emulsificação de óleos, como um formador de estrutura em produtos assados e como agente espumante em produtos que aprisionam gases. Além disso, o produto de proteína de leguminosa pode ser formado como fibras de proteína, úteis em análogos de carne, e pode ser usado como um substituto à clara de ovo ou um extensor em produtos alimentícios nos quais a clara de ovo é usada como um aglutinante. O produto de proteína de leguminosa pode, também, ser usado em suplementos nutricionais. O produto de proteína de leguminosa pode, também, ser usado em produtos análogos lácteos ou alternativos lácteos ou produtos que são misturas de ingredientes lácteos/vegetais. Outros usos do produto de proteína de leguminosa são em alimentos para animais de estimação, ração animal e em aplicações industriais e cosméticas e em produtos para cuidados
10/37 pessoais .
DESCRIÇÃO GERAL DA INVENÇÃO [0019] A etapa inicial do processo de fornecer os produtos de proteína de leguminosa envolve solubilizar a proteína de leguminosa a partir de uma fonte de proteína de leguminosa. As leguminosas aos quais a invenção pode ser aplicada incluem, mas não se limitam a, lentilhas, grão-debico, ervilhas secas e feijões secos. A fonte de proteína de leguminosa pode ser leguminosas ou qualquer produto de leguminosa ou subproduto derivado do processamento de leguminosas. Por exemplo, a fonte de proteína de leguminosa pode ser uma farinha preparada pela trituração de uma leguminosa opcionalmente descascada. Como outro exemplo, a fonte de proteína de leguminosa pode ser uma fração de leguminosa rica em proteína formada pelo descascamento e trituração de uma leguminosa e, então, classificação ao ar do material descascado e triturado em frações ricas em amido e ricas em proteína. O produto de proteína de leguminosa recuperado da fonte de proteína de leguminosa pode ser a proteína de ocorrência natural em leguminosas ou o material proteináceo pode ser uma proteína modificada por manipulação genética, mas possuindo propriedades hidrofóbicas e polares características da proteína natural.
[0020] A solubilização da proteína a partir do material da fonte de proteína de leguminosa é feito o mais convenientemente usando solução de cloreto de cálcio, embora soluções de outros sais de cálcio possam ser usadas. Além disso, outros compostos de metal alcalino-terroso podem ser usados, como sais de magnésio. Adicionalmente, a extração da proteína de leguminosa a partir da fonte de
11/37 proteína de leguminosa pode ser feita usando solução de sal de cálcio em combinação com outra solução salina, como cloreto de sódio. Adicionalmente, a extração da proteína de leguminosa a partir de uma fonte de proteína de leguminosa pode ser feita usando água ou outra solução salina, como cloreto de sódio, com sal de cálcio sendo subsequentemente adicionado à solução aquosa de proteína de leguminosa produzida na etapa de extração. 0 precipitado formado pela adição do sal de cálcio é removido antes do processamento subsequente.
[0021] Conforme a concentração da solução de sal de cálcio aumenta, o grau de solubilização da proteína da fonte de proteína de leguminosa inicialmente aumenta até um valor máximo ser alcançado. Qualquer aumento subsequente na concentração de sal não aumenta a proteína total solubilizada. A concentração de solução de sal de cálcio que causa solubilização máxima da proteína varia dependendo do sal envolvido. É geralmente preferencial utilizar um valor de concentração menor que cerca de 1,0 M, e com mais preferência, um valor de cerca de 0,10 a cerca de 0,15 M.
[0022] Em um processo em batelada, a solubilização salina da proteína é feita a uma temperatura de cerca de Io a cerca de 100°C, de preferência, cerca de 15°C a cerca de 65°C, com mais preferência, cerca de 20° a cerca de 35°C, de preferência, acompanhado por agitação para diminuir o tempo de solubilização, que é geralmente de cerca de 1 a cerca de 60 minutos. É preferencial fazer a solubilização para extrair substancialmente o máximo de proteína da fonte de proteína de leguminosa possível, de modo a fornecer um rendimento do produto total alto.
12/37 [0023] Em um processo contínuo, a extração da proteína da fonte de proteína de leguminosa é executada de uma forma compatível com a execução de uma extração contínua de proteína a partir da fonte de proteína de leguminosa. Em uma modalidade, a fonte de proteína de leguminosa é continuamente misturada com a solução de sal de cálcio e a mistura é transportada através de uma tubulação ou conduto que tem um comprimento e a uma taxa de fluxo durante um tempo de residência suficiente para fazer a extração desejada de acordo com os parâmetros aqui descritos. Neste procedimento contínuo, a etapa de solubilização do sal é feita em um tempo de cerca de 1 minuto a cerca de 60 minutos, de preferência, para fazer solubilização para extrair substancialmente o máximo de proteína possível da fonte de proteína de leguminosa. A solubilização no procedimento contínuo é feita a temperaturas entre cerca de Io e cerca de 100 °C, de preferência entre cerca de 15°C e cerca de 65°C, com mais preferência entre cerca de 20° e cerca de 35°C.
[0024] A extração é geralmente conduzida a um pH de cerca de 4,5 a cerca de 11, de preferência, cerca de 5 a cerca de 7. O pH do sistema de extração (fonte de proteína de leguminosa e solução de sal de cálcio) pode ser ajustado para qualquer valor desejado dentro da faixa de cerca de 4,5 a cerca de 11 para uso na etapa de extração pelo uso de qualquer ácido de grau alimentício conveniente, geralmente, ácido hidroclorídrico ou ácido fosfórico ou álcali de grau alimentício, geralmente, hidróxido de sódio, conforme necessário.
[0025] A concentração da fonte de proteína de
13/37 leguminosa na solução de sal de cálcio durante a etapa de solubilização pode variar muito. Os valores de concentração típicos são de cerca de 5 a cerca de 15% p/v.
[0026] A etapa de extração de proteína com a solução salina aquosa tem o efeito adicional de solubilizar gorduras que podem estar presentes na fonte de proteína de leguminosa, que então resulta nas gorduras estando presentes na fase aquosa.
[0027] A solução de proteína resultante da etapa de extração geralmente tem uma concentração de proteína de cerca de 5 a cerca de 50 g/L, de preferência, cerca de 10 a cerca de 50 g/L.
[0028] A solução aquosa de sal de cálcio pode conter um antioxidante. O antioxidante pode ser qualquer antioxidante conveniente, como sulfito de sódio ou ácido ascórbico. A quantidade de antioxidante empregada pode variar de cerca de 0,01 a cerca de 1 % em peso da solução, de preferência, cerca de 0,05 % em peso. O antioxidante serve para inibir a oxidação de quaisquer fenólicos na solução de proteína.
[0029] A fase aquosa resultante da etapa de extração pode então ser separada da fonte de proteína de leguminosa residual de qualquer maneira conveniente, tal como pelo emprego de uma centrífuga decantadora, seguido de centrifugação em disco e/ou filtração, para remover o material de fonte de proteína de leguminosa residual. A
| etapa | de separação | pode | ser | conduzida em | qualquer |
| temper | atura dentro da | faixa | de | cerca de 1° a | cerca de |
| 100°C, | de preferência, | cerca | de | 15° a cerca de | 65°C, com |
| mais | preferência cerca de | 50° a cerca | de 60 °C. |
14/37
Alternativamente, as etapas opcionais de diluição e acidificação descritas a seguir podem ser aplicadas à mistura de solução aquosa de proteína de leguminosa e fonte de proteína de leguminosa residual, com subsequente remoção do material de fonte de proteína de leguminosa residual pela etapa de separação descrita acima. A fonte de proteína de leguminosa residual separada pode ser seca para descarte ou processada adicionalmente, tal como para recuperar amido e/ou proteína residual. A proteína residual pode ser recuperada por re-extração da fonte de proteína de leguminosa residual separada com solução de sal de cálcio fresca e a solução de proteína gerada por clarificação combinada com a solução de proteína inicial para processamento adicional conforme descrito abaixo. Alternativamente, a fonte de proteína de leguminosa residual separada pode ser processada por um processo de precipitação isoelétrico convencional ou qualquer outro procedimento conveniente para recuperar a proteína residual.
[0030] A solução aquosa de proteína de leguminosa pode ser tratada com um anti-espumante, como qualquer antiespumante de grau alimentício e não-siliconado adequado para reduzir o volume de espuma formado por processamento adicional. A quantidade de anti-espumante empregada é geralmente maior que cerca de 0,0003% p/v. Alternativamente, o anti-espumante na quantidade descrita pode ser adicionado nas etapas de extração.
[0031] A solução aquosa de proteína de leguminosa separada pode ser submetida a uma operação de desengorduramento, se necessário, conforme descrito nas
15/37 patentes US n2s 5.844.086 e 6.005.076, atribuídas aos seus titulares e cujas descrições estão aqui incorporadas, a titulo de referência. Alternativamente, o desengorduramento da solução aquosa de proteína de leguminosa separada pode ser feito por qualquer outro procedimento conveniente.
[0032] A solução aquosa de proteína de leguminosa pode ser tratada com um adsorvente, como carvão ativado em pó ou carvão ativado granulado, para remover compostos de cor e/ou odor. Este tratamento adsorvente pode ser executado sob quaisquer condições convenientes, geralmente, na temperatura ambiente da solução de proteína aquosa separada. Para o carvão ativado em pó, uma quantidade de cerca de 0,025% a cerca de 5% p/v, de preferência, cerca de 0,05% a cerca de 2% p/v, é empregada. O agente adsorvente pode ser removido da solução de proteína de leguminosa por qualquer meio conveniente, tal como por filtração.
[0033] A solução aquosa de proteína de leguminosa resultante pode ser diluída em água, geralmente com cerca de 0,1 a cerca de 10 volumes, de preferência, cerca de 0,5 a cerca de 2 volumes, de modo a reduzir uma condutividade da solução aquosa de proteína de leguminosa para um valor de geralmente abaixo de cerca de 105 mS, de preferência, cerca de 4 a cerca de 21 mS. Esta diluição é geralmente feita usando água, embora soluções salinas diluídas, como cloreto de sódio ou cloreto de cálcio tendo uma condutividade de até cerca de 3 mS, possam ser usadas.
[0034] A água com a qual a solução de proteína de leguminosa é misturada tem geralmente a mesma temperatura que a solução de proteína de leguminosa, mas a água pode ter uma temperatura de cerca de Io a cerca de 100 °C, de
16/37
| preferência, | cerca de 15° | a cerca de | 65°C, com mais |
| preferência, | cerca de 50° a | cerca de 60°C. | |
| [0035] | A solução | de proteína | de leguminosa |
| opcionalmente | diluída tem | então seu pH | ajustado para um |
valor de cerca de 1,5 a cerca de 4,4, de preferência, cerca de 2 a cerca de 4, mediante a adição de qualquer ácido de grau alimentício adequado, como ácido hidroclorídrico ou ácido fosfórico para resultar em uma solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada, de preferência, uma solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada transparente. A solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada tem uma condutividade geralmente menor que cerca de 110 mS para uma solução de proteína de leguminosa diluída, ou geralmente menor que 115 mS para uma solução de
| proteína de | leguminosa não diluída, | em ambos | os casos, | de |
| preferência, | cerca de 4 a cerca de 26 | mS . | ||
| [0036] | Conforme mencionado | acima, | como | uma |
| alternativa | à separação precoce da | fonte de | proteína | de |
| leguminosa | residual, a solução aquosa de | proteína | de |
leguminosa e o material de fonte de proteína de leguminosa residual, podem ser opcionalmente diluídos e acidificados juntos e, então, a solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada é clarificada e separada do material da fonte de proteína de leguminosa residual por qualquer técnica conveniente, conforme discutido acima. A solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada pode, opcionalmente, ser desengordurada, opcionalmente tratada com um adsorvente e opcionalmente tratada com um antiespumante, conforme descrito acima.
[0037]
A solução aquosa de proteína de leguminosa
17/37 acidificada pode ser submetida a um tratamento térmico para inativar os fatores anti-nutricionais instáveis ao calor, como inibidores de tripsina, presentes nesta solução como um resultado da extração do material da fonte de proteína de leguminosa durante a etapa de extração. Tal etapa de aquecimento também fornece o beneficio adicional de reduzir a carga microbiana. De modo geral, a solução de proteína é aquecida até uma temperatura de cerca de 70° a cerca de 160°C, de preferência, cerca de 80° a cerca de 120°C, com mais preferência, cerca de 85° a cerca de 95°C, durante cerca de 10 segundos a cerca de 60 minutos, de preferência, cerca de 10 segundos a cerca de 5 minutos, com mais preferência, cerca de 30 segundos a cerca de 5 minutos. A solução de proteína de leguminosa acidificada tratada termicamente pode ser então resfriada para processamento adicional, conforme descrito abaixo, até uma temperatura de cerca de 2o a cerca de 65°C, de preferência, cerca de 50°C a cerca de 60°C.
[0038] Se a solução de proteína de leguminosa opcionalmente diluída, acidificada e opcionalmente tratada termicamente não for transparente, ela pode ser clarificada por qualquer procedimento conveniente, como filtração ou centrifugação.
[0039] A solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada resultante pode ser ajustada para um pH de cerca de 6 a cerca de 8, de preferência, cerca de 6,5 a cerca de 7,5, conforme descrito abaixo, opcionalmente, processada adicionalmente conforme descrito abaixo e, então, seca para produzir um produto de proteína de leguminosa. De modo a fornecer um produto de proteína de
18/37 leguminosa que tem redução no teor de impurezas e um teor de sal reduzido, como um isolado de proteína de leguminosa, a solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada pode ser processada antes da etapa de ajuste de pH.
[0040] A solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada pode ser concentrada para aumentar a sua concentração de proteína enquanto mantém a sua força iônica substancialmente constante. Esta concentração é geralmente feita para fornecer uma solução de proteína de leguminosa concentrada que tem uma concentração de proteína de cerca de 50 a cerca de 300 g/L, de preferência, cerca de 100 a cerca de 200 g/L.
[0041] A etapa de concentração pode ser feita de qualquer maneira conveniente compatível com a operação em batelada ou contínua, tal como pelo emprego de qualquer técnica de membrana seletiva conveniente, como ultrafiltração ou diafiltração, usando membranas, como membranas de fibra oca ou membranas enroladas em espiral, com um ponto de corte de peso molecular adequado, tal como cerca de 1.000 a cerca de 1.000.000 Daltons, de preferência, cerca de 1.000 a cerca de 100.000 Daltons, com relação a diferentes materiais e configurações de membrana, e para a operação contínua, dimensionada para permitir o grau desejado de concentração conforme a solução aquosa de proteína passa através das membranas.
[0042] Tal como é bem conhecido, ultrafiltração e técnicas de membrana seletiva similares permitem que espécies de baixo peso molecular passem através da mesma enquanto impedem que espécies de peso molecular mais alto façam o mesmo. As espécies de baixo peso molecular incluem
19/37 não apenas as espécies iônicas do sal, mas também materiais de baixo peso molecular extraídos do material fonte, como carboidratos, pigmentos, proteínas de baixo peso molecular e fatores anti-nutricionais, como inibidores de tripsina, que são proteínas de baixo peso molecular. 0 valor de corte de peso molecular da membrana é geralmente escolhido para assegurar retenção de uma proporção significativa da proteína na solução, enquanto permite que contaminantes passem com relação aos diferentes materiais e configurações de membrana.
[0043] A solução de proteína de leguminosa concentrada pode então ser submetida a uma etapa de diafiltração usando água ou uma solução salina diluída. Uma solução de diafiltração pode estar no seu pH natural ou em um pH igual ao da solução de proteína sendo diafiltrada ou em qualquer valor de pH entre eles. Esta diafiltração pode ser feita usando de cerca de 1 a cerca de 40 volumes de solução de diafiltração, de preferência, cerca de 2 a cerca de 25 volumes de solução de diafiltração. Na operação de diafiltração, quantidades adicionais de contaminantes são removidas da solução aquosa de proteína de leguminosa por passagem através da membrana com o permeado. Isto purifica a solução aquosa de proteína e pode, também, reduzir sua viscosidade. A operação de diafiltração pode ser feita até nenhuma quantidade significativa adicional de contaminantes e cor visível estarem presentes no permeado ou até o concentrado ter sido suficientemente purificado de modo que, quando ocorre ajuste do pH, quando é opcionalmente adicionalmente processado, e então seco, forneça um isolado de proteína de leguminosa com um teor de proteína de pelo
20/37 menos cerca de 90 % em peso (N x 6,25) d.b. Esta diafiltração pode ser feita usando a mesma membrana usada para a etapa de concentração. Entretanto, se for desejado, a etapa de diafiltração pode ser feita usando uma membrana separada com um valor de corte de peso molecular diferente, como uma membrana que tem um valor de corte de peso molecular na faixa de cerca de 1.000 a cerca de 1.000.000 Daltons, de preferência, cerca de 1.000 a cerca de 100.000 Daltons, com relação a diferentes materiais e configurações de membrana.
[0044] Alternativamente, a etapa de diafiltração pode ser aplicada à solução aquosa de proteína acidificada antes da concentração ou à solução aquosa de proteína acidificada e parcialmente concentrada. A diafiltração pode, também, ser aplicada em múltiplos pontos durante o processo de concentração. Quando a diafiltração é aplicada antes da concentração ou à solução parcialmente concentrada, a solução diafiltrada resultante pode, então, ser adicionalmente concentrada. A redução da viscosidade obtida por diafiltrar múltiplas vezes enquanto a solução de proteína é concentrada pode permitir que uma concentração final maior de proteína completamente concentrada seja obtida.
[0045] A etapa de concentração e a etapa de diafiltração podem ser feitas na presente invenção de forma tal que o produto de proteína de leguminosa subsequentemente recuperada contém menos que cerca de 90% em peso de proteína (N x 6,25) d.b., como ao menos cerca de 60% em peso de proteína (N x 6,25) d.b. Por concentrar parcialmente e/ou diafiltrar parcialmente a solução aquosa
21/37 de proteína de leguminosa, é possível remover apenas parcialmente os contaminantes. Esta solução de proteína pode, então, ter o pH ajustado, pode ser opcionalmente processada adicionalmente conforme descrito abaixo e seca para fornecer um produto de proteína de leguminosa com teores mais baixos de pureza.
[0046] Um antioxidante pode estar presente no meio de diafiltração durante ao menos parte da etapa de diafiltração. O antioxidante pode ser qualquer antioxidante conveniente, como sulfito de sódio ou ácido ascórbico. A quantidade de antioxidante empregada no meio de diafiltração depende dos materiais empregados e pode variar de cerca de 0,01 a cerca de 1% em peso, de preferência, cerca de 0,05% em peso. O antioxidante serve para inibir a oxidação de quaisquer fenólicos presentes na solução de proteína de leguminosa.
[0047] A etapa de concentração opcional e a etapa de diafiltração opcional podem ser feitas em qualquer temperatura conveniente, geralmente, cerca de 20 a cerca de 65°C, de preferência, cerca de 50° a cerca de 60°C, e durante o período de tempo para fazer o grau de concentração desejado e diafiltração. A temperatura e outras condições usadas dependem, em certo grau, do equipamento de membrana usado para fazer o processamento da membrana, da concentração de proteína desejada da solução e da eficiência da remoção de contaminantes ao permeado.
[0048] Conforme lembrado anteriormente, as leguminosas contêm inibidores de tripsina antinutricionais. O nível de atividade do inibidor de tripsina no produto de proteína de leguminosa final pode ser
22/37 controlado pela manipulação de várias variáveis do processo.
[0049] Conforme observado acima, tratamento térmico da solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada pode ser usado para inativar os inibidores de tripsina instáveis ao calor. A solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada parcialmente concentrada ou completamente concentrada pode, também, ser termo tratada para inativar inibidores de tripsina instáveis ao calor. Quando o tratamento térmico é aplicado à solução de proteína de leguminosa acidificada parcialmente concentrada, a solução tratada termicamente resultante pode, então, ser adicionalmente concentrada.
[0050] Além disso, as etapas de concentração e/ou diafiltração podem ser operadas de uma forma favorável para a remoção de inibidores de tripsina no permeado junto com os outros contamínantes. A remoção dos inibidores de tripsina é promovida pelo uso de uma membrana com tamanho de poro maior, como 30.000 a 1.000.000 Da, operando a membrana em temperaturas elevadas, como cerca de 30° a cerca de 65°C, de preferência, cerca de 50° a cerca de 60°C e empregando volumes maiores de meio de diafiltração, como 10 a 40 volumes.
[0051] A acidificação e o processamento de membrana da solução de proteína de leguminosa em um pH mais baixo, como 1,5 a 3, pode reduzir a atividade do inibidor de tripsina em relação ao processamento da solução em pH mais
| elevado, | como | 3 a 4,4. | Adicionalmente, | uma | redução | na |
| atividade | do | inibidor | de tripsina pode | ser | obtida | pela |
| exposição | dos | materiais | de leguminosa a | agentes redutores |
23/37 que perturbam ou rearranjam as ligações de dissulfeto dos inibidores. Os agentes redutores adequados incluem sulfito de sódio, cisteína e N-acetilcisteína.
[0052] A adição destes agentes redutores pode ser feita em vários estágios do processo como um todo. O agente redutor pode ser adicionado com o material de fonte de proteina de leguminosa na etapa de extração, pode ser adicionado à solução aquosa de proteína de leguminosa clarificada após remoção do material de fonte de proteína de leguminosa residual, pode ser adicionado ao concentrado diafiltrado antes ou após o ajuste de pH ou pode ser misturado a seco com o produto de proteína de leguminosa seco. A adição do agente redutor pode ser combinada com a etapa de tratamento térmico e com as etapas de processamento de membrana, conforme descrito acima.
[0053] Se for desejado reter os inibidores de tripsina ativos na solução de proteína, isto pode ser obtido por eliminar ou reduzir a intensidade da etapa de tratamento térmico, não usando agentes redutores, operando as etapas de concentração opcionais e diafiltração opcionais na extremidade superior da faixa de pH, como 3 a 4,4, usando uma membrana de concentração e diafiltração com um tamanho de poro menor, operando a membrana em temperaturas mais baixas e empregando volumes menores de meio de diafiltração.
[0054] A solução de proteína opcionalmente concentrada e opcionalmente diafiltrada pode estar sujeita a uma operação de desengorduramento adicional, se necessário, conforme descrito nas patentes US n2s 5.844.086 e 6.005.076. Alternativamente, o desengorduramento da
24/37 solução de proteína opcionalmente concentrada e opcionalmente diafiltrada pode ser obtido por qualquer outro procedimento conveniente.
[0055] A solução aquosa de proteína opcionalmente concentrada e opcionalmente diafiltrada pode ser tratada com um adsorvente, como carvão ativado em pó ou carvão ativado granulado, para remover compostos de cor e/ou odor. Este tratamento adsorvente pode ser executado sob quaisquer condições convenientes, geralmente, na temperatura ambiente da solução de proteína. Para o carvão ativado em pó, uma quantidade de cerca de 0,025% a cerca de 5% p/v, de preferência, cerca de 0,05% a cerca de 2% p/v, é empregada. O adsorvente pode ser removido da solução de proteína de leguminosa por qualquer meio conveniente, tal como por filtração.
[0056] A etapa de pasteurização pode ser feita na solução de proteína de leguminosa antes do ajuste de pH. Esta pasteurização pode ser feita sob quaisquer condições de pasteurização desejadas. De modo geral, a solução de proteína de leguminosa opcionalmente concentrada e opcionalmente diafiltrada é aquecida até uma temperatura de
| cerca de | 55 | 0 a cerca de | 70°C, | de | preferência, | cerca | de | 60° |
| a cerca | de | 65°C, durante | cerca | de | 30 segundos | a cerca | de | 60 |
| minutos, | de | preferência, | cerca | de | 10 minutos | a cerca | de | 15 |
minutos. A solução de proteína de leguminosa pasteurizada pode, então, ser resfriada para processamento adicional, de preferência, até uma temperatura de cerca de 25° a cerca de 40°C.
[0057] Uma variedade de procedimentos podem ser usados para fornecer o produto de proteína de leguminosa
25/37 com pH ajustado de acordo com a invenção a partir do produto de proteína de leguminosa solúvel em ácido e para manipular as suas propriedades funcionais.
[0058] Em um destes procedimentos, a solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada, a solução de proteína de leguminosa parcialmente concentrada ou a solução de proteína de leguminosa concentrada descrita acima, após diluição opcional com cerca de 0,1 a cerca de 6 volumes de água, de preferência, cerca de 1 a cerca de 4 volumes de água, pode ser ajustada para um pH de cerca de 6 a cerca de 8, de preferência, cerca de 6,5 a cerca de 7,5. Toda a amostra pode então ser seca ou quaisquer sólidos precipitados podem ser coletados por centrifugação e apenas estes secos para formar o produto. Alternativamente, a solução com pH 6 a 8 pode ser aquecida até uma temperatura de cerca de 70° a cerca de 160°C, durante cerca de 2 segundos a cerca de 60 minutos, de preferência, cerca de 80° a cerca de 120°C, durante cerca de 15 segundos a cerca de 15 minutos, com mais preferência cerca de 85° a cerca de 95°C, durante cerca de 1 a cerca de 5 minutos, antes de secar toda a amostra ou coletar quaisquer sólidos precipitados por centrifugação e secagem dos mesmos para formar o produto.
[0059] Como uma alternativa adicional, a solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada pode ter o pH ajustado para cerca de 6 a cerca de 8, de preferência, cerca de 6,5 a cerca de 7,5 antes das etapas de concentração opcional e diafiltração opcional acima. A solução de proteína com pH ajustado resultante das etapas de concentração opcional e diafiltração opcional pode,
26/37 então, ser seca ou centrifugada para coletar qualquer material de proteína de leguminosa insolúvel, que pode ser seco. Alternativamente, a solução de proteína com pH ajustado resultante das etapas de concentração opcional e diafiltração opcional pode ser termo tratada e então seca ou centrifugada para coletar qualquer material de proteína de leguminosa insolúvel, que pode ser seco. Alternativamente, a solução aquosa de proteína de leguminosa acidificada, opcionalmente processada conforme descrito acima, é seca sem qualquer ajuste de pH. 0 produto de proteína de leguminosa seca pode então ser re-dissolvido em água e o pH da solução aquosa ácida resultante é elevado para um pH de cerca de 6 a cerca de 8, de preferência, 6,5 a cerca de 7,5, de qualquer maneira conveniente, tal como pelo uso de solução aquosa de hidróxido de sódio, antes da secagem. Alternativamente, qualquer precipitado formado no ajuste do pH para cerca de 6 a cerca de 8 é recuperado por centrifugação e estes sólidos são secos para produzir um produto de proteína de leguminosa.
[0060] Como uma alternativa adicional, a solução com pH 6 a 8 pode ser aquecida até uma temperatura de cerca de 70°C a cerca de 160°C, durante cerca de 2 segundos a cerca de 60 minutos, de preferência, cerca de 80° a cerca de 120°C, durante cerca de 15 segundos a cerca de 15 minutos, com mais preferência, cerca de 85° a cerca de 95°C, durante cerca de 1 a cerca de 5 minutos, antes da secagem de toda a amostra, ou em ainda outro procedimento alternativo, recuperar por centrifugação e secar apenas quaisquer sólidos insolúveis presentes na amostra termo tratada.
27/37 [0061] O produto seco de proteína de leguminosa tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 60 % em peso (N x 6,25) d.b. De preferência, o produto seco de proteína de leguminosa é um isolar com um alto teor de proteína, acima de cerca de 90 % em peso de proteína, de preferência ao menos cerca de 100 % em peso de proteína (N x 6,25) d.b.
[0062] Nos procedimentos nos quais sólidos precipitados são coletados e secos a fração de proteína solúvel remanescente pode, também, ser processada para formar um produto de proteína de leguminosa. A fração
| solúvel pode | ser seca | diretamente | ou pode | ser |
| adicionalmente processada por concentração diafiltração e/ou tratamento térmico antes EXEMPLOS Exemplo 1 | em membrana da secagem. | e/ou | ||
| [0063] | Este exemplo | ilustra a | preparação | de |
isolados de proteína de ervilha com pH ajustado.
[0064] 30 kg de concentrado de proteína de ervilha preparado por classificação ao ar de farinha produzida pela trituração de ervilhas amarelas partidas foram adicionados a 300 L de solução de CaCl2 0,15 M em temperatura ambiente e agitados durante 30 minutos para fornecer uma solução aquosa de proteína. Os sólidos residuais foram removidos por centrifugação para produzir 262 L de centrado tendo um teor de proteína de 3,47 % em peso. Este centrado foi adicionado a 317 L de água e o pH da amostra foi baixado para 3,27 com HC1, que havia sido diluído com um volume igual de água. O centrado diluído e acidifiçado foi adicionalmente clarificado por filtração para fornecer uma solução de proteína com um teor de proteína de 1,23%, em
28/37 peso .
[0065] A solução de proteína filtrada teve seu volume reduzido de 583 L para 60 L por concentração em uma membrana PES, tendo um valor de corte de peso molecular de 10.000 Daltons, operado a uma temperatura de cerca de 56°C. Neste ponto, a solução de proteína acidificada com um teor de proteína de 10,14%, em peso foi diafiltrada com 600 L de água de RO, com o operação de diafiltração conduzida a cerca de 59°C. A solução diafiltrada resultante tinha um peso de 58,36 kg e um teor de proteína de 9,16%, em peso.
[0066] Uma amostra de 18,86 kg da solução de proteína concentrada, que representou um rendimento de 24,1% da solução de proteína filtrada, foi diluída com 18,92 kg de água e, então, tratada com uma solução aquosa de hidróxido de sódio para elevar o pH da amostra para 7,00 e um precipitado se formou. Uma alíquota de 1 kg da amostra com pH ajustado foi centrifugada a 6.500 g e o precipitado foi coletado e seco por congelamento para formar um produto chamado YP03-L07-11A YP701N que tem um teor de proteína de 106,33 % em peso (N x 6,25) com base no peso seco. O restante da amostra com pH ajustado foi seco por atomização e, então, seco por congelamento para reduzir ainda mais o teor de umidade e para formar um produto chamado YP03-L0711A YP701N2 que tem um teor de proteína de 102,02 % em peso (N x 6,25) com base no peso seco.
Exemplo 2 [0067] Este exemplo é outra ilustração da preparação de um isolado de proteína de ervilha com pH ajustado.
[0068] 46,3 kg de farinha de ervilha amarela
29/37 partida foram combinados com 300 L de água purificada por osmose reversa (OR) a 30°C e agitados durante 30 minutos. 4,53 kg de péletes de cloreto de cálcio (95,5%) foram adicionados e a mistura foi agitada por mais 15 minutos. Os sólidos residuais foram removidos por centrifugação para produzir 264 L de centrado tendo um teor de proteína de 1,94 %, em peso. 264 L do centrado foram adicionados a 185 L de água de OR e o pH da amostra foi reduzido para 2,99 com HCI que foi diluído com um volume igual de água. O centrado diluído e acidificado foi adicionalmente clarificado por filtração para fornecer uma solução de proteína com um teor de proteína de 0,95%, em peso.
[0069] A solução de proteína filtrada teve seu volume reduzido de 470 L para 66 L por concentração em uma membrana de poliéter sulfona (PES) tendo um valor de corte de peso molecular de 10.000 Daltons, operada a uma temperatura de aproximadamente 58 °C. Neste ponto, a solução de proteína, com um teor de proteína de 4,75 % em peso, foi diafiltrada com 132 L de água de OR, com a operação de diafiltração conduzida a aproximadamente 59°C. A solução de proteína diafiltrada foi, então, concentrada para 28 L e diafiltrada com um adicional de 140 L de água de OR, com a operação de diafiltração conduzida a aproximadamente 60 °C. A solução de proteína concentrada, tendo um teor de proteína de 10,13 % em peso foi diluída com água de OR até um teor de proteína de 4,58 % em peso. 28,1 kg desta solução, representando um rendimento de 28,9 % em peso da solução de proteína filtrada, tiveram então o pH ajustado para 6,93 com solução de NaOH. A solução de proteína com pH ajustado foi, então, seca por atomização para produzir um
30/37 produto que se observou ter um teor de proteína de 98,72 % em peso (N x 6,25) d.b. Ao produto se deu a designação YP07-C20-12A YP701N2.
Exemplo 3 [0070] Este exemplo contém uma avaliação da solubilidade em água dos isolados de proteína de ervilha produzidos pelos métodos dos exemplos 1 e 2. A solubilidade da proteína foi avaliada usando uma versão modificada do procedimento de Morr et al., J. Food Sei. 50:1715-1718.
[0071] Proteína em pó suficiente para suprir 0,5 g de proteína foi pesada em um béquer e, então, uma pequena quantidade de água purificada por osmose reversa (OR) foi adicionada e a mistura agitada até uma pasta lisa ser formada. Água adicional foi, então, adicionada para levar o volume até aproximadamente 45 ml. Os conteúdos do béquer foram então lentamente agitados durante 60 minutos usando um agitador magnético. O pH foi determinado imediatamente após a dispersão da proteína e foi ajustado para o teor adequado (6, 6,5, 7, 7,5 ou 8) com NaOH diluído ou HC1. O pH foi medido e corrigido periodicamente durante a agitação de 60 minutos. Após os 60 minutos de agitação, as amostras foram levadas até 50 ml de volume total com água de OR gerando uma dispersão com 1% p/v de proteína. O teor de proteína das dispersões foi medido por análise de combustão usando um determinador de nitrogênio Leco. Alíquotas das dispersões foram então centrifugadas a 7.800 g durante 10 minutos, o que sedimentou material insolúvel e gerou um sobrenadante. O teor de proteína do sobrenadante foi medido por análise de combustão e a solubilidade da proteína do produto foi, então, calculada da seguinte forma:
31/37 solubilidade (%) = (% de proteína no sobrenadante/% de proteína na dispersão inicial) x 100.
[0072] Os resultados de solubilidade são apresentados na tabela 1 a seguir.
Tabela 1 - Solubilidade dos produtos em diferentes valores de pH
| Solubilidade (%) | |||||
| Produto | pH6 | pH 6,5 | pH 7 | pH 7,5 | pH 8 |
| YP03-L07-11AYP70 IN | 1,2 | 16,1 | 8,3 | 8,3 | 2, 6 |
| YP03-L07-11AYP701N2 | 17, 1 | 16,9 | 22,5 | 26 | 25, 9 |
| YP07-C20-12AYP701N2 | 8, 6 | 19,9 | 11,4 | 20, 9 | 21,4 |
[0073] Tal como pode ser visto a partir dos resultados na tabela 1, os isolados de proteína tinham solubilidade insatisfatória na faixa de pH de 6 a 8.
Exemplo 4 [0074] Este exemplo contém uma avaliação da capacidade de ligação à água dos isolados de proteína de ervilha produzidos pelos métodos dos exemplos 1 e 2.
[0075] Proteína em pó (1 g) foi pesada em tubos de centrifugação (50 ml) de peso conhecido. A este pó adicionou-se aproximadamente 20 ml de água purificada por osmose reversa (OR) no pH natural. Os conteúdos dos tubos foram misturados usando um misturador de turbilhonamento em velocidade moderada durante 1 minuto. As amostras foram incubadas à temperatura ambiente durante 5 minutos e então misturadas com o misturador de turbilhonamento durante 30 segundos. Isto foi seguido de incubação à temperatura ambiente durante mais 5 minutos seguido de mais 30 segundos de mistura por turbilhonamento. As amostras foram então centrifugadas a 1.000 g durante 15 minutos a 20°C. Após a centrifugação, o sobrenadante foi cuidadosamente derramado, garantindo que todo o material sólido permaneceu no tubo. O
32/37 tubo de centrifugação foi, então, pesado novamente e o peso da amostra saturada com água foi determinado.
[0076] A capacidade de ligação à água (WBC) foi calculada como:
WBC (ml/g) = (massa de amostra saturada em água - massa de amostra inicial)/(massa de amostra inicial x teor total de sólidos da amostra) [0077] Os resultados da capacidade de ligação à água obtidos são apresentados na tabela 2 a seguir.
Tabela 2 - Capacidade de ligação à água de vários produtos
Produto WBC (ml/g)
| YP03-L07-11A | YP701N | 4, 10 |
| YP03-L07-11A | YP701N2 | 2,72 |
| YP07-C20-12A | YP701N2 | 2,74 |
[0078] Conforme pode ser visto a partir dos resultados da Tabela 2, a captura apenas da fração de proteína insolúvel resultou em um produto com uma capacidade de ligação à água maior. Exemplo 5 [0079] Este exemplo contém uma avaliação do teor de ácido fítico dos produtos de proteína preparados conforme descrito nos exemplos 1 e 2. O teor de ácido fítico foi determinado usando o método de Latta e Eskin (J. Agric. Food Chem., 28: 1313-1315). O YP03-L07-11A YP701N2 foi testado após a etapa de secagem por atomização, mas antes da secagem por congelamento.
[0080] Os resultados obtidos são apresentados na tabela 3 a seguir.
Tabela 3 - Teor de ácido fítico dos produtos de proteína
33/37
| Produto | % de ácido fítico d.b. |
| YP03-L07-11A YP701N | 0,03 |
| YP03-L07-11A YP701N2 | 0,07 |
| YP07-C20-12A YP701N2 | 0,00 |
[0081] Tal como pode ser visto a partir dos resultados na Tabela 3, todos os produtos testados tinham teor muito baixo de ácido fítico.
Exemplo 6 [0082] Este exemplo ilustra a preparação de um isolado de proteína de leguminosa por precipitação isoelétrica convencional.
[0083] 20 kg de concentrado de proteína de ervilha amarela foram adicionados a 200 L de água de OR a temperatura ambiente e o pH foi ajustado para cerca de 8,5 mediante a adição de solução de hidróxido de sódio. A amostra foi agitada durante 30 minutos para fornecer uma solução aquosa de proteína. O pH da extração foi monitorado e mantido a cerca de 8,5 durante os 30 minutos. O concentrado de proteína de ervilha residual foi removido e a solução de proteína resultante foi clarificada por centrifugação e filtração para produzir 240 L de solução de proteína filtrada tendo um teor de proteína de 3,52%, em peso. O pH da solução de proteína foi ajustado para cerca de 4,5 mediante a adição de HQ que havia sido diluído com um volume igual de água e um precipitado se formou. O precipitado foi coletado por centrifugação e então lavado por ressuspensão do mesmo em 2 volumes de água de OR. O precipitado lavado foi, então, coletado por centrifugação. Um total de 30,68 kg de precipitado lavado foi obtido com um teor de proteína de 22,55 % em peso. Isto representou um rendimento de 81,9% da proteína na solução de extrato
34/37 clarificada. Uma alíquota de 15,34 kg do precipitado lavado foi combinada com 15,4 kg de água de OR e, então, o pH da amostra foi ajustado para cerca de 7 com solução de hidróxido de sódio. A amostra com pH ajustado foi, então, seca por atomização para produzir um isolado com um teor de proteína de 90,22% (N x 6,25) d.b. O produto foi designado YP12-K13-12A convencional IEP pH 7.
Exemplo 7 [0084] Este exemplo é uma avaliação sensorial do produto YP03-L07-12A YP701N preparado conforme descrito no Exemplo 1 com o produto de isolado de proteína de ervilha convencional preparado conforme descrito no Exemplo 6.
[0085] As amostras foram apresentadas para avaliação sensorial como uma dispersão a 2% p/v de proteína em água potável purificada. Uma pequena quantidade de solução de hidróxido de sódio de grau alimentício foi incorporada ao se preparar as amostras, para que o pH de cada uma fosse 7. As amostras foram apresentadas de forma cega a um painel informal de 7 examinadores, aos quais foi pedido que identificassem qual amostra tinha um sabor mais puro e qual amostra era sua preferida em termos de sabor.
[0086] Sete dos sete examinadores acharam que YP03L07-12A YP701N tinha sabor mais puro do que YP12-K13-12A convencional IEP pH 7 e todos os sete examinadores preferiram o sabor de YP03-L07-12A YP701N.
Exemplo 8 [0087] Este exemplo é uma avaliação sensorial do produto YP03-L07-12A YP701N2 preparado conforme descrito no Exemplo 1 com o produto de isolado de proteína de ervilha convencional preparado conforme descrito no Exemplo 6.
35/37 [0088] As amostras foram apresentadas para avaliação sensorial como uma dispersão a 2% p/v de proteína em água potável purificada. Uma pequena quantidade de solução de hidróxido de sódio de grau alimentício foi incorporada ao se preparar as amostras, para que o pH de cada uma fosse 7. As amostras foram apresentadas de forma cega a um painel informal de 7 examinadores, aos quais foi pedido que identificassem qual amostra tinha um sabor mais puro e qual amostra era sua preferida em termos de sabor.
[0089] Cinco dos sete examinadores acharam que YP03-L07-12A YP701N2 tinha sabor mais puro do que YP12-K1312A convencional IEP pH 7 e cinco dos sete examinadores preferiram o sabor de YP03-L07-12A YP701N2.
Exemplo 9 [0090] Este exemplo é uma avaliação sensorial do produto YP07-C20-12A YP701N2 preparado conforme descrito no Exemplo 2 com o produto de isolado de proteína de ervilha convencional preparado conforme descrito no Exemplo 6.
[0091] As amostras foram apresentadas para avaliação sensorial como uma dispersão a 2% p/v de proteína em água potável purificada. Uma pequena quantidade de solução de hidróxido de sódio de grau alimentício foi incorporada ao se preparar as amostras, para que o pH de cada uma fosse 7. As amostras foram apresentadas de forma cega a um painel informal de 6 examinadores, aos quais foi pedido que identificassem qual amostra tinha um sabor mais puro e qual amostra era sua preferida em termos de sabor.
[0092] Todos os seis examinadores acharam que YP07C20-12A YP701N2 tinha sabor mais puro do que YP12-K13-12A convencional IEP pH 7 e todos os seis examinadores
36/37 preferiram o sabor de YP03-L07-12A YP701N2.
Exemplo 10 [0093] Este exemplo descreve a produção de uma bebida alternativa láctea usando o produto do Exemplo 2 ou Nutralys S85F (Roquette America Inc., Keokuk, IA), um isolado de proteína de ervilha comercial recomendado para uso em aplicações que incluem produtos lácteos.
[0094] As formulações dos produtos são mostradas na tabela 4. Observe que cada produto foi formulado para contêm 2% de proteína. O teor de proteína base de YP07-C2012A YP701N2 foi 90,90% e o de Nutralys S85F era 78,52%.
Tabela 4 - Formulações de bebidas alternativas lácteas
| Formualação de YP07- C20-12A YP701N2 | Formulação de Nutralys S85F | |||
| Ingrediente | Peso (g) | O, O | Peso (g) | O, O |
| YP07-C20-12A YP701N2 | 8, 80 | 2,2 | 0 | 0 |
| Nutralys S85F | 0 | 0 | 10, 19 | 2,55 |
| Carragenina | 0, 04 | 0, 01 | 0,04 | 0,01 |
| Goma gelana | 0,2 | 0, 05 | 0,2 | 0,05 |
| Açúcar | 18 | 4,5 | 18 | 4,5 |
| Intensificador de sabor lácteo Natural | 1 | 0,25 | 1 | 0,25 |
| Baunilha natural WONF | 1,2 | 0, 3 | 1,2 | 0, 3 |
| Pré-mistura de vitaminas e minerais | 3,08 | 0, 77 | 3,08 | 0,77 |
| Água | 359,68 | 89, 92 | 358,29 | 89, 57 |
| óleo de canola | 8 | 2 | 8 | 2 |
| Total | 400 | 100 | 400 | 100 |
[0095] A proteína em pó, açúcar (Rogers Fine
Granulated, Lantic Inc., Montreal, QC), carragena (Genuvisco J-DS, C.P. Kelco, Lille Skensved, Dinamarca) e goma gelana (Kelcogel HS-B, CP Kelco, Atlanta GA) foram misturados a seco. Os ingredientes secos foram combinados com a água, intensificador de sabor lácteo (33726, Comax Flavors, Melville, NY) e baunilha (19667, Comax Flavors, Melville, NY) e misturados até estarem totalmente dissolvidos. O óleo de canola (Canada Safeway, Calgary, AB)
37/37 e a pré-mistura de vitaminas e minerais (FT132894, Fortitech, Schenectady, NY) foram adicionados e, então, ο pH do sistema foi ajustado para 7,25 com solução de NaOH ou HCI de grau alimentício, conforme necessário. A amostra foi pasteurizada a 80°C durante 30 segundos e, então, homogeneizada com 400 bar de pressão no primeiro estágio e 40 bar no segundo estágio. O produto foi, então, resfriado e armazenado sob refrigeração até ser usado para testes sensoriais.
Exemplo 11 [0096] Este exemplo é uma avaliação sensorial das bebidas lácteas alternativas produzidas no exemplo 10.
[0097] As amostras foram apresentadas de forma cega a um painel informal de 8 examinadores, aos quais foi pedido que identificassem qual amostra tinha um sabor mais puro e qual amostra era sua preferida em termos de sabor.
[0098] Seis de oito examinadores indicaram que a bebida láctea alternativa preparada com YP07-C20-12A YP701N2 tinha um sabor mais puro que a bebida preparada com Nutralys S85F. Cinco de oito examinadores preferiram a bebida preparada com YP07-C20-12A YP701N2.
SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO [0099] No sumário desta revelação, a presente invenção fornece procedimentos para produzir produtos de proteína de leguminosa com valores de pH neutro ou quase neutro que podem substituir produtos de proteína de leguminosa convencionais em uma variedade de aplicações alimentícias. Modificações são possíveis dentro do escopo desta invenção.
Claims (18)
1. Produto de proteína de leguminosa, CARACTERIZADO por um teor de proteína de pelo menos 60 % em peso (N x 6,25) com base no peso seco (d.b.) com um pH natural em solução aquosa de 6 a 8 e que é compreendido por um sabor puro.
2. Produto de proteína de leguminosa, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o seu sabor é isento de notas verdes e/ou de feijão e/ou de vegetais.
3. Produto de proteína de leguminosa, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o pH é 6,5 a 7,5.
4. Produto de proteína de leguminosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que tem um teor de proteína de pelo menos 90 % em peso (N x 6,25) d.b..
5. Produto de proteína de leguminosa, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que tem um teor de proteína de pelo menos 100 % em peso (N x 6,25) d.b..
6. Composição alimentícia, CARACTERIΖΑΡΑ por um produto de proteína de leguminosa conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
7. Composição alimentícia, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIΖΑΡΑ pelo fato de que é um produto de carne processado.
8. Composição alimentícia, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIΖΑΡΑ pelo fato de que é um produto assado.
2/4
9. Composição alimentícia, de acordocom a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que é uma barra nutricional.
10. Composição alimentícia, de acordocom a reivindicação 6, CARACTERIΖΑΡΑ pelo fato de que é um análogo lácteo ou produto alternativo lácteo.
11. Composição alimentícia, de acordocom a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que o análogo lácteo ou produto alternativo lácteo é uma bebida ou uma sobremesa congelada.
12. Método de produzir um produto de proteína de leguminosa, CARACTERIZADO por:
fornecer uma solução aquosa de um produto de proteína de leguminosa que tem um teor de proteína de pelo menos 60 % em peso (N x 6,25) d.b. que é solúvel em meios aquosos a um pH menor que 4,4 e estável ao calor naquela faixa de pH, ajustar o pH da solução para pH 6 a 8, e secar toda a solução com pH ajustado, ou recuperar e, então, secar qualquer material precipitado, ou tratar termicamente a solução com pH ajustado e, então, secar toda a solução tratada termicamente, ou tratar termicamente a solução com pH ajustado e então recuperar e secar qualquer material precipitado.
13. Método de produzir um produto de proteína de leguminosa, CARACTERIZADO por:
(a) extrair uma fonte de proteína de leguminosa com uma solução aquosa de sal de cálcio, particularmente, uma solução de cloreto de cálcio, para causar solubilização
3/4 da proteína de leguminosa a partir da fonte de proteína e para formar uma solução aquosa de proteína de leguminosa, (b) separar a solução aquosa de proteína de leguminosa da fonte de proteína de leguminosa residual, (c) opcionalmente, diluir a solução aquosa de proteína de leguminosa, (d) ajustar o pH da solução aquosa de proteína de leguminosa para urn pH de 1,5 a 4,4 para produzir uma solução de proteína de leguminosa transparente acidificada, (e) opcionalmente, tratar termicamente a solução acidificada para reduzir a atividade de inibidores de tripsina anti-nutricionais e a carga microbiana, (f) opcionalmente, concentrar a solução aquosa de proteína de leguminosa porém mantendo a força iônica substancialmente constante pelo uso de uma técnica de membrana seletiva, (h) opcionalmente, diafiltrar a solução de proteína de leguminosa opcionalmente concentrada, (h) opcionalmente, pasteurizar a solução de proteína de leguminosa opcionalmente concentrada para reduzir a carga microbiana, (i) ajustar o pH da solução aquosa de proteína de leguminosa para pH 6 a 8, e secar toda a solução de proteína com pH ajustado ou recuperar e secar qualquer material precipitado, ou tratar termicamente a solução com pH ajustado e, então, secar toda a solução tratada termicamente, ou tratar termicamente a solução com pH ajustado e então recuperar e secar qualquer material precipitado.
4/4
14. Método, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o pH é ajustado na etapa (d) para 2 a 4.
15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o pH é ajustado na etapa (i) para 6,5 a 7,5.
16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito tratamento térmico é feito a uma temperatura de 70° a 160 °C durante 2 segundos a 60 minutos.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito tratamento térmico é feito a uma temperatura de 80° a 120°C durante 15 segundos a 15 minutos.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito tratamento térmico é feito a uma temperatura de 85° a 95°C durante 1 a 5 minutos.
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