178636. lajstromszámú szabadalom • Eljárás táplálék- és takarmányfehérjék térszerkezetének módosítására, illetve biológiai hasznosíthatóságának növelésére
3 178636 4 A hüvelyes magokat az emberek általában főtt állapotban, az olajos magvakból előállított készítményeket pedig feldogozva, így például tisztítás, zsírtalanítás, hőkezelés, szárítás stb. után fogyasztják. Az állatok takarmányát általában nem főzik, de az olajos magvakat zsírtalanított („extrahált”) daraként alkalmazzák. A nagy fehéjetartalmú növényfajok közül legnagyobb mennyiségben a szójababot dolgozzák fel. E célra legáltalánosabban a folyamatos hexános extrakciót alkalmazzák, de az előállítás során semmiféle kémiai kezelést nem végeznek. E módszernél a hőkezelés időtartamának és a nedvességtartalom szabályozásának van nagy jelentősége. E termékek használati értékét különböző enzimatikus és biológiai módszerekkel végzett vizsgálatokkal állapítják meg. A biológiai értékelésben legáltalánosabban elfogadott módszer az ún. fehérje-hatékonysági arány (Protein Efficiency Ratio = PER) meghatározásában áll. Ez az arány a széles körben felhasznát szójababnál a kezeletlen szqa 1,0-1,3 PER értékéről a gyengén hőkezelt szója 1,4—1,6PER értékén ,át a teljesen hőkezelt szója 2,2-2,4 PER értékéig változik, ha a hőkezelést 100 °C hőmérsékletű nedves gőzzel legalább 15 percen át végzik. Vizsgálatainkkal azonban megállapítottuk, hogy a legmagasabb PER értékű szójabab hasznosíthatósága sem kielégítő, mert az ismert megoldások bármelyikével kezelt szójadara fehérje -állománya nincs irreverzibilisen denaturálva. Élelmiszeripari célra a fehérjetartalom növelése kívánatos. Ennek érdek&en a zsírtalanított növényi darát a benne levő fehérjék izoelektromos pontján extrahálják, ami jelentős mértékű fehérjeveszteséggel jár. Az eljárások egy másik ismert csoportjánál a fehérjéket gyengén lúgos közegben feloldják, majd szűrés után az izoelektromos ponton kicsapják (Wilcke-Waggle—Kolar: J. Am. OU. Chem. 56, 259-261 /1979/). Ezen eljárások közös jellemzője, hogy a fehérjék kezelését szuszpenzióban vagy oldatban, kíméletes körülmények között végzik, miáltal a termék megőrzi azokat a natív fehérjékre jellemző tulajdonságokat (gélképző, vízmegkötő, viszkozitásnövelő és emulgeáló képesség), melyek a későbbi élelmiszeripari alkalmazás szempontjából lényegesek. További jellemzőjük, hogy a termék izolálására kíméletes elválasztás-technikai műveleteket alkalmaznak (izoelektromos pH-n történő kicsapás, centrifugálás, vákuum-, illetve porlasztva-szárítás), melyek során a növényi sejtrészek feltárhatók és a nemkívánatos kísérőanyagokkal együtt eltávolíthatók anélkül, hogy a fehérje denaturálódna. Egy ismert eljárás szerint (19 20 475 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás) extrahált szójadarát gyenge ásványi savval, célszerűen foszforsavval szuszpendálnak a fehérje és szénhidrát alkotóelemek oldatbavitele céljából, majd a fehérjét izoelektromos pontján kicsapják. A szénhidrátokat és egyéb kísérőanyagokat tartalmazó folyadékrész eltávolítása után újból szuszpenziót képeznek, melyet rövid (5—30 mp-es) hőkezelésnek vetnek alá a sejtrészek további feltárása céljából. A szárítás után kapott termék a natív szójafehérjére jellemző jó vízmegkötő és emulgeáló képességgel rendelkezik. A 3 723 407 számú USA-beli szabadalmi leírásban ismertetett eljárásban a növényi fehérjehordozót pH = 3 és 5,5 között szuszpendalják, majd a sejtrészeket izoelektromos pH-n végzett kicsapás után egy szűk nyíláson történő átpréseléssel, lényegében fizikai nyíróerőkkel tárják fel. A centrifugálás és a porlasztva-szárítás után kapott termék megtartja a natív szójafehérje jó viszkozitásnövelő- és vízmegkötő tulajdonságait. Egy további ismert eljárásnál (500571 sz. svájci, illetve 1 667 959 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás) szójalisztet 4 feletti pH-értékeken extrahálnak, majd a fehérjét (mely ezen a pH-n gyakorlatilag oldhatatlan) lúggal oldatba viszik, és az oldatot semlegesítés után hőkezelésnek vetik alá. Az ilyen kezeléssel nyert termék mint élelmiszeripari gélképző jön számításba. A fehérjók takarmányozási célra történő felhasználásánál az elsődleges cél a tápérték és a biológiai hasznosulás növelése, s ebben a tekintetben mellékesek mindazok a reológiai- és egyéb fiziko: kémiai tulajdonságok, melyeknek megőrzése, illetve fokozása a fentiekben felsorolt eljárások alapvető célja. A takarmány-felhasználás volumene és a termékek ára gazdaságilag nem is engedi meg, hogy a fentebb felsorolt élelmiszeripari termékek előállításánál alkalmazott, műszakilag igényes és igen költséges műveleteket alkalmazzanak. Kísérleti eredményeink szerint a takarmányfehérjék hasznosulása éppen olyan kezeléssel növelhető, amely - szemben a fent idézett eljárásokkal - a fehérje irreverzibilis denaturációját okozza. A találmány célja olyan eljárás kidolgozása, amely egyszerű kémiai kezeléssel teszi lehetővé a táplálék- és takarmányfehérjék biológiai hasznosulásának fokozását és ezáltal az állattartás költségeinek csökkentését. A talámány alapja az a felismerés, hogy ha a táplálék- és takarmányfehérjék, illetve az ilyen feh érj éket tartalmazó anyagok pH-ját erős ásványi savval 1,6 és 2,4 közötti értékre állítjuk be, a fehérjék hasznosíthatósága jelentősen megnövekszik. A talámány további alapja az a felismerés, hogy az ily módon kezelt fehérjék térszerkezete irreverzibilisen megváltozik, denaturációt szenved, és ennek következtében az ember vagy állat bélcsatornájában jelen levő enzimek számára könnyebben emészthetővé válik. A találmány további alapja az a felismerés, hogy a fenti eljárás lényegileg szilárd fázisban kivitelezhető a növényi fehérje-hordozó savas nedvesítése, illetve sósavgázas kezelése formájában is, és így a továbbiakban nincs szükség energia- és költség-igényes elválasztási műveletekre (pl. szárítás, centrifugálás stb.). Fentiek alapján a találmány eljárás növényi és/vagy állati eredetű táplálék- és takarmányfehérjék térszerkezetének módosítására, illetve biológiai hasznosíthatóságának növelésére, amely abban áll, hogy a fehérjét tartalmazó anyagot, illetve a fehérjét 1,6 és 2,4 közötti pH-érték, cászerüen 1,7 és 2,3 közötti pH-érték, előnyösen 1,8 és 2,2 közötti pH-érték eléréséig erős ásványi savval kezeljük, és adott esetben a kapott termék pH-ját a felhasz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
