(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl7 C12P 1/02 A23L 1/22 C12S 3/14 C12N 1/18 ( 5 4 ) Sposób otrzymywania ekstraktu drożdżowego (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 06/00 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/05 (73) Uprawniony z patentu: Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Warszawa, PL (72) Twórcy wynalazku: Ewa Mrówka, Warszawa, PL Antonina Komorowska, Warszawa, PL Ewa Przygoda, Warszawa, PL Krystyna Stecka, Warszawa, PL (74) Pełnomocnik: Kuciak Karyna, Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego (57) 1. Sposób otrzymywania ekstraktu drożdżowego, poprzez indukowaną autolizę biomasy drożdży piekarskich, oddzielanie części stałych, a następnie zagęszczanie i ewentualnie suszenie, znamienny tym, że prowadzi się autolizę biomasy drożdży Saccharomyces cerevisiae, najkorzystniej szczepu KKP/512, z użyciem jako induktora kwasu mlekowego, dodawanego w ilości 0,67-20,0 g na 100 g suchych drożdży. PL B1

2 Sposób otrzymywania ekstraktu drożdżowego Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób otrzymywania ekstraktu drożdżowego, poprzez indukowaną autolizę biomasy drożdży piekarskich, oddzielanie części stałych, a następnie zagęszczanie i ewentualnie suszenie, znamienny tym, że prowadzi się autolizę biomasy drożdży Saccharomyces cerevisiae, najkorzystniej szczepu KKP/512, z użyciem jako induktora kwasu mlekowego, dodawanego w ilości 0,67-20,0 g na 100 g suchych drożdży. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces autolizy prowadzi się przy stężeniu 10-20% drożdży w wodnej zawiesinie mieszaniny autolizującej. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że autolizę prowadzi się w temperaturze C, w ciągu godzin. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania ekstraktu drożdżowego z przeznaczeniem do celów spożywczych i dietetycznych, w szczególności jako dodatek smakowo - zapachowy, wzbogacający produkty żywnościowe w składniki odżywcze oraz modulujący ich cechy funkcjonalne i organoleptyczne. Ekstrakty drożdżowe spełniają ważną rolę przy otrzymywaniu żywności specjalnego przeznaczenia żywności wegetariańskiej, żywności wygodnej, typu fast food, a szczególnie typu snack. Ekstrakty drożdżowe, zależnie od sposobu ich otrzymywania, zawierają różne ilości aminokwasów, nukleotydów, polipeptydów, białka, cukrów, witamin głównie z grupy B, związków smakowo-zapachowych i intensyfikatorów smaku i zapachu. Ekstrakty drożdżowe otrzymuje się na drodze plazmolizy, termolizy, hydrolizy, autolizy biomasy drożdży oraz na drodze rozbicia mechanicznego komórek drożdży. Stosowane są ponadto kombinacje wyżej wymienionych sposobów. W procesie plazmolizy produkty metabolizmu drożdży ekstrahowane są z komórek przy pomocy substancji inicjujących np. niepolamych rozpuszczalników organicznych, takich jak toluen, octan etylu, octan amylu, lub przy udziale soli nieorganicznych, takich jak chlorek sodowy, które to substancje pozostając w produkcie pogarszają jego jakość. Proces termolizy, który jest prowadzony w wysokich temperaturach, niszczy niektóre składniki drożdży, co ujemnie odbija się na jakości ekstraktu. Hydrolizę prowadzi się metodą kwasową, alkaliczną lub enzymatyczną. Hydroliza kwasowa przyczynia się do rozpadu tryptofanu i częściowo tyrozyny, a także towarzyszy jej powstawanie humin, związków niekorzystnych dla zdrowia. Hydroliza prowadzona w środowisku alkalicznym może powodować rozpad aminokwasów siarkowych i racemizację aminokwasów. Hydroliza enzymatyczna jest procesem wydajnym lecz kosztownym. Obecnie przy otrzymywaniu ekstraktów drożdżowych do celów spożywczych preferuje się metodę autolizy. Wydajność tej metody, która jest procesem długotrwałym, poprawia się w różny sposób, głównie przez dodatek induktorów. Dostępne publikacje wymieniają jako induktory: sól kuchenną, etanol, chitozan, dodatek świeżego autolizatu drożdży tego samego szczepu, rozpuszczalniki organiczne (octan etylu, octan amylu toluen). I tak na przykład z opisów patentowych: czechosłowackiego nr oraz amerykańskiego nr znane jest stosowanie NaCl i etanolu jako induktorów autolizy. W amerykańskim opisie patentowym nr przedstawiono proces autolizy z dodatkiem chitozanu. Zgodnie z metodą opisaną w artykule Kollara R. i in. pt.: Introduction and acceleration of yeast lysis by addition of fresh yeast autolysate Biotechnol. Lett. 8 (13), 1991, jako

3 induktor autolizy proponuje się dodatek autolizatu drożdży tego samego szczepu. Znane jest również z polskiego opisu patentowego nr otrzymywanie ekstraktu poprzez jednoczesną plazmolizę NaCl i autolizę w różnych temperaturach. Natomiast według polskiego opisu patentowego nr , stosuje się autolizę z jednoczesnym mechanicznym rozbiciem komórek drożdżowych, a zgodnie z polskim opisem patentowym nr równocześnie termolizę oraz autolizę biomasy drożdży. Stosowane induktory procesu autolizy komórek drożdżowych, takie jak np. rozpuszczalniki organiczne (octan etylu, octan amylu, toluen) oraz sól kuchenna, wymagają usuwania z gotowego produktu ze względów zdrowotnych. W wyniku przeprowadzonych wielu doświadczeń nieoczekiwanie okazało się, że poprzez użycie odpowiedniego induktora, będącego popularnym składnikiem wielu produktów spożywczych, otrzymać można z wysoką wydajnością ekstrakt drożdżowy o korzystnym składzie i pożądanym profilu smakowo - zapachowym. Zgodnie z wynalazkiem, sposób wytwarzania ekstraktu drożdżowego poprzez indukowaną autolizę biomasy drożdży piekarskich, oddzielanie części stałych, a następnie zagęszczanie i ewentualnie suszenie, polega na tym, że prowadzi się autolizę biomasy drożdży Saccharomyces cerevisiae, najkorzystniej szczepu KKP/512, z użyciem jako induktora kwasu mlekowego, dodawanego w ilości 0,67-20,0 g na 100 g suchych drożdży. Autolizę prowadzi się przy stężeniu 10-20% drożdży w wodnej zawiesinie mieszaniny autolizującej, w temperaturze C, w ciągu godzin. Szczep drożdży Saccharomyces cerevisiae KKP/512 pochodzi z Kolekcji Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego. Szczep ten charakteryzuje się osmofilnością, wysoką produktywnością biomasy i białka. Kwas mlekowy, związek wytwarzający się w procesie naturalnej fermentacji produktów mleczarskich i kiszenia warzyw, jest korzystny dla zdrowia. Jest on dodatkiem dopuszczonym do przemysłu spożywczego. Dodatkową jego zaletą jest, że zastosowany jako induktor nie wymaga usuwania z gotowego produktu. Sposób według wynalazku odznacza się wysoką wydajnością. Otrzymany w wyniku procesu ekstrakt drożdżowy zawiera ok. 75% białka, obecnego w biomasie drożdżowej. Ekstrakt drożdżowy uzyskany zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się dobrym smakiem i zapachem, korzystnym składem aminokwasowym zbliżonym do składu aminokwasowego białka jaja kurzego, wysoką zawartością witamin oraz dobrą rozpuszczalnością w roztworach wodnych w szerokim zakresie ph. Szczególnie ważną zaletą jest jego dobra rozpuszczalność w niskich ph, właściwych dla większości produktów spożywczych. Wymienione cechy ekstraktu drożdżowego czynią go cennym produktem o szerokim zastosowaniu. Jako produkt bezsolny stosowany może być w diecie bezsolnej lub do produkcji wyrobów bezsolnych. Ze względu na korzystny skład aminokwasowy i wysoką zawartość witamin stanowi cenny dodatek wzbogacający wyroby spożywcze w te składniki. Ponadto można go wykorzystywać w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym. Sposób według wynalazku wyjaśnia poniższy przykład wykonania, nie ograniczając jego zakresu. Przykład. W kolbach Erlenmayera o pojemności 3000 ml umieszczono 750 g drożdży Saccharomyces cerevisiae szczepu KKP/512, dodano składnik indukujący autolizę, kwas mlekowy 80% w ilości 9,375 g, uzupełniono wodą demineralizowaną do masy 1500 g i umieszczono w termostatowanej wytrząsarce laboratoryjnej (New Brunswick Scientific Co., USA) w temperaturze 50 C. Po 24h autolizy zawiesinę odwirowano (wirówka laboratoryjna J2-MC f-my Beckman, 15min, 8500obr/min), a w ekstrakcie oznaczono zawartość suchej masy według ZN - 74/MPSiS/ES, zawartość białek metodą Lowry, azotu całkowitego (TN) metodą Kjeldahla, kwasów nukleinowych metodą Munro. Oznaczona ilość białka podana w tabelach nie uwzględnia jego części zaokludowanej na ścianach komórkowych drożdży, którą można odzyskać poprzez 3-krotne płukanie i wirowanie pozostałości stałych po autolizie, a która stanowi ok. 20% całej ilości białka uwolnionego z komórek drożdży. W ten sposób z 1500 g mieszaniny poddanej autolizie otrzymano 1050 g ekstraktu drożdżowego. Otrzymany ekstrakt zagęszczono na wyparce próżniowej do formy pasty.

4 Uzyskany preparat charakteryzuje się korzystnym, bulionowym smakiem i zapachem, barwą żółto-brązową i jest rozpuszczalny w szerokim zakresie ph (3-12). Jego analiza elementarna i skład aminokwasowy jest przedstawiony w tabeli 1 pozycja 3 i w tabeli 2. Tabela 1 Analiza elementarna ekstraktu drożdżowego otrzymanego na drodze indukowanej autolizy przy różnych stężeniach kwasu mlekowego L. p. Dodatek kwasu mlekowego w zawiesinie autolizującej Azot całkowity TN** Białko Lowry Kwasy nukleinowe 1 0,1 18,8 11,4 2,3 2 0,2 26,1 17,7 3,1 3 0,5 27,1 20,8 3,5 4 1,5 25,1 18,6 1,1 5 3,0 23,1 18,6 0,8 * Wartości oznaczeń składników ekstraktu: białka, kwasów nukleinowych i cukrów odnoszą się do suchej masy drożdży wyjściowych. ** Oznaczony m etodą Kjeldahla. Tabela 2 Skład aminokwasowy ekstraktu drożdży Saccharomyces cerevisiae i białka jaja kurzego Nazwa aminokwasu Ekstrakt drożdżowy [g/16g N] Białko jaja kurzego* [g/16g N] Treonina 5,14 4,70 Walina 7,35 6,60 Metionina =cystyna 3,23 5,70 Izoleucyna 6,37 5,40 Leucyna 8,00 8,60 Tryptofan 1,12 1,70 Fenyloalanina+tyrozyna 5,27 9,30 Histydyna 2,34 2,20 Lizyna 11,28 7,00 * Skład aminokwasowy białka jaja kurzego - wg. Joint FAOAVHO/UNU Expert Consultation: Energy and Protein Requirements. WHO Tech. Rept. Ser. 274, World Health Organization, Geneva, Switzerland 1985.

5 Wskaźniki żywieniowe ekstraktu drożdżowego CS (wskaźnik aminokwasu ograniczającego), (met+cys) - 56,7 EAA (zintegrowany wskaźnik aminokwasów egzogennych) - 88,0 Ekstrakt drożdżowy zastosowano do wzbogacania sosów warzywnych w składniki odżywcze i poprawy ich cech smakowo - zapachowych, także do poprawy jakości chleba, uzyskując pozytywne wyniki.

6 Departament Wydawnictw UPRP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.