(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2012/01 EP B1 (13) (51) T3 Int.Cl. A23J 1/20 ( ) A23J 3/08 ( ) A23C 21/00 ( ) A23L 3/015 ( ) (54) Tytuł wynalazku: Sposób obróbki koncentratu białek serwatkowych przez mikropartykulację (30) Pierwszeństwo: SE (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2009/49 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2012/05 (73) Uprawniony z patentu: Tetra Laval Holdings & Finance SA, Pully, CH (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 DIETER KRÜSEMANN, Hamburg, DE JAN NORDANGER, Lund, SE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Dorota Rzążewska JAN WIERZCHOŃ & PARTNERZY BIURO PATENTÓW I ZNAKÓW TOWAROWYCH ul. Żurawia 47/ Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 13732/11/P-RO/DR/KM EP Opis Sposób obróbki koncentratu białek serwatkowych przez mikropartykulację DZIEDZINA TECHNIKI [0001] Niniejszy wynalazek odnosi się do sposobu obróbki koncentratu białek serwatkowych przez mikropartykulację, która obejmuje obróbkę cieplną i przeróbkę mechaniczną koncentratu białka. TŁO WYNALAZKU [0002] Serwatka stanowiąca produkt resztkowy produkcji sera i kazeiny jest jedną z największych rezerw białka, którą dopiero od niedawna zaczęto wykorzystywać jako surowiec w produkcji żywności. Serwatka stanowi 80 90% mleka wykorzystywanego w produkcji sera i zawiera około 50% wszystkich składników odżywczych pierwotnie występujących w mleku. [0003] Serwatka jest zagęszczana do WPC (ang. Whey Protein Concentrate koncentrat białek serwatkowych) przez mikro- i ultrafiltrację. WPC stanowi pozostałość z tego procesu i zasadniczo surowiec, dla którego przeznaczono proces według niniejszego wynalazku. [0004] W celu rozszerzenia dziedzin zastosowań białek serwatkowych obecnie najczęściej koncentrat serwatkowy poddaje się mikropartykulacji. Mikropartykulacja powoduje, że białka serwatkowe wskutek obróbki cieplnej ulegają denaturacji i agregacji tj. zlepiają się ze sobą, a następnie agregaty wskutek przeróbki mechanicznej są dzielone na mniejsze cząstki. Wskutek mikropartykulacji powstanie produkt, który można zastosować w wielu różnych produktach spożywczych. Zdenaturowane białko będzie mieć inny smak i wygląd niż pierwotne białko serwatkowe, co przyczynia się do zwiększenia zastosowania białka serwatkowego w przemyśle spożywczym. [0005] Międzynarodowy zgłoszenie patentowe WO 2006/ A1 opisuje proces mikropartykulacji, gdzie koncentrat serwatkowy jest poddawany obróbce cieplnej, a następnie przeróbce mechanicznej. Obróbka cieplna ma miejsce w zgarniakowym wymienniku ciepła, a przeróbka mechaniczna w homogenizatorze. STRUKTURA PROBLEMU [0006] Jednym przedmiotem niniejszego wynalazku jest zwiększenie wydajności mikropartykulacji w celu uzyskania wysokiej denaturacji białka.

3 - 2 - [0007] Kolejnym przedmiotem niniejszego wynalazku jest możliwość dostosowania wielkości cząstki gotowego produktu. [0008] Jeszcze innym przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób dający zadowalającą dezaktywację bakteriofagów. ROZWIĄZANIE [0009] Te i inne przedmioty według niniejszego wynalazku w opisanym sposobie osiągnięto przez zmuszenie koncentratu białek do przejścia przez pompę wysokociśnieniową i poddanie obróbce cieplnej przy podwyższonym ciśnieniu, a następnie poddanie przeróbce mechanicznej. [0010] W dalszej części podano korzystne przykłady wykonania niniejszego wynalazku, które charakteryzują cechy wymienione w zastrzeżeniach. SKRÓCONY OPIS ZAŁĄCZONYCH RYSUNKÓW [0011] Poniżej zostanie bardziej szczegółowo opisany jeden przykład realizacji niniejszego wynalazku z odniesieniem do załączonego rysunku. Na załączonym rysunku: Fig. 1 to schemat przepływowy sposobu według niniejszego wynalazku. OPIS KORZYSTNEGO PRZYKŁADU WYKONANIA [0012] Niniejszy wynalazek odnosi się do sposobu mikropartykulacji białek serwatkowych. Surowcem do procesu jest WPC (ang. Whey Protein Concentrate koncentrat białek serwatkowych), który jest uzyskiwany z serwatki przez mikro- lub ultrafiltrację. Koncentrat białek serwatkowych stanowi pozostałość tego procesu. Koncentrat białek serwatkowych to szarożółta ciecz o smaku serwatki. Ponieważ jest to produkt wrażliwy i nietrwały, musi być przetwarzany niezwłocznie po uzyskaniu lub alternatywnie po schłodzeniu i przechowywaniu. [0013] Sposób ilustruje Fig. 1 w postaci schematu przepływowego. Koncentrat białek serwatkowych wchodzi do procesu przez przewód 1. Przewód 1 może być podłączony bezpośrednio do strony resztkowej instalacji ultrafiltracyjnej do ekstrakcji koncentratu lub alternatywnie może być podłączony do silosu magazynującego. Surowice może być także proszkiem WPC rozpuszczonym w wodzie. [0014] Koncentrat białek serwatkowych przechodzi przez zbiornik wyrównawczy 2 i pompę odśrodkową 3 zanim koncentrat jest podgrzewany do temp. 75 C w wymienniku ciepła 13. Wymiennik ciepła 13 jest przedstawiony na Fig. 1 jako płytowy wymiennik ciepła, ale można także zastosować inne rodzaje wymienników ciepła. Jako czynnik grzewczy korzystnie stosuje się produkt w dalszej części procesu, który ma być schłodzony. Alternatywnie jako czynnika grzewczego można użyć gorącej wody. 75 C to temperatura, w której produkt serwatkowy zaczyna denaturować. [0015] Następnie podgrzany koncentrat białek przechodzi przez pompę wysokociśnieniową. Korzystnie stosowana jest pompa wysokociśnieniowa w homogenizatorze 4 bez przechodzenia białek serwatkowych przez jakikolwiek sprzęt homogenizacyjny.

4 - 3 - Alternatywnie można użyć innego rodzaju pompy wysokociśnieniowej takiej jak pompa wyporowa lub wirnikowa. Białka serwatkowe są sprężane do ciśnienia około 4 8 MPa (40 80 bar) [0016] Ponieważ produkt przez większą część niniejszego procesu jest sprężony do ciśnienia 4 8 MPa (40 80 bar), ma to korzystny wpływ na dezaktywację bakteriofagów. Bakteriofagi występują naturalnie w serwatce i gdy są aktywne niszczą większość rodzajów bakterii. Może być to katastrofalne, jeżeli istnieje pożądana bakteria dodawana w specjalnym procesie produkcyjnym (na przykład produkcja sera lub jogurtu). [0017] Sprężone białka serwatkowe przechodzą następnie przez jeden lub więcej elementów wymiennika ciepła 5, gdzie białko jest podgrzewane do temp C, korzystnie C. W korzystnym przykładzie wykonania, gdzie białka serwatkowe mają być użyte do produkcji sera, białko jest podgrzewane do temp. 95 C. W korzystnym przykładzie wykonania elementy wymiennika ciepła 5 obejmują elementy rurowego wymiennika ciepła, ale można także użyć zgarniakowego wymiennika ciepła lub innych odpowiednich wymienników ciepła. Rurowe wymienniki ciepła korzystnie składają się z pojedynczej rury lub rury koncentrycznej, dzięki czemu produkt lepki może łatwiej przechodzić. Elementy wymiennika ciepła 5 mogą być także łączone z podgrzewaniem przez iniektor lub infuzor. [0018] W rurze buforowej lub komorze przechowującej 6, która jest umieszczona za elementami wymiennika ciepła 5, produkt pozostaje przez 3 30 minut, korzystnie 5 20 minut i w korzystnym przykładzie wykonania przez przynajmniej 15 minut w żądanej temperaturze w celu osiągnięcia jak największej denaturacji. W przypadku zdenaturowanych białek serwatkowych przeznaczonych do produkcji sera czas zalegania to przynajmniej 15 minut. Rura buforowa lub komora przechowująca 6 zazwyczaj obejmuje przewód spiralny. Alternatywnie można użyć innej konfiguracji przewodu, który umożliwia zatrzymanie przez okres do 20 minut. [0019] Białko serwatkowe pozostając w elementach wymiennika ciepła 5 i w rurze buforowej lub komorze przechowującej 6 ulega denaturacji. Jednocześnie białko agreguje tj. zlepia się ze sobą. [0020] Po czasie zalegania w rurze buforowej lub komorze przechowującej 6 już zdenaturowany produkt serwatkowy jest przenoszony do jednego z elementów wymiennika ciepła 7, gdzie białka serwatkowe są schładzane do temperatury około 75 C. W korzystnym przykładzie wykonania elementy wymiennika ciepła 7 obejmują elementy rurowego wymiennika ciepła, ale można także użyć zgarniakowego wymiennika ciepła lub innych odpowiednich wymienników ciepła. Rurowe wymienniki ciepła korzystnie składają się z pojedynczej rury lub rury koncentrycznej, dzięki czemu produkt lepki może łatwiej przechodzić. [0021] Jako nośnik wymiany ciepła w elementach wymienników ciepła 5 i 7 w korzystnym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku stosowany jest zamknięty przewód wodny 8, który ogrzewa i schładza odpowiednio elementy wymienników ciepła 5 i 7. Zamknięty przewód ciepła posiada pompę odśrodkową 9 i wymiennik ciepła 10. Wymiennik ciepła 10 to

5 - 4 - korzystnie płytowy wymiennik ciepła, ale można także zastosować inne rodzaje wymienników ciepła. W wymienniku ciepła 10 woda w przewodzie wodnym jest ogrzewana przez gorącą wodę lub parę z przewodu 11. Aparat jest dostosowany do wysokiego wykorzystywania ciepła przez proces. [0022] Gotowy produkt, który jest zdenaturowany i zagregowany jest następnie przenoszony do przeróbki mechanicznej w sprzęcie do homogenizacji 12, który może być sprzętem do homogenizacji w homogenizatorze 4, gdzie produkt jest zmuszany do przechodzenia przez wąską przerwę. Ten sam homogenizator 4 może być stosowany do sprężania produktu w celu wykonywania procesu w pompie wysokociśnieniowej homogenizatora 4, ale w praktyce główne części homogenizatora 4 były oddzielone. Innymi słowy pompa wysokociśnieniowa i sprzęt do homogenizacji 12 wspomnianego homogenizatora 4 są w procesie według niniejszego wynalazku ustawione w aparacie w odmienny sposób. Alternatywnie można zastosować inne formy sprzętu do przeróbki mechanicznej takie jak mieszadło lub mieszarka. [0023] W wyniku przeróbki mechanicznej zdenaturowane i zagregowane białka serwatkowe są dzielone na drobne części. W innej części procesu pożądane jest uzyskanie białka rozdrobnionego w jak najwęższym zakresie rozmiaru cząstek. Jednocześnie w określonych zastosowaniach pożądana jest możliwość dostosowania wielkości cząstki. Dlatego w przykładzie wytwarzania sera chodzi o uzyskanie cząstek o wielkości od 3 do 10 µm. Łącząc różne parametry, takie jak wysokość przerwy homogenizującej lub inne rodzaje sprzętu do przeróbki mechanicznej możliwe jest uzyskanie gotowego produktu serwatkowego o pożądanej wielkości cząstki. Proces pozwala także uzyskać inne swoiste właściwości produktu, takie jak zdolność wiązania wody i gęstość. [0024] Gotowy produkt, który składa się ze zdenaturowanych i rozdrobnionych białek serwatkowych ma wskutek procesu nową konsystencję i smak przypominając śmietankową ciecz podobną do mleka. Sposób według niniejszego wynalazku, gdzie produkt zwykle znajduje się pod podwyższonym ciśnieniem powoduje zmniejszenie ryzyka jego zablokowania się podczas modyfikacji w procesie denaturacji i agregacji. [0025] Gotowy produkt jest następnie schładzany w wymienniku ciepła 13 i ten wymiennik ciepła może być także użyty według powyższego do ogrzewania surowca wchodzącego do procesu. W celu maksymalnego wykorzystania energii cieplnej, ogrzany gotowy produkt ogrzewa zimny surowiec w jednej lub więcej odcinków 14 wymiennika ciepła 13. W jednym lub więcej dodatkowych odcinkach 15 gotowy produkt jest dalej schładzany z wykorzystaniem jako ośrodka chłodzącego wody lodowatej wchodzącej do wymiennika ciepła 13 przez przewód 16. [0026] Produkt poddany mikropartykulacji opuszcza sprzęt przetwarzający przez przewód 17 i jest dalej przenoszony do zbiorników magazynujących, aby mógł być użyty na przykład do produkcji sera lub innej żywności. Alternatywnie produkt poddany mikropartykulacji może przechodzić bezpośrednio do innego sprzętu przetwarzającego, takie jak sprzęt odparowujący do produkcji sproszkowanej serwatki.

6 - 5 - [0027] Ponieważ będzie to oczywiste z powyższego opisu, niniejszy wynalazek realizuje sposób mikropartykulacji białek serwatkowych przez obróbkę cieplną i przeróbkę mechaniczną, co daje produkt o wysokiej denaturacji białka. Cząstki gotowego produktu mogą być dostosowane do celu, do którego produkt jest przeznaczony. Sposób według niniejszego wynalazku zapewnia także dezaktywację bakteriofagów w białkach serwatkowych. Sporządziła i zweryfikowała Dorota Rzążewska Rzecznik patentowy

7 - 6 - Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób obróbki koncentratu białek serwatkowych przez mikropartykulację, która obejmuje obróbkę cieplną i przeróbkę mechaniczną koncentratu białka, znamienny tym, że koncentrat białka przechodzi przez pompę wysokociśnieniową oraz tym, że koncentrat białka jest poddawany obróbce cieplnej przy ciśnieniu 4 8 MPa (40 80 bar), po czym koncentrat białka podlega przeróbce mechanicznej. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że pompa wysokociśnieniowa obejmuje pompę wysokociśnieniową w homogenizatorze (4), a przeróbka mechaniczna ma miejsce w sprzęcie do homogenizacji (12). 3. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że obróbka cieplna ma miejsce w jednym lub więcej elementów rurowego wymiennika ciepła (5). 4. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że obróbka cieplna ma miejsce w temperaturze C przez 3 30 minut. 5. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że obróbka cieplna ma miejsce w temperaturze C przez 3 30 minut. 6. Sposób według zastrzeżenia 4 albo 5, znamienny tym, że obróbka cieplna ma miejsce przez 5 20 minut. 7. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że obróbka cieplna ma miejsce w temperaturze 95 C przez 15 minut. Sporządziła i zweryfikowała Dorota Rzążewska Rzecznik patentowy

8 - 7 -