RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 165810 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 290029 (22) Data zgłoszenia: 25.04.1991 (51) Int.Cl.5: A23L 1/32 A23L 1/015 (54) Sposób usuwania cholesterolu z żółtka jaja (30) Pierwszeństwo: 26.04.1990,DE,P.4013367 (73) Uprawniony z patentu: SK W Trostberg Aktiengesellschaft, Trostberg, DE (43)Zgłoszenie ogłoszono: 04.11.1991 BUP 22/91 (72) Twórcy wynalazku: Ja n Cully, Garching/Alz, DE Heinz-Rüdiger Vollbrecht, Altenmarkt, DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 28.02.1995 WUP 02/95 (74) Pełnomocnik: Durka Mieczysław, PATPOL Spółka z o.o. PL (57) 1. Sposób usuwania cholesterolu z żółtka jaja przez dodanie adsorbenta i oddzielenie utworzonego kompleksu, znamienny tym, że a) najpierw przez dodanie wodnego roztworu węglanu amonu albo NaCl wytwarza się rozcieńczoną mieszaninę żółtka jaja, potem b) rozcieńczoną mieszaninę żółtka jaja poddaje się wymieszaniu ze stałym adsorbentem albo środkiem kompleksującym dotąd aż cholesterol jest zaadsorbowany lub kompleksowany i następnie c) naładowany cholesterolem stały adsorbent albo utworzony kompleks cholesterolu oddziela się od mieszaniny żółtka jaja i potem d) usuwa się ponownie węglan amonu lub NaCl i ewentualnie wodę. 165810 B1
Sposób usuwania cholesterolu z żółtka jaja Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób usuwania cholesterolu z żółtka jaja przez dodanie adsorbenta i oddzielenie utworzonego kompleksu, znamienny tym, że a) najpierw przez dodanie wodnego roztworu węglanu amonu albo NaCl wytwarza się rozcieńczoną mieszaninę żółtka jaja, potem b) rozcieńczoną mieszaninę żółtka jaja poddaje się wymieszaniu ze stałym adsorbentem albo środkiem kompleksującym dotąd aż cholesterol jest zaadsorbowany lub kompleksowany i następnie c) naładowany cholesterolem stały adsorbent albo utworzony kompleks cholesterolu oddziela się od mieszaniny żółtka jaja i potem d) usuwa się ponownie węglan amonu lub NaCl i ewentualnie wodę. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie a) dodaje się wodny roztwór węglanu amonu, dotąd aż stężenie amonu wynosi 0,5 do 2,5% wagowych w odniesieniu do ogólnego ciężaru rozcieńczonej mieszaniny żółtka jaja. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodaje się 0,3 do 20% wagowych węglanu amonu, w odniesieniu do ciężaru wyjściowego żółtka jaja. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że dodaje się 1 do 5% wagowych węglanu amonu. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie a) dodaje się wodny roztwór NaCl, dotąd aż stężenie NaCl wynosi 2 do 10% wagowych, w odniesieniu do ogólnego ciężaru rozcieńczonej mieszaniny żółtka jaja. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że nastawia się stężenie NaCl wynoszące 4 do 6% wagowych, w odniesieniu do ogólnego ciężaru rozcieńczonej mieszaniny żółtka jaja. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie a) dodaje się wodę w ilości wynoszącej 10 do 200% wagowych, w odniesieniu do ciężaru wyjściowego żółtka jaja. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że wodę dodaje się w ilości wynoszącej 50 do 100% wagowych, w odniesieniu do ciężaru wyjściowego żółtka jaja. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie b) jako środek kompleksujący stosuje się β-cyklodekstrynę. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stały adsorbent, lub środek kompleksujący stosuje się w ilości wynoszącej 3 do 40% wagowych, w odniesieniu do suchej masy żółtka jaja. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie b) utrzymuje się temperaturę wynoszącą 0 do 10 C. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie c) naładowany cholesterolem adsorbent, lub kompleks cholesterolu odwirowuje się od rozcieńczonej mieszaniny żółtka jaja. 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie d) usuwa się węglan amonu, ewentualnie razem z wodą, przez ogrzewanie w temperaturze 40 do 90 C. 14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że ogrzewa się do temperatury 55 do 70 C. 15. Sposób według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że ogrzewa się pod zmniejszonym ciśnieniem. 16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie d) usuwa się NaCl przez ultrafiltrację albo/i elektrolizę. * * * Wynalazek dotyczy wielostopniowego sposobu usuwania cholesterolu z żółtka jaja. Cholesterol i estry cholesterolu, określane dalej obydwa jako cholesterol, są substancjami lipofilowymi, które występują w licznych ważnych produktach żywnościowych pochodzenia zwierzęcego takich jak np. żółtka jaja, mięso, tłuszcze zwierzę ce itd.
165 810 3 Podwyższone wartości cholesterolu w surowicy krwi człowieka stanowią jak wiadomo zwiększający czynnik ryzyka dla stwardnienia tętnic lub wieńcowej choroby serca. Przez zredukowanie dopływu cholesterolu możliwie jest w większości przypadków patologicznych osiągnięcia ponownie normalnych wartości cholesterolu w surowicy krwi. Z tego powodu dążenia przemysłu środków żywnościowych są skierowane w głównych zarysach na to, aby podejmować wyraźne zredukowanie cholesterolu w bogatych w tłuszcz produktach żywnościowych pochodzenia zwierzęcego. Istotnym problemem jest przy tym to, aby otrzymać w znacznym stopniu właściwości sensoryczne i żywieniowo-fizjologicznie środków spożywczych. Według stanu techniki jest już wprawdzie znany szereg sposobów wyodrębniania cholesterolu, jednak metody te z powodu chemicznych zmian ważnych składników materiału wyjściowego (jak np. proteiny, trójglicerydy itd.) nie nadają się do zredukowania zawartości cholesterolu w środkach spożywczych. Stosunkowo chroniący sposób, który poznano dopiero w ostatnim czasie, posługuje się do usuwania cholesterolu wysokociśnieniową ekstrakcją CO2 (por. V. Krukonis, Supercritical Fluid Processing, International Symposium on Supercritical Fluids, Nice, 1988). Ten sposób wyróżnia się wprawdzie tym, że środek ekstrakcyjny (CO2) nie budzi zastrzeżeń, jednak praca pod wysokim ciśnieniem jest technicznie dość nakładochłonna. Oprócz tego tym sposobem nie można usuwać cholesterolu w warunkach chroniących selektywnie, ponieważ zostają wyekstrahowane razem również trójglicerydy. Polepszenie selektywności przez podwyższenie temperatury jest wprawdzie zasadniczo możliwe, jednak wpływa ujemnie na naładowanie CO2 cholesterolem i na jakość otrzymanego produktu. Inny znany sposób usuwania pochodnych cholesterolu stanowi kompleksowanie tych substancji za pomocą β-cyklodekstryny. Tak np. według opisu patentowego EP-A nr 326 469 proszek żółtka jaja po homogenizowaniu go z wodą w ciągu 5 godzin miesza się z β-cyklodekstryną w temperaturze 40 C i otrzymany kompleks oddziela się przez odwirowanie. W ten sposób można zredukować zawartość cholesterolu jednak tylko do maksymalnie 74% wartości wyjściowych. Według sposobu nie opublikowanego niemieckiego zgłoszenia patentowego nr P 3 928 258.9 wyłącznie osocze żółtka jaja, które otrzymano z żółtka jaja za pomocą środka łamiącego emulsję (woda) po odwirowaniu frakcji LDL granulatu, zadaje się β-cyklodekstryną. Następnie tak obrobione osocze żółtka jaja po oddzieleniu β-cyklodekstryny łączy się ponownie z frakcją LDL granulatu. Oddzielenia osocza żółtka jaja od frakcji granulatu LDL (lipoprotein o małej gęstości) i od kompleksu β-cyklodekstryny-cholesterolu sprawiają jednak w niektórych przypadkach trudności. Zadaniem wynalazku jest dlatego rozwinięcie sposobu usuwania cholesterolu z żółtka jaja, który nie wykazuje wymienionych wad stanu techniki, i umożliwia z niewielkim nakładem technicznym i w chroniących warunkach w znacznym stopniu selektywne zredukowanie tych substancji. Zadanie to według wynalazku rozwiązano w sposób, który charakteryzuje się tym, że a) najpierw przez dodanie wodnego roztworu węglanu amonu albo NaCl wytwarza się rozcieńczoną mieszaninę żółtka jaja, potem b) rozcieńczoną mieszaninę żółtka jaja poddaje się wymieszaniu ze stałym adsorbentem albo środkiem kompleksującym dotąd, aż cholesterol jest adsorbowany, lub kompleksowany i następnie c) naładowany cholesterolem stały adsorbent albo utworzony kompleks cholesterolu oddziela się od mieszaniny żółtka jaja i potem d) usuwa się ponownie węglan amonu lub NaCl i ewentualnie wodę. Nieoczekiwanie okazało się, że według wynalazku otrzymuje się produkty żółtka jaja o niskiej ogólnej zawartości cholesterolu i dobrych właściwościach sensorycznych. W ramach wynalazku przez cholesterol określa się zarówno sam cholesterol jak również estry cholesterolu. W sposobie według wynalazku w pierwszym etapie przez dodanie wodnego roztworu węglanu amonu albo NaCl wytwarza się rozcieńczoną mieszaninę żółtka jaja, przy czym
4 165 810 przez dodanie węglanu amonu albo NaCl zapobiega się łamaniu emulsji i tworzeniu frakcji granulek LDL. Ilość roztworu węglanu amonu można zmieniać w szerokich granicach. Szczególnie korzystne okazało się takie dobieranie dodatku węglanu amonu, aby występował on w stężeniu 0,5 do 2,5% wagowych, w odniesieniu do ogólnego ciężaru rozcieńczonej mieszaniny żółtka jaja. Roztwór węglanu amonu można wytwarzać przed dodaniem do żółtka jaja albo in situ przez oddzielne dodawanie wody i węglanu amonu. W odniesieniu do ciężaru wyjściowego żółtka jaja węglan amonu powinien być dodany korzystnie w ilości 0,3 do 20% wagowych, szczególnie korzystnie 1 do 5% wagowych. Węglan amonu obejmuje w ramach wynalazku NH4HCO3 i (NH4)2CO3. Jeśli w etapie a) sposobu według wynalazku dodaje się roztwór NaCl, to obowiązuje w zasadzie w taki sam sposób to, co powiedziano wyżej w odniesieniu do roztworu węglanu amonu. Z roztworem NaCl doprowadza się korzystnie tyle NaCl, że uzyskuje się stężenie NaCl wynoszące 2 do 10% wagowych, w odniesieniu do ogólnego ciężaru rozcieńczonej mieszaniny żółtka jaja. Szczególnie korzystne jest stężenie NaCl wynoszące 4 do 6% wagowych. Dodatek wody w ramach rozcieńczania żółtka jaja za pomocą roztworu wodnego powinien wynosić korzystnie 10 do 200%, wagowych, szczególnie korzystnie 50 do 100% wagowych, w odniesieniu do ciężaru wyjściowego żółtka jaja. W drugim etapie sposobu następuje potem usuwanie cholesterolu z mieszaniny żółtka jaja przez adsorpcję na odpowiedniej substancji stałej albo przez kompleksowanie za pomocą odpowiedniego środka kompleksującego. Jako środki adsorpcyjne można stosować zwykłe, niepolarne substancje jak np. węgiel aktywny, żel krzemionkowy z odwróconą fazą i podobne. Szczególnie korzystne okazało się zastosowanie środka kompleksującego, jak np. β-cyklodekstryny, który umożliwia szczególnie selektywne oddzielanie cholesterolu. Ilość środka adsorpcyjnego lub środka kompleksującego można zmieniać w szerokich granicach, jednak korzystnie stosuje się 3 do 40% wagowych adsorbenta lub środka kompleksującego, w odniesieniu do suchej masy żółtka jaja. Przy tym naładowaniu adsorbenta lub kompleksowaniu, które można przeprowadzić znanymi metodami, jak np. przez proste zarabianie albo mieszanie, usuwa się zależnie od rodzaju i ilości użytego adsorbenta lub środka kompleksującego około 80 do 95% cholesterolu, podczas gdy pozostałe składniki żółtka jaja pozostają w znacznym stopniu w fazie ciekłej. Etap drugi można przeprowadzić w temperaturze pokojowej, korzystnie jednak stosuje się temperaturę obniżoną od 0 do 10 C. W trzecim etapie sposobu według wynalazku naładowany cholesterolem adsorbent lub kompleks cholesterolu oddziela się od ciekłej mieszaniny żółtka jaja, przy czym nadają się do zastosowania przejęte w technice procesy i metody oddzielania substancji stałych i cieczy. Z powodu szybkiego i całkowitego oddzielania korzystne jest według wynalazku odwirowywanie. Inne sposoby rozdzielania, jak np. filtracja, są również przydatne. N a ogół adsorbent lub środek kompleksujący można stosować ponownie po jego regeneracji. Uwolnioną od cholesterolu w etapie c) mieszaninę żółtka jaja można poddawać bezpośrednio dalszej obróbce na produkty żółtka jaja. Zaleca się jednak z przyczyn jakości smakowej ponowne usuwanie węglanu amonu albo NaCl. W czwartym etapie sposobu usuwa się dlatego ponownie NaCl albo/i węglan amonu, i ewentualnie wodę, z mieszaniny żółtka jaja. Usuwanie można przeprowadzić w przypadku węglanu amonu przez ogrzewanie do temperatury 40 do 90 C, korzystnie 55 do 70 C. NaCl usuwa się korzystnie przez ultrafiltrację albo/i elektrodializę. W razie potrzeby można również jednocześnie albo oddzielnie usuwać wodę całkowicie albo częściowo, np. przez proste suszenie rozpyłowe albo odparowanie pod zmniejszonym ciśnieniem. W ten sposób otrzymuje się zależnie od stopnia wysuszenia ciekłe albo sproszkowane żółtka jaja o zawartości ogólnej cholesterolu zredukowanej o około 80 do 95%. Na podstawie tego dobrego zredukowania zawartości cholesterolu związanego z niewielkim nakładem technicznym i dobrej jakości sensorycznej otrzy-
165 810 5 manych produktów żółtka jaja sposób według wynalazku nadaje się szczególnie dobrze do technicznego przeprowadzenia. Następujące przykłady wyjaśniają bliżej wynalazek jednak go nie ograniczając. Przykład I. 2 kg żółtka jaja o ogólnej zawartości cholesterolu wynoszącej 1,2% rozcieńczono za pomocą 2 kg wody destylacyjnej. Następnie dodano 50 g węglanu amonu (NH4)2CO3. Następnie do rozcieńczonej mieszaniny żółtka jaja dodano 280 g β-cyklodekstryny i mieszano w ciągu 30 minut w temperaturze 10 C. Następnie naładowaną β-cyklodekstrynę oddzielono przez odwirowanie od mieszaniny żółtka jaja. Rozcieńczoną mieszaninę żółtka jaja poddano wreszcie krótkotrwałej obróbce pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze 50 C, przy czym zostały usunięte węglan amonu i dodana woda. Jako produkt otrzymano żółtko jaja o ogólnej zawartości cholesterolu wynoszącej 0,18%, co odpowiada 85% zredukowaniu w porównaniu z nieobrabianym żółtkiem jaja. Przykład II. 2 kg żółtka jaja o ogólnej zawartości cholesterolu wynoszącej 1,2% rozcieńczono za pomocą 1 kg wody destylowanej i dodano 75 kg węglanu amonu NH4HCH3. Następnie do otrzymanej mieszaniny żółtka jaja dodano 280 g β-cyklodekstryny, mieszano w ciągu 60 minut w temperaturze 15 C i następnie odwirowano. W ten sposób otrzymano rozcieńczoną mieszaninę żółtka jaja i węglanu amonu o ogólnej zawartości cholesterolu wynoszącej 0,14%. Tę mieszaninę przez suszenie rozpyłowe w temperaturze 75 C uwolniono od węglanu amonu i wody, i poddano przeróbce na proszek żółtka jaja o ogólnej zawartości cholesterolu wynoszącej 0,4%, co odpowiada 83% zredukowaniu cholesterolu w porównaniu z nietraktowanym proszkiem żółtka jaja. Przykład III. 2 kg żółtka jaja o zawartości cholesterolu wynoszącej 1,2% poddano obróbce wstępnej w ten sposób, że żółtko jaja poddaje się wymieszaniu z 2 kg wodnego 10% wagowo roztworu NaCl. Następnie do mieszaniny żółtka jaja i soli dodano 280 g β-cyklodekstryny i mieszano w ciągu 30 minut w temperaturze 5 C. Potem naładowaną β-cyklodekstrynę oddzielono przez odwirowanie od fazy żółtka jaja. Rozcieńczoną mieszaninę żółtka jaja poddano wreszcie ultrafiltracji z przepływem krzyżowym, przy czym zawartość wilgoci nastawiono na wartość pierwotną i zawartość NaCl została podzielona w przybliżeniu na połowę. Wreszcie przez etap elektrodializy obniżono zawartość NaCl do wartości około 0,3%. Jako produkt otrzymano żółtko jaja o ogólnej zawartości cholesterolu wynoszącej 0,1 2%, co odpowiada 90% zredukowaniu w porównaniu z nietraktowanym żółtkiem jaja.
165 810 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.