Development of manufacturing processes of whey protein hydrolyzates using membrane technology. Part 1. Selection of enzyme preparation for hydrolysis in enzymatic membrane reactor | Разработка технологии производства гидролизатов сывороточных белков молока с использованием мембранной техники. Часть 1. Подбор ферментного препарата для проведения гидролиза в ферментативном мембранном реакторе

Английский. Hydrolysis is used to obtain much better composition products with a high degree of digestibility, eliminated antigenic sequences contained in native proteins, and without any flavour defects. A technology for producing hydrolysates of whey proteins with a controlled peptide composition by using an enzymatic membrane reactor was developed. A specific technology is used for ensuring a continuous process of substrate enzyme hydrolysis, during which the latter is separated from the fermentative medium by a selective membrane. When a protein hydrolysate technology is developed, the key element is to select the kind of proteolytic enzymes that would ensure fullest substrate conversion with the required molecular mass distribution of hydrolysis products. The following high-performance enzyme preparations were tested for hydrolysis of whey proteins: Alcalase 2.4L (Novozymes A/S, Denmark) and Pancreatin (ABC FarmaceuticiS. p. A., Italy). Enzyme preparation Alcalase 2.4L was found to be the most promising one. The research effort yielded data on the parameters of the process of whey protein hydrolysis, which were used for optimized parameters for whey protein hydrolysis with the Alcalase enzyme preparation: substrate concentration - 4.3%, and enzyme introduction dosage – 0.5%, temperature – 65 deg C. Hydrolysate yield with optimal hydrolysis parameters is 70%. At optimal temperature, almost complete hydrolysis of protein in the substrate was observed in as little as 60 min.

Русский. Известно, что при помощи гидролиза можно получать продукты улучшенного состава, обладающие высокой степенью перевариваемости, с устраненными антигенными последовательностями, содержащимися в нативных белках и отсутствием дефектов вкуса. Разрабатывали технологию гидролизатов сывороточных белков с регулируемым пептидным составом на базе ферментативного мембранного реактора. Использована специфическая технология, позволяющая вести непрерывный процесс ферментативного гидролиза субстрата, при котором последний отделяется от ферментативной среды при помощи селективной мембраны. Ключевым элементом при создании технологии белковых гидролизатов является подбор вида протеолитических ферментов, обеспечивающих максимально полную конверсию субстрата при требуемом молекулярно-массовом распределении продуктов гидролиза. Для гидролиза сывороточных белков испытывали высокоэффективные ферментные препараты: Alcalase 2.4L (Novozymes A/S, Дания) и Панкреатин (ФВС Фармацойтичи С. п. А., Италия). Наиболее подходящим был признан ферментный препарат Alcalase 2.4L. В ходе работы были получены данные по параметрам процессов гидролиза сывороточных белков, использованные для оптимизации технологии гидролиза в мембранном реакторе. Методом факторного эксперимента были оптимизированы параметры гидролиза сывороточных белков ферментным препаратом Alcalase: концентрация субстрата 4,3%, доза внесения фермента 0,5%, температура 65 град. С. Выход гидролизата при оптимальных параметрах гидролиза достигает 70%. Практически полный гидролиз белка в субстрате при оптимальной температуре наблюдается уже через 60 мин.