Veertien jaar technologische accumulatie: hoe we systematisch het probleem van de bittere smaak in gehydrolyseerde plantaardige eiwitten hebben opgelost

Gehydrolyseerde plantaardige eiwittenwordt veel gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie. Het vermogen om een ​​frisse smaak en een rijke textuur te bieden is een belangrijke bron voor het verbeteren van het smaakprofiel van producten. Het probleem van de bitterheid heeft echter al lange tijd de productie en toepassing van deze categorie geplaagd. Als onderneming met veertien jaar ervaring in het onderzoek en de productie van plantenextracten analyseerde Xi'an Le-Nutra Ingredients Inc. op basis van een grote hoeveelheid experimentele gegevens en industriële praktijken systematisch het moleculaire mechanisme van de vorming van bitterheid en zette een multidimensionaal ontbitteringstechnologiesysteem op. De volgende inhoud vertrekt vanuit het mechanisme en analyseert laag voor laag de toepasselijke scenario's en procespunten van verschillende ontbitteringsmethoden.

Na deGehydrolyseerde plantaardige eiwittendoor proteasen worden de grote moleculen afgebroken tot kleine peptidesegmenten en vrije aminozuren. De meeste van deze peptidesegmenten vertonen umami of rijkdom, maar sommige peptidesegmenten hebben, vanwege de aanwezigheid van hydrofobe aminozuurresiduen zoals leucine, fenylalanine en valine, hydrofobe gebieden blootgelegd die gemakkelijk in staat zijn zich te binden aan de bittere smaakreceptoren op het tongoppervlak, waardoor de perceptie van bitterheid wordt geactiveerd. Het is vermeldenswaard dat hoe dieper de hydrolysegraad, hoe groter de kans op het genereren van bittere peptiden. Dit betekent dat het nastreven van een hoge mate van hydrolyse om smaken vrij te geven onvermijdelijk tot het probleem van de bitterheid leidt. Deze tegenstrijdigheid is niet afhankelijk van veranderingen in de batches grondstoffen, maar komt voort uit de fundamentele aard van de eiwithydrolysereactie. Daarom kan het simpelweg vervangen van de grondstoffen het bitterheidsprobleem niet oplossen.

Enzymatische technologie voor het verwijderen van bitterheid - Met een duidelijk mechanisme en stabiel effect. De kern van het verwijderen van enzymatische bitterheid ligt in het gebruik van exopeptidasen (zoals aminopeptidase en carboxypeptidase) om achtereenvolgens aminozuurresten van het N-terminale of C-terminale uiteinde van het bittere peptide te verwijderen, waardoor het hydrofobe domein ervan wordt verstoord, zodat het peptidesegment niet langer het vermogen heeft om de bittere receptor te activeren. Dit proces verandert de totale hoeveelheid van het peptidesegment niet, maar past alleen de sequentiestructuur ervan aan, waardoor het de minste impact heeft op het algehele smaakprofiel.

Het stapsgewijze enzymatische hydrolyseproces dat in onze productielijn wordt toegepast, omvat eerst het gebruik van endopeptidase om grote eiwitmoleculen af ​​te breken in peptidesegmenten van gemiddelde lengte, gevolgd door het gebruik van exopeptidase voor gerichte ontzwavelingsbehandeling. De belangrijkste parameters van deze tweestapsmethode (temperatuur, pH, enzymdosering, reactietijd) zijn vastgelegd in onafhankelijke databases voor verschillende bronnen van plantaardige eiwitten (gehydrolyseerd soja-eiwit, gehydrolyseerd tarwe-eiwit, gehydrolyseerd erwteneiwit). Elke parametercombinatie is gedurende meer dan twee jaar continu geoptimaliseerd totdat deze een stabiele toestand bereikt. De R&D-afdeling voert nog steeds maandelijks vergelijkende tests uit om de haalbaarheid van alternatieve enzympreparaten of combinatieschema's te beoordelen.

Er zijn ook smaakproteasen op de markt die zowel interne als externe snijactiviteiten bezitten. Ze zijn gemakkelijker te bedienen. Volgens onze feitelijke testgegevens is de stapsgewijze verwerkingsmethode echter superieur aan de methode met één enzym in termen van procesbeheersbaarheid en de zuiverheid van de smaak van het eindproduct. Het is met name geschikt voor op maat gemaakte productiescenario's waarbij regelmatig van grondstof wordt gewisseld.

Het door enzymen ondersteunde ontzoeteffect is grondig en behoudt de natuurlijke smaak van het product goed. Vanwege de kosten van de enzympreparaten en de behoefte aan nauwkeurige procescontrole is het echter geschikter voor de markt voor smaakingrediënten uit het midden- tot hogere segment.

De adsorptiemethode maakt gebruik van poreuze materialen om de bittere peptiden in het hydrolysaat fysiek te adsorberen en te scheiden. Algemeen gebruikte adsorbentia omvatten poedervormige actieve kool, diatomeeënaarde en macroporeuze adsorptieharsen. Studies hebben aangetoond dat onder de omstandigheden van toevoeging van 1% actieve kool in poedervorm, pH 5,0, temperatuur 65 graden en reactietijd 15 minuten, de bitterheid van gehydrolyseerd soja-eiwit aanzienlijk kan worden verminderd.

De voordelen van de adsorptiemethode liggen in de lage investering in apparatuur, de korte bedrijfscyclus en het gemak van opschalen voor productie. Het is echter noodzakelijk om de dosering van het adsorbens en de contacttijd strikt te optimaliseren, omdat actieve kool geen absolute selectiviteit heeft bij het adsorberen van bittere peptiden. Overmatige of langdurige behandeling kan resulteren in het gelijktijdige verlies van umami-aminozuren (zoals glutaminezuur en asparaginezuur) en kleinmoleculaire smaakstoffen. Ons bedrijf heeft adsorptie-isothermen opgesteld voor elke partij op maat gemaakte producten op de pilotlijn om de optimale balans tussen ontzoetingsefficiëntie en smaakbehoud te garanderen.

De maskerings- en desensibilisatiestrategie vanGehydrolyseerde plantaardige eiwittenverandert de chemische structuur van de bittere peptiden niet. In plaats daarvan worden ze fysiek ingekapseld met behulp van inbeddingsmaterialen om te voorkomen dat de smaakpapillen ermee in contact komen. Vanwege de unieke hydrofobe structuur van de binnenholte heeft -cyclodextrine een uitstekend inkapselingsvermogen voor bittere peptiden, en een toevoeging van 1% kan een significant effect produceren.

Deze methode is goedkoop en eenvoudig te bedienen, en is geschikt voor kostengevoelige massaproductieproducten. Het inbeddingsvermogen heeft echter een bovengrens. Wanneer de concentratie bittere peptiden te hoog is, is het inbeddingseffect onvoldoende. Daarom wordt het vaak gebruikt als aanvullende methode en gecombineerd met enzymatische hydrolyse- of adsorptieprocessen om de uiteindelijke sensorische kwaliteit te garanderen en tegelijkertijd de kosten onder controle te houden.

De broncontrolestrategie voor HVP heeft tot doel de neiging van bittere peptiden om zich te vormen te verminderen door de parameters van het hydrolyseproces te optimaliseren.

Gerichte enzymhydrolysestrategie: Door proteïnasen te screenen met specifieke voorkeur voor specifieke splitsingsplaatsen en de hydrolysegraad en temperatuurcurve nauwkeurig te controleren, wordt het aandeel bittere peptiden in de hydrolyseproducten geminimaliseerd. Ons bedrijf heeft kinetische hydrolysegegevens verzameld van verschillende substraten (soja-eiwitisolaat, tarwegluteneiwit, erwteneiwit) onder verschillende enzymsystemen en kan op maat gemaakte enzymatische hydrolyse-oplossingen voor klanten bieden.

Zuurondersteunde verwerking: Sommige literatuur meldt dat het toevoegen van melkzuur tijdens de zure hydrolyse van plantaardige eiwitten de bitterheid effectief kan verminderen en de rijke smaak kan verbeteren. Door bijvoorbeeld 3 uur op 110 graden te behandelen met 1% melkzuur, of op 120 graden gedurende 2 uur met 3% melkzuur, kunnen deze effecten worden bereikt. Dit proces is met succes toegepast in een aantal op maat gemaakte producten van ons bedrijf en heeft positieve feedback gekregen van klanten.

De tolerantie voor bitterheid en de smaakkenmerken die vereist zijn voor verschillende eindproducten variëren aanzienlijk. Op basis hiervan heeft ons bedrijf een classificatieresponssysteem opgezet:

Het elimineren van de bittere smaak uitGehydrolyseerde plantaardige eiwittenkan niet volledig worden bereikt met één enkele methode. In plaats daarvan vereist het de uitgebreide toepassing van verschillende technieken, zoals enzymatische hydrolyse, adsorptie, maskering en bronregulering, en moet deze flexibel worden gecombineerd afhankelijk van de bron van de grondstoffen, de mate van hydrolyse en de beoogde toepassing. Ons bedrijf, dat gebruik maakt van 14 jaar ervaring in onderzoek en ontwikkeling van plantenextracten en een multifunctionele productielijn met een jaarlijkse capaciteit van 3000 ton, is in staat klanten te voorzien van een volledige ontbitteringsoplossing, van pilottests tot massaproductie. Tegelijkertijd garanderen we, vertrouwend op het kwaliteitssysteem van GMP-, ISO- en FDA-normen en een traceerbare toeleveringsketen, de stabiele levering van elke partij producten. In de toekomst zullen we diepgaand onderzoek blijven doen naar de smaakoptimalisatie van gehydrolyseerde plantaardige eiwitten, waardoor we smaakingrediënten van hogere kwaliteit kunnen leveren voor de mondiale voedingsindustrie.

Met een trackrecord van 14 jaar op het gebied van plantenextracten en uitgebreide praktische ervaring in meer dan 40 landen en meer dan 180 klanten wereldwijd, hebben we onze productprocessen voortdurend geoptimaliseerd op basis van de behoeften van de klant, waardoor we echt plantaardige grondstoffen kunnen leveren die smaakproblemen oplossen.

Adres: Kamer 21111, 21112, gebouw D, Haibo Square, Fengcheng 9 Road, ETDZ, Xi'an, Shaanxi, China
Telefoon: 86-29-86518603
E-mail:info@lenutra.com | aimee@lenutra.com
Whatsapp: +86 15209233790
Website: https://www.lenutra.com/

Naam: Jerry Tang

Functie: Specialist botanische extracten|Compliance-expert

Bio:We hebben meer dan 10 jaar ervaring in het optimaliseren van de wereldwijde toeleveringsketen van plantenextracten. Ons bedrijf zorgt voor een veilige voorraad van 30 dagen en elimineert kritische tekorten. Elke batch producten ondergaat HPLC-testen, bewaart monsters en wordt geleverd met volledige certificaten (COA). De fabriek kan hertesten door derden, kleine batchmonsters en op maat gemaakte verpakkingsdiensten rechtstreeks ondersteunen. Als er sprake is van compliance- of leveringsproblemen, neem dan contact met ons op.