Способ получения белкового изолята канолы

Способ получения белкового изолята канолы

Реферат

Ссылка на родственные заявки

В настоящей заявке испрашивается дата приоритета в соответствии со статьей 35 USC 119(е) по одновременно поданным предварительным заявкам на патенты США №№ 60/389957 (подана 20 июня 2002) и 60/432985 (подана 6 ноября 2002).

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу выделения белкового изолята из муки семян канолы.

Предшествующий уровень техники

В патентах США №№ 5844086 и 6005076 ("Murrey II"), переуступленных патентовладельцу настоящего изобретения, и содержание которых включено в настоящее изобретение как ссылки, описан способ выделения белковых изолятов из муки семян масличных культур, содержащей значительное количество жира, включая муку из семян канолы, имеющих достаточное содержание жира. В этом способе предусмотрены стадии, которые включают растворение белкового материала из муки семян масличных культур, сопровождающееся также растворением содержащегося в муке жира, и удаление жира из полученного водного белкового раствора. Отделение водного белкового раствора от остаточной муки из семян масличных культур можно проводить до или после стадии удаления жира. Затем обезжиренный раствор белка концентрируют с целью повышения концентрации белка при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора, после чего концентрированный белковый раствор может быть подвергнут дополнительному удалению жира на следующей стадии. Затем концентрированный белковый раствор разбавляется, что приводит к образованию клубовидной массы сильно агрегированных белковых молекул в виде дискретных белковых капель в мицеллярной форме. После осаждения белковых мицелл получают агрегированную, слитую, плотную аморфную клейкую массу белкового изолята, похожую на клейковину, обозначенную термином «белковая мицеллярная масса», или БММ, которая отделяется от остаточной водной фазы и высушивается.

Белковый изолят имеет содержание белка (которое определяют по анализу азота по Кьельдалю, или другим удобным методом, N×6,25), по меньшей мере, приблизительно 90 мас.%, и представляет собой преимущественно неденатурированный белок (что установлено методом дифференциальной сканирующей калориметрии) и имеет низкое остаточное содержание жира. Используемый здесь термин «содержание белка» означает количество белка в белковом изоляте в расчете на сухое вещество. Выход белкового изолята, полученного с использованием этого способа, в расчете на долю белка, экстрагированного из муки из семян масличных культур и выделенного в виде сухого белкового изолята, составляет менее 40 мас.%, обычно около 20 мас.%.

Способ, описанный в вышеуказанных патентах Murrey II, был разработан с целью модификации и усовершенствования способа получения белкового изолята из множества материалов - источников белка, включая семена масличных культур, как описано в патенте США № 4208323 (Murrey IB). Мука из семян масличных культур, которая вырабатывалась в 1980 г., когда был опубликован патент США № 4208323, не содержала столько жира, сколько мука из масличных семян канолы, полученная во время патентов Murrey II, и поэтому способ, описанный в патенте Murrey IB, не может быть применен для получения белкового материала из муки семян масличных культур с содержанием белка свыше 90%. В описании патента Murrey IB нет конкретных сведений о проведении экспериментов с использованием рапсовой муки (канолы) в качестве исходного сырья.

Способ по патенту Murrey IB, по сути, был разработан с целью усовершенствования способа, описанного в патентах США № 4169090 и 4285862 (Murrey IA), за счет введения стадии концентрирования раствора до его разбавления с образованием белковой мицеллярной массы. В патентах Murrey IA описан один эксперимент с использованием семян рапса, однако не приведена какая-либо информация о чистоте продукта. Стадия концентрирования, описанная в патенте Murrey IB, обеспечивает повышение выхода белкового изолята приблизительно от 20 мас.% по сравнению со способом Murrey IA.

Одним из недостатков, которым обладает белковый изолят канолы, полученный в упомянутых выше способах уровня техники, является его относительно темно-желтый оттенок и нежелательный запах. Сообщалось, что эти недостатки белковых продуктов канолы, в том числе муки, обусловлены наличием фенольных соединений. В каноле содержится приблизительно в десять раз больше фенольных соединений, чем в соевых бобах, причем они могут включать синапин и конденсированные таннины. При окислении фенольные соединения могут приводить к появлению темного окрашивания. Эта проблема является особенно острой для белковых продуктов канолы, полученных путем изоэлектрического осаждения, при котором в сильно щелочной среде происходит быстрое окисление фенольных соединений в хиноны, которые затем взаимодействуют с белком и его растворами. Кроме того, в образование окрашивания могут вносить вклад и другие соединения.

Краткое описание изобретения

В этой заявке разработан усовершенствованный способ получения белкового изолята канолы, в котором семена канолы обрабатывают, чтобы получить белковую муку канолы; белковую муку канолы экстрагируют с образованием водного белкового раствора, водный белковый раствор концентрируют и белковый изолят канолы выделяют из концентрированного водного белкового раствора.

Фенольные соединения экстрагируют из муки канолы на стадии экстракции, причем количество присутствующих свободных фенолов может быть оценено по ультрафиолетовому (УФ) поглощению при длине волны 330 нм (АЗЗО). Такие фенолы подвержены окислению в хиноны, которые взаимодействуют с белками и образуют окрашенные соединения, которые способны поглощать более длинноволновое излучение. Определение поглощения при 420 нм (А420) обеспечивает более точное измерение фактического видимого желтого окрашивания изолята и белковых растворов канолы. В настоящем изобретении в ходе обработки с целью получения белкового изолята канолы предусмотрены стадии для удаления фенольных соединений, для того чтобы они не смогли привести к образованию видимых окрашенных компонентов и, таким образом, ингибировать окисление фенольных соединений до видимых окрашенных компонентов и удалить другие видимые окрашенные компоненты.

Усовершенствование, предоставляемое в одном замысле настоящего изобретения, включает осуществление, по меньшей мере, одной технологической стадии в ходе описанного выше процесса, которая приводит к белковому изоляту канолы, имеющему меньшую степень окрашивания. Заявители разработали многосторонний подход к этому технологическому процессу, причем могут быть использованы одна или несколько стадий, которые включают:

переработку семян канолы,

обработку муки,

использование конкретной формы белковой муки канолы,

осуществление экстракции белка канолы в специфических условиях,

переработку экстракта,

переработку выделенного белкового изолята канолы.

Могут быть использованы два или более таких технологических процессов, причем часто применяются сочетания технологических процессов.

При осуществлении переработки семян технологический процесс включает, по меньшей мере, инактивацию мирозиназы в нелущеных семенах. В результате инактивации мирозиназы исключаются любые каталитические воздействия мирозиназы на разложение глюкозинолатов в сернистые соединения, которые не являются питательными веществами, но дают вклад в показатели вкуса и цвета.

Стадия обработки муки может включать экстракцию муки органическим растворителем, смешивающимся с водой, который включает спирты, такие как этанол, для того чтобы экстрагировать фенольные соединения и/или другие окрашивающие компоненты.

Когда используется конкретная партия белковой муки канолы, такая мука может не содержать растворителя, ее получают путем удаления на воздухе остаточного растворителя из продукта экстракции муки масличных семян канолы при температуре 50°С, обычно при температуре окружающей среды, приблизительно от 15°С до 30°С.

Кроме того, конкретная партия белковой муки канолы может представлять собой обжаренную при низкой температуре муку масличных семян канолы, которую получают путем удаления остаточного растворителя из продукта экстракции муки масличных семян канолы при повышенной температуре приблизительно ниже 100°С.

Если технологическая стадия включает стадию экстракции, эта стадия может быть осуществлена в присутствии антиоксиданта, для того чтобы ингибировать окисление фенольных соединений и образование видимых окрашенных компонентов. Альтернативно или в сочетании водный белковый раствор, образовавшийся на стадии экстракции, может быть обработан, по меньшей мере, одним агентом, адсорбирующим окрашивающие компоненты. Кроме того, альтернативно обработка, по меньшей мере, одним агентом, адсорбирующим окрашивающие компоненты, может быть осуществлена с концентрированным раствором белка канолы, образовавшимся на стадии концентрирования.

Если технологическая стадия включает стадию концентрирования, то концентрированный водный раствор белка канолы подвергается диафильтрации, для того чтобы удалить окрашивающие компоненты из концентрированного раствора белка канолы. Диафильтрация может быть проведена с использованием водного раствора, содержащего антиоксидант, для того чтобы ингибировать окисление фенольных соединений и образование видимых окрашенных компонентов в ходе диафильтрации.

Если технологическая стадия включает выделенный белковый изолят канолы, то эта технологическая стадия может включать экстракцию белкового изолята канолы с использованием водно-спиртовых растворов, таких как водный этанол, для того чтобы экстрагировать фенольные соединения и/или видимые окрашивающие компоненты из изолята белка канолы.

Белковый изолят канолы может быть извлечен из концентрированного водного белкового раствора путем добавления концентрированного водного раствора в охлажденную воду с образованием белковой мицеллярной массы и отделением белковой мицеллярной массы от надосадочной жидкости.

Надосадочная жидкость может быть обработана с целью извлечения из нее дополнительного белкового изолята канолы, подвергая концентрированную надосадочную жидкость диафильтрации, для того чтобы удалить фенольные соединения и/или видимые окрашивающие компоненты из концентрированной надосадочной жидкости, с последующим извлечением белкового изолята канолы из диафильтрованной надосадочной жидкости, таким как сушка диафильтрованной надосадочной жидкости.

За счет предотвращения образования окрашивания и улучшения цвета белкового изолята канолы этот продукт может иметь более широкую область использования. Предполагается, что удаление и предотвращение образования окрашивающих компонентов согласно изобретению также улучшает запах белкового изолята канолы.

Белковый изолят, полученный по способу согласно изобретению, может быть использован в таких традиционных областях применения белковых изолятов, как добавление белков в пищевые продукты, эмульгирование масел, формирование структуры хлебобулочных изделий и пенообразователи в продуктах, удерживающих газы. Кроме того, белковый изолят может быть сформован в виде белковых волокон, которые используются в заменителях мяса, в качестве заменителя яичного белка или наполнителя в пищевых продуктах, в которых яичный белок применяется как связующий агент. Белковый изолят канолы может использоваться также как питательная добавка. К другим сферам применения белкового изолята канолы относятся корма для домашних и сельскохозяйственных животных, промышленная переработка, производство косметических изделий и индивидуальных средств ухода.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения разработан способ получения белкового изолята канолы из муки масличных семян канолы, который предусматривает: (а) экстракцию муки из масличных семян канолы, для того чтобы вызвать солюбилизацию белка, содержащегося в указанной муке масличных семян канолы, с образованием водного белкового раствора, имеющего рН приблизительно от 5 до 6,8, за счет использования водного раствора соли, содержащего антиоксидант; (b) отделение водного белкового раствора от остаточной муки масличных семян; (с) повышение концентрации белка в указанном водном белковом растворе при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора за счет применения процесса селективного разделения на мембране с целью получения концентрированного белкового раствора; (d) разбавление указанного концентрированного белкового раствора охлажденной водой, имеющей температуру ниже, чем приблизительно 15°С, для того чтобы вызвать образование отдельных белковых мицелл в водной фазе; (е) осаждение белковых мицелл с образованием аморфной, клейкой, студенистой, похожей на клейковину, белковой мицеллярной массы и (f) выделение белковой мицеллярной массы из надосадочной жидкости, причем эта белковая мицеллярная масса имеет содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% (по Кьельдалю, N×6,25) в расчете на сухую массу.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения разработан способ получения белкового раствора канолы из муки масличных семян канолы, который предусматривает: (а) промывку указанной муки из масличных семян канолы спиртом; (b) экстракцию промытой муки из масличных семян канолы, для того чтобы вызвать солюбилизацию белка в промытой муке масличных семян канолы, с образованием водного белкового раствора, имеющего рН приблизительно от 5 до 6,8; (с) отделение водного белкового раствора от остаточной муки масличных семян; (d) повышение концентрации белка в указанном водном белковом растворе при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора за счет применения процесса селективного разделения на мембране с целью получения концентрированного белкового раствора; (е) разбавление указанного концентрированного белкового раствора охлажденной водой, имеющей температуру ниже, чем приблизительно 15°С, для того чтобы вызвать образование отдельных белковых мицелл в водной фазе; (f) осаждение белковых мицелл с образованием аморфной, клейкой, студенистой, похожей на клейковину, белковой мицеллярной массы и (g) выделение белковой мицеллярной массы из надосадочной жидкости, причем эта белковая мицеллярная масса имеет содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% (N×6,25) в расчете на сухую массу.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения разработан способ получения белкового изолята канолы из муки масличных семян канолы, который предусматривает: (а) экстракцию муки из масличных семян канолы, для того чтобы вызвать солюбилизацию белка в муке масличных семян канолы, с образованием водного белкового раствора, имеющего рН приблизительно от 5 до 6,8; (b) отделение водного белкового раствора от остаточной муки масличных семян; (с) повышение концентрации белка в указанном водном белковом растворе при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора за счет осуществления ультрафильтрации водного белкового раствора с целью получения концентрированного белкового раствора; (d) указанный концентрированный белковый раствор подвергается диафильтрации, (е) разбавление указанного концентрированного белкового раствора охлажденной водой, имеющей температуру ниже, чем приблизительно 15°С, для того чтобы вызвать образование отдельных белковых мицелл в водной фазе; (f) осаждение белковых мицелл с образованием аморфной, клейкой, студенистой, похожей на клейковину, белковой мицеллярной массы и (g) выделение белковой мицеллярной массы из надосадочной жидкости, причем эта белковая мицеллярная масса имеет содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% (N×6,25) в расчете на сухую массу.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения разработан способ получения белкового изолята канолы из муки масличных семян канолы, который предусматривает: (а) экстракцию муки из масличных семян канолы, для того чтобы вызвать солюбилизацию белка в муке масличных семян канолы, с образованием водного белкового раствора, имеющего рН приблизительно от 5 до 6,8; (b) отделение водного белкового раствора от остаточной муки масличных семян; (с) повышение концентрации белка в указанном водном белковом растворе при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора за счет применения процесса селективного разделения на мембране с целью получения концентрированного белкового раствора; (d) разбавление указанного концентрированного белкового раствора охлажденной водой, имеющей температуру ниже, чем приблизительно 15°С, для того чтобы вызвать образование отдельных белковых мицелл в водной фазе; (е) осаждение белковых мицелл с образованием аморфной, клейкой, студенистой, похожей на клейковину, белковой мицеллярной массы; (f) выделение белковой мицеллярной массы из надосадочной жидкости; (g) сушку белковой мицеллярной массы, для того чтобы получить белковый изолят канолы, который имеет содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% (N×6,25) в расчете на сухую массу, и (h) экстракцию указанного белкового изолята канолы водным раствором спирта.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения разработан способ получения белкового изолята канолы из муки масличных семян канолы, который предусматривает: (а) экстракцию муки из масличных семян канолы, для того чтобы вызвать солюбилизацию белка в муке масличных семян канолы, с образованием водного белкового раствора, имеющего рН приблизительно от 5 до 6,8; (b) отделение водного белкового раствора от остаточной муки масличных семян; (с) повышение концентрации белка в указанном водном белковом растворе при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора за счет применения процесса селективного разделения на мембране с целью получения концентрированного белкового раствора; (d) пастеризацию концентрированного белкового раствора с целью получения пастеризованного белкового раствора; (е) разбавление пастеризованного белкового раствора охлажденной водой, имеющей температуру ниже, чем приблизительно 15°С, для того чтобы вызвать образование отдельных белковых мицелл в водной фазе; (f) осаждение белковых мицелл с образованием аморфной, клейкой, студенистой, похожей на клейковину, белковой мицеллярной массы и (g) выделение белковой мицеллярной массы из надосадочной жидкости, причем эта белковая мицеллярная масса имеет содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% (N×6,25) в расчете на сухую массу.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения разработан способ получения белкового изолята канолы из масличных семян канолы, который предусматривает: (а) обработку масличных семян канолы с целью инактивации мирозиназы, содержащейся в масличных семенах, для того чтобы получить обработанные масличные семена, (b) обработку масличных семян канолы, с целью удаления из них масла канолы и получения муки масличных семян канолы; (с) экстракцию масличных семян канолы, для того чтобы вызвать солюбилизацию белка в масличных семенах канолы, с образованием водного раствора, имеющего рН приблизительно от 5 до 6,8; (d) отделение водного белкового раствора от остаточной муки масличных семян; (е) повышение концентрации белка в указанном водном белковом растворе при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора за счет применения процесса селективного разделения на мембране с целью получения концентрированного белкового раствора; (f) разбавление этого концентрированного белкового раствора охлажденной водой, имеющей температуру ниже, чем приблизительно 15°С, для того чтобы вызвать образование отдельных белковых мицелл в водной фазе; (g) осаждение белковых мицелл с образованием аморфной, клейкой, студенистой, похожей на клейковину, белковой мицеллярной массы и (h) выделение белковой мицеллярной массы из надосадочной жидкости, причем эта белковая мицеллярная масса имеет содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% (N×6,25) в расчете на сухую массу.

Канола также известна как масло семян рапса или рапсовое масло.

Подробное описание изобретения

Улучшение цвета может быть достигнуто путем обработки семян. Нелущеные семена подвергаются термической обработке водяным паром для инактивации мирозиназы. Затем инактивированные семена могут быть обработаны традиционным образом, для того чтобы извлечь из семян масло и получить муку масличных семян канолы.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения предпочтительно из муки масличных семян может быть удален растворитель путем обжаривания при повышенной температуре приблизительно ниже 100°С, поскольку такая мука обеспечит меньшую интенсивность цвета, чем мука, из которой растворитель удален с использованием традиционного способа, при существенно повышенной температуре обжаривания. Получение белкового изолята канолы, который имеет содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 100% масс., описано в одновременно рассматриваемой заявке на патент США № 10/314202, поданной 9 декабря 2002 г. и переуступленной патентовладельцу настоящего изобретения, содержание которой включено в настоящее изобретение как ссылка.

Более предпочтительно удаляют растворитель из муки масличных семян на воздухе при температуре приблизительно ниже 50°С, предпочтительно приблизительно при температуре окружающей среды, приблизительно от 15°С до 30°С, так как в растворе экстракта присутствует даже меньше окрашивающих компонентов, чем в случае использования обжаренной муки. Образование белкового изолята канолы, который имеет содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 100 мас.%, описано в одновременно рассматриваемых заявках на патент США № 60/390126, поданной 21 июня 2002 г., и № 60/401712, поданной 8 августа 2002 г., содержание которых включено в настоящее изобретение как ссылка.

Белковые изоляты канолы могут быть получены из муки масличных семян канолы. В одновременно рассматриваемых заявках на патент США № 60/288415 (подана 4 мая 2001 г., 60/326987 (подана 5 октября 2001 г.), 60/331066 (подана 7 ноября 2001 г.), 60/333494 (подана 26 ноября 2001 г.), 60/374801 (подана 24 апреля 2002 г.) и 10/133391 (подана 3 мая 2002 г., WO 02/089597), которые все переуступлены патентовладельцу настоящего изобретения и содержание которых включено в настоящее изобретение как ссылки, описан способ получения белковых изолятов канолы из муки масличных семян канолы, причем такие изоляты имеют содержание белка, по меньшей мере, около 100% (N×6,25). В этом способе применяется многостадийный процесс, который включает экстракцию муки масличных семян канолы, используя раствор соли, отделение полученного водного белкового раствора от остаточной муки масличных семян; повышение концентрации белка в водном белковом растворе, по меньшей мере, приблизительно до 200 г/л, при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора, с использованием технологии селективных мембран, разбавление полученного концентрированного белкового раствора охлажденной водой, для того чтобы вызвать образование белковых мицелл, осаждение белковых мицелл с образованием аморфной, клейкой, студенистой, похожей на клейковину, белковой мицеллярной массы (БММ) и выделение белковой мицеллярной массы из надосадочной жидкости, причем БММ имеет содержание белка, по меньшей мере, около 100 мас.% (N×6,25). Используемый здесь термин «содержание белка» определяется в расчете на сухое вещество. Выделенная масса БММ может быть высушена.

В одном из вариантов осуществления способа, описанного выше и конкретно описанного в заявках на патенты США № 60/326987, 60/331066, 60/333494, 60/374801 и 10/137391, надосадочную жидкость, полученную на стадии отстаивания БММ, обрабатывают, чтобы выделить белковый изолят, содержащий высушенный белковый изолят, из сырой БММ и надосадочной жидкости. Этот способ можно осуществить путем первоначального концентрирования надосадочной жидкости, используя ультрафильтрующие мембраны, путем смешивания концентрированной надосадочной жидкости с сырой БММ и сушки смеси. Полученный белковый изолят канолы имеет высокую степень чистоты, по меньшей мере, около 90% белка (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, около 100% белка (N×6,25).

В другом варианте осуществления способа, описанного выше и конкретно описанного в заявках на патенты США № 60/333494, 60/374801 и 10/137391, надосадочную жидкость, полученную на стадии отстаивания БММ, обрабатывают, чтобы отделить белковый изолят от надосадочной жидкости. Этот способ можно осуществить путем первоначального концентрирования надосадочной жидкости, используя ультрафильтрующие мембраны и сушку концентрата. Полученный белковый изолят канолы имеет высокую степень чистоты, по меньшей мере, около 90% белка (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, около 100% белка (N×6,25).

В способах, описанных в упомянутых выше заявках на патент США, используется периодический режим. В одновременно рассматриваемых заявках на патент США №60/331646 (подана 20 ноября 2001 г.), 60/383809 (подана 30 мая 2002 г.) и 10/298678 (подана 19 ноября 2002 г., WO 03/043439), которые все переуступлены патентовладельцу настоящего изобретения и содержание которых включено в настоящее изобретение как ссылки, описан непрерывный способ получения белковых изолятов канолы. В соответствии с этим способом муку масличных семян канолы непрерывно смешивают с раствором соли, эту смесь непрерывно подают в трубу, в которой осуществляется экстракция белка из муки масличных семян канолы и образуется водный белковый раствор; этот водный белковый раствор непрерывно отделяется от остаточной муки масличных семян канолы, водный белковый раствор непрерывно подается в процесс селективного разделения на мембране с целью повышения концентрации белка в водном белковом растворе, по меньшей мере, приблизительно до 200 г/л, при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора; полученный концентрированный белковый раствор непрерывно смешивается с охлажденной водой, для того чтобы вызвать образование белковых мицелл, в то время как непрерывно обеспечивается перелив надосадочной жидкости, пока в емкости-отстойнике не накопится заданное количество БММ. Эта белковая мицеллярная масса выделяется из емкости-отстойника и может быть высушена. Белковая мицеллярная масса имеет содержание белка, по меньшей мере, около 90 мас.%.

Как описано в упомянутых выше заявках на патенты США № 60/326987, 60/331066, 60/333494, 60/374801 и 10/137391, переливающаяся надосадочная жидкость может быть обработана, чтобы выделить из нее белковый изолят канолы.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения мука масличных семян может быть сначала подвергнута экстракции растворителем, для того чтобы удалить из нее фенольные соединения и окрашивающие компоненты. Такая экстракция растворителем может быть осуществлена с использованием растворимого в воде органического растворителя для фенольных соединений и/или видимых окрашивающих компонентов, таких как растворимый в воде спирт, предпочтительно этанол.

Экстракция может быть осуществлена путем диспергирования муки масличных семян канолы в растворителе при соотношении масса/объем, равном приблизительно от 1:3 до 1:10, предпочтительно около 1:5. Суспензия может перемешиваться приблизительно в течение от 5 до 60 минут, предпочтительно приблизительно от 15 до 30 минут, при температуре приблизительно от 15 до 45°С, предпочтительно приблизительно от 30 до 35°С. Подходящим набором условий является экстракция в течение 30 минут при 35°С. Такая экстракция может быть осуществлена многократно, пока не прекратится дальнейшая экстракция фенольных соединений и/или видимых окрашивающих компонентов.

В способе настоящего изобретения белковый материал солюбилизируется из муки масличных семян канолы. Этот белковый материал может представлять собой природный белок семян канолы, или белковый материал может быть модифицирован генетическими методами, однако он обладает гидрофобными характеристиками и полярными свойствами природного белка. Мука канолы может представлять собой любую муку канолы, образовавшуюся при удалении рапсового масла из масличных семян канолы, с различным содержанием природного (неденатурированного) белка, например, полученного способами экстракции горячим гексаном или холодным прессованием масла. Обычно переработка семян, когда она проводится с целью удаления рапсового масла из масличных семян канолы, осуществляется как отдельная операция в процессе выделения белкового изолята описанного здесь настоящего изобретения.

Наиболее эффективно солюбилизация белка обеспечивается с использованием раствора соли пищевого качества (далее - «пищевая соль»), так как в присутствии соли повышается степень удаления растворимого белка из муки масличных семян. Если предполагается использовать белковый изолят канолы не для пищевых целей, то могут быть использованы химикалии непищевого сорта. Этой солью обычно является хлорид натрия, хотя можно использовать и другие соли, например хлорид калия. Ионная сила раствора соли составляет, по меньшей мере, приблизительно 0,10, предпочтительно, по меньшей мере, около 0,15, для того чтобы обеспечить эффективную солюбилизацию значительного количества белка. С увеличением ионной силы раствора соли степень солюбилизации белка из муки масличных семян сначала повышается, пока не достигнет максимального значения. Однако последующее увеличение ионной силы не способствует повышению общего количества солюбилизированного белка. Ионная сила раствора пищевой соли, которая обеспечивает максимальную степень солюбилизации белка, изменяется в зависимости от вида соли и выбранной муки масличных семян. Раствор пищевой соли может иметь ионную силу в интервале приблизительно до 0,25.

С учетом того, что для осаждения белка с увеличением ионной силы требуется более высокая степень разбавления, обычно предпочтительно используется ионная сила меньше, чем приблизительно 0,8 и, более предпочтительно приблизительно от 0,15 до 0,6.

В периодическом режиме солюбилизация белка в присутствии соли осуществляется при температуре, по меньшей мере, приблизительно 5°С и предпочтительно приблизительно до 35°С и предпочтительно сопровождается перемешиванием с целью сокращения времени солюбилизации, которое обычно составляет от 10 до 60 минут. Предпочтительно, чтобы солюбилизация проводилась в таком режиме, который способствуют экстрагированию максимально возможного количества белка из муки семян масличных культур, чтобы обеспечить высокий общий выход продукта.

В качестве нижнего температурного предела выбрана температура около 5°С, так как ниже указанной температуры солюбилизация идет нецелесообразно медленно, в то время как верхним предпочтительным пределом выбрана температура около 35°С, поскольку при более высоких температурах осуществление процесса солюбилизации в периодическом режиме становится экономически невыгодным.

В непрерывном процессе экстракция белка из муки масличных семян канолы проводится любым способом, согласующимся с непрерывным осуществлением экстракции белка из муки масличных семян канолы. В одном варианте осуществления мука масличных семян канолы непрерывно смешивается с водным раствором пищевой соли, и смесь пропускают через трубу или протяженный контур при такой скорости потока и времени пребывания, которые достаточны для того, чтобы провести заданную экстракцию в соответствии с указанными выше параметрами. В таком непрерывном процессе стадия солевой солюбилизации осуществляется быстро, за время, которое обычно составляет около 10 минут, предпочтительно, чтобы солюбилизация проводилась в таком режиме, который способствует экстрагированию максимально возможного количества белка из муки масличных семян канолы. Предпочтительно солюбилизация в непрерывном процессе осуществляется при повышенной температуре, предпочтительно приблизительно выше 35°С, обычно приблизительно до 65°С или выше.

Водный раствор пищевой соли и мука из масличных семян канолы, как правило, имеют рН приблизительно от 5 до 6,8, что делает возможным образование белкового изолята в виде мицелл, как описано более подробно ниже.

При предельных (и близких к предельным) значениях рН в указанном диапазоне образование белкового изолята происходит только частично с промежуточным образованием мицелл, и выход изолята ниже того, который достигается при любом значении рН в указанном диапазоне. Поэтому предпочтительными являются слабокислотные значения рН, приблизительно от 5,3 до 6,2.

В случае необходимости величину рН раствора соли можно устанавливать на любом желаемом уровне в диапазоне приблизительно от 5 до 6,8 для использования на стадии экстракции с помощью любой подходящей кислоты, обычно соляной кислоты, или щелочи, обычно гидроксида натрия.

Концентрация муки из масличных семян в растворе пищевой соли на стадии солюбилизации может варьироваться в широких пределах. Обычные значения концентрации составляют приблизительно от 5% до 15% (масс./об.).

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения антиоксидант может присутствовать в растворе пищевой соли, для того чтобы ингибировать окисление фенолов (в муке масличных семян канолы) в компоненты, которые реагируют с белком и вызывают темное окрашивание. Могут быть использованы любые желательные пищевые антиоксиданты, такие как сульфит натрия и аскорбиновая кислота. Количество используемого антиоксиданта в водном растворе пищевой соли зависит от применяемого материала и может составлять приблизительно от 0,01 до 1 мас.%, предпочтительно приблизительно от 0,05 до 0,1 мас.%. Ингибирование окисления фенольных соединений за счет использования антиоксидантов приводит к уменьшению окрашивания экстракта (поглощение при 420 нм), в то время как концентрация фенольных соединений (поглощение при 330 нм), в основном, остается без изменений.

В присутствии добавленного сульфита натрия, даже при столь низкой концентрации соли, как 0,05 М, концентрация белка в экстракте при рН 6,3 сопоставима с концентрацией белка в 0,15 М растворе соли, но без сульфита натрия.

Обычно белковый раствор, полученный на стадии экстракции, имеет концентрацию белка приблизительно от 5 до 40 г/л, предпочтительно приблизительно от 10 до 30 г/л.

При выборе параметров стадии экстракции желание экстрагировать как можно больше белка из муки масличных семян канолы уравновешивается желанием минимизировать окрашивание полученного экстрагированного раствора. При обсуждении данных, представленных в этом изобретении, видно, что время экстракции 30 минут обычно является достаточным, для того чтобы экстрагировать весь белок, который предполагалось экстрагировать при преобладающем значении рН и молярности раствора соли. При повышенном значении рН увеличивается количество экстрагированного белка, что приводит к белковому раствору, имеющему заметно более темное окрашивание (измеряется по поглощению при 420 нм).

Возможно экстрагировать за 10 минут 0,1 молярным раствором соли при рН 8,0 столько же белка, сколько экстрагируется за 30 минут 0,15 молярным раствором соли при рН 6,3. Наблюдается заметное снижение поглощения при 330 нм для экстракции при рН 9,8 по сравнению с экстракцией при пониженном значении рН, хотя цвет становится заметно темнее с увеличением рН. Это наблюдение можно объяснить тем, что фенольные соединения взаимодействуют с образованием веществ желтого цвета, которые не поглощают УФ при 330 нм, но довольно сильно поглощают излучение при большей длине волны, между 360 и 400 нм. По этой причине экстракция белковой муки канолы осуществляется при рН ниже 8.

Затем водная фаза, образовавшаяся на стадии экстракции, может быть отделена от остаточной муки канолы любым подходящим способом, например с использованием вакуумной фильтрации с последующим центрифугированием и/или путем фильтрации для удаления остаточной муки. Отделенная остаточная мука может быть