Изолят белка канолы и способ его получения

Изолят белка канолы и способ его получения

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к производству изолятов белка канолы.

Предшествующий уровень техники

Изоляты белка масличных семян канолы, имеющие содержание белка, по меньшей мере, 100 мас.% (N×6,25), могут быть получены из муки из масличных семян способом, описанным в совместно рассматриваемой заявке на патент США №10/137391 с датой подачи 3 мая 2002 г. (WO 02/089597), правопреемником по которой является автор настоящей заявки и которая включена в перечень ссылок к настоящей заявке. Способ включает многостадийный процесс, предусматривающий: экстрагирование муки из масличных семян канолы с применением раствора соли; отделение полученного водного белкового раствора от остаточной муки из масличных семян; повышение концентрации белка в водном растворе, по меньшей мере, примерно до 200 г/л (при поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной) с применением селективной мембранной технологии; разбавление полученного концентрированного белкового раствора охлажденной водой с тем, чтобы вызвать образование белковых мицелл; осаждение белковых мицелл с образованием аморфной, клейкой, желатинообразной, аналогичной клейковине, белковой мицеллярной массы (РММ) и извлечение из супернатанта белковой мицеллярной массы, имеющей содержание белка, по меньшей мере, примерно 100 мас.% (N×6,25). В контексте описания содержание белка определяется в сухом веществе. Полученная РММ может подвергаться сушке.

В одном из вариантов осуществления способа супернатант от стадии осаждения РММ подвергается обработке с целью извлечения изолята белка канолы из супернатанта. Эта процедура может осуществляться путем начального концентрирования супернатанта с применением ультрафильтрационной мембраны и сушки концентрата. Полученный изолят белка канолы имеет содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% (N×6,25).

Способы, описанные в заявке на патент США №10/137391, являются по своей сути периодическими способами. В совместно рассматриваемой заявке на патент США №10/298 678 с датой подачи 19 ноября 2002 г. (WO 03/043439), правопреемником по которой является автор настоящей заявки и которая включена в перечень ссылок к настоящей заявке, описывается непрерывный способ получения изолятов белка канолы. В соответствии с этим способом мука из масличных семян канолы непрерывно смешивается с раствором соли; смесь транспортируется по трубопроводу с одновременным экстрагированием белка из муки из масличных семян канолы с образованием водного белкового раствора; водный белковый раствор непрерывно пропускается через селективную мембрану с целью увеличения содержания белка в водном белковом растворе, по меньшей мере, примерно до 50 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной; полученный концентрированный белковый раствор непрерывно смешивается с охлажденной водой с тем, чтобы вызвать образование белковых мицелл, и белковые мицеллы непрерывно осаждаются отстаиванием, в то время как супернатант непрерывно сливается с осадка до тех пор, пока в отстойнике не накопится требуемое количество РММ. Эта РММ извлекается из отстойника и может подвергаться сушке. РММ имеет содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.%. Сливаемый с осадка супернатант может подвергаться обработке с целью извлечения из него изолята белка канолы, как описывается выше.

Известно, что семена канолы содержат примерно от 10 до 30 мас.% белков, и были идентифицированы несколько различных белковых компонентов. Указанные белки включают глобулин 12S, известный как круциферин; белок 7S и запасной белок 2S, известный как напин. Как описывается в совместно рассматриваемой заявке на патент США №10/413371 с датой подачи 15 апреля 2003 г. (WO 03/088760), правопреемником по которой является автор настоящей заявки и которая включена в перечень ссылок к настоящей заявке, описанные выше способы, предусматривающие разбавление концентрированного водного белкового раствора до образования РММ и обработку супернатанта для извлечения дополнительного белка, приводят к извлечению изолятов различных белковых профилей.

Так, извлеченный из РММ изолят белка канолы имеет следующее содержание белковых компонентов: примерно от 60 до 98 мас.% белка 7S, примерно от 1 до 15 мас.% белка 12S и от 0 до примерно 25 мас.% белка 2S. Извлеченный из супернатанта изолят белка канолы имеет следующее содержание белковых компонентов: примерно от 60 до 95 мас.% белка 2S, примерно от 5 до 40 мас.% белка 7S и от 0 до примерно 5 мас.% белка 12S. Таким образом, в получаемом из РММ изоляте белка канолы преобладает белок 7S, а в извлеченном из супернатанта изоляте белка канолы доминирует белок 2S. Как описывается в вышеупомянутой заявке на патент США №10/413 371, белок 2S имеет молекулярную массу примерно 14000 дальтон, белок 7S имеет молекулярную массу примерно 145000 дальтон, а белок 12 S имеет молекулярную массу примерно 290000 дальтон.

Канола известна также как рапс или масличный рапс.

Краткое описание изобретения

В настоящее время установлено, что новый изолят белка канолы, имеющий повышенное содержание белка 2S, предпочтительно содержащий, по меньшей мере, примерно 85 мас.% белка 2S и имеющий пониженное содержание белка 7S, проявляет отличные свойства в водном растворе по сравнению с извлеченным из супернатанта изолятом белка канолы, полученным согласно способу вышеупомянутой заявки на патент США №10/137391.

В дополнение к улучшенной растворимости в широком диапазоне значений pH новый изолят белка канолы, обеспечиваемый настоящим изобретением, способен обеспечить улучшенную прозрачность раствора с безалкогольными напитками, позволяя получать прозрачные, обогащенные белком безалкогольные напитки.

Таким образом, в одном аспекте настоящего изобретения обеспечивается изолят белка канолы, состоящий преимущественно из белка канолы 2S, имеющий содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) в сухом веществе (d.b.) и имеющий повышенное содержание белка канолы 2S и пониженное содержание белка канолы 7S по сравнению с изолятами белка канолы, состоящими преимущественно из белка канолы 2S и полученными из водного супернатанта от образования и осаждения белковых мицелл канолы.

В следующем аспекте настоящего изобретения обеспечивается изолят белка канолы, имеющий содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) в сухом веществе (d.b.) и содержащий, по меньшей мере, около 85 мас.% белка канолы 2S и менее примерно 15 мас.% белка канолы 7S от общего белка канолы, присутствующего в изоляте.

Новый изолят белка канолы может быть получен путем тепловой обработки концентрированного супернатанта из способа заявки на патент США №10/137 391 с целью снижения содержания белка 7S в концентрированном супернатанте и, следовательно, повышения содержания белка 2S. Таким образом, в другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ производства изолята белка канолы с повышенным содержанием белка канолы 2S, который включает (а) обеспечение водного раствора белков 2S и 7S, состоящего преимущественно из белка 2S, (б) тепловую обработку водного раствора с тем, чтобы вызвать осаждение белка канолы 7S, (в) удаление осажденного белка канолы 7S из водного раствора и (г) извлечение изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) d.b. и имеющего повышенное содержание белка канолы 2S.

Альтернативно новый изолят белка канолы может быть приготовлен способом, в котором белковый раствор, полученный от экстрагирования белка из муки из масличных семян канолы, подвергается первой стадии селективной мембранной обработки с использованием мембраны, имеющей молекулярную проницаемость, которая обеспечивает прохождение белка 2S через мембрану в пермеат при одновременном удерживании белков 7S и 12S в ретентате. Затем ретентат подвергается сушке с обеспечением первого изолята белка канолы, который представляет собой преимущественно белок 7S. Пермеат от первой стадии селективной мембранной обработки подвергается второй стадии селективной мембранной обработки с применением мембраны, имеющей молекулярную проницаемость, которая позволяет удерживать белок 2S и пропускать низкомолекулярные загрязняющие вещества, включая соль, фенольные соединения и антипитательные материалы. Ретентат от последней стадии селективной мембранной обработки подвергается затем сушке с обеспечением второго изолята белка канолы, который представляет собой преимущественно белок 2S и который и является новым изолятом белка.

Таким образом, в дополнительном аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ получения изолята белка канолы, который включает (а) обеспечение водного раствора белка канолы, полученного из муки из масличных семян канолы и содержащего белки канолы 12S, 7S и 2S; (б) повышение концентрации белка в водном растворе с использованием селективной мембранной технологии, которая является эффективной для удерживания белков канолы 7S и 12S в ретентате и пропускания белка 2S через мембрану в виде пермеата с обеспечением концентрированного белкового раствора; (в) сушку ретентата со стадии (б) с получением изолята белка канолы, состоящего преимущественно из белка канолы 7S и имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) в сухом веществе (d.b.); (г) повышение концентрации пермеата со стадии (а) с использованием селективной мембранной технологии, которая является эффективной для удерживания белка канолы 2S в ретентате и пропускания через мембрану низкомолекулярных загрязняющих веществ в пермеат, и (д) сушку ретентата со стадии (г) с обеспечением изолята белка канолы, состоящего преимущественно из белка 2S и имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) d.b.

Краткое описание чертежей

На чертеже схематически представлен способ извлечения белкового раствора согласно одному из вариантов осуществления изобретения в сравнении со способом образования белковых мицелл.

Подробное описание изобретения

Новый изолят белка канолы, обеспечиваемый изобретением, имеет содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% и может быть выделен из муки из масличных семян канолы периодическим способом или непрерывным способом, либо полунепрерывным способом.

Новый изолят белка канолы, обеспечиваемый настоящим изобретением, состоит преимущественно из белка 2S и имеет повышенное содержание белка канолы 2S и пониженное содержание белка канолы 7S в отличие от изолятов белка канолы, состоящих преимущественно из белка 2S и полученных из супернатанта от образования и осаждения белковых мицелл канолы при таких же экспериментальных условиях получения.

Новые изоляты белка канолы содержат, по меньшей мере, около 85 мас.% белка канолы 2S и менее примерно 15 мас.% белка канолы 7S, предпочтительно, по меньшей мере, около 90 мас.% белка канолы 2S и менее примерно 10 мас.% белка канолы 7S, более предпочтительно - максимально возможное количество белка 2S. Как отмечалось выше, такие изоляты белка канолы можно получать тепловой обработкой концентрированного супернатанта, что более подробно описывается ниже. Тепловая обработка концентрированного супернатанта вызывает осаждение белка 7S, который может удаляться из прошедшего тепловую обработку супернатанта любым удобным способом, таким как центрифугирование. На белок 2S тепловая обработка не оказывает влияния, и, таким образом, тепловая обработка повышает содержание присутствующего белка 2S за счет снижения содержания белка 7S.

Новый изолят белка канолы растворяется в водном растворе в широком диапазоне значений pH, обладая в большинстве случаев более высокой растворимостью, чем изолят белка канолы, состоящий преимущественно из белка 2S и получаемый из супернатанта от образования и осаждения белковых мицелл канолы при таких же экспериментальных условиях получения. В дополнение к этому, водные растворы нового изолята белка канолы в безалкогольных напитках, включая газированные безалкогольные напитки, такие как выпускаемые промышленностью безалкогольные напитки, имеют лучшую прозрачность, чем такие же водные растворы, приготовленные из изолята белка канолы, состоящего преимущественно из белка 2S и полученного из супернатанта от образования и осаждения белковых мицелл канолы при таких же условиях получения.

Концентрация изолята белка канолы в водном растворе, включая раствор в безалкогольных напитках, может варьировать в зависимости от предполагаемого использования раствора. В большинстве случаев концентрация белка может варьировать примерно от 0,1 до 30 мас.%, предпочтительно - примерно от 1 до 5 мас.%.

Начальная стадия способа получения изолятов белка канолы включает солюбилизацию белкового материала из муки из масличных семян канолы. Белковый материал, выделенный из муки из семян канолы, может быть натуральным белком, присутствующим в семенах канолы, или белковый материал может быть белком, модифицированным генетической манипуляцией, но обладающим характерными для натурального белка гидрофобными и полярными свойствами. Мука канолы может быть любой мукой канолы, полученной после удаления масла канолы из масличных семян канолы, с варьирующим уровнем неденатурированного белка, например, полученной методами экстракции горячим гексаном или экструзией холодного масла. Удаление масла канолы из масличных семян канолы обычно осуществляется как отдельная операция описываемого здесь способа получения изолята белка.

Солюбилизация белка наиболее эффективно осуществляется при использовании раствора соли пищевого качества, поскольку присутствие соли облегчает выделение растворимого белка из муки из масличных семян. Если изолят белка канолы предназначается для применения в непищевых целях, то могут использоваться химикалии непищевого качества. Соль обычно является хлоридом натрия, хотя могут использоваться и другие соли, такие как хлорид калия. Раствор соли имеет ионную силу, по меньшей мере, примерно 0,05, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 0,10, что позволяет достигать солюбилизации значительных количеств белка. С повышением ионной силы раствора соли степень солюбилизации белка в муке из масличных семян растет до тех пор, пока не достигнет максимального значения. Любое последующее повышение ионной силы не приводит к увеличению общего количества солюбилизированного белка. Ионная сила раствора соли пищевого качества, которая способствует максимальной солюбилизации белка, варьирует в зависимости от используемой соли и выбранной муки из масличных семян.

С учетом более высокой степени разбавления, требуемой для осаждения белка с повышением ионной силы, обычно предпочитается, чтобы значение ионной силы было ниже примерно 0,8, более предпочтительно-примерно от 0,1 до 0,15.

В периодическом способе солюбилизация белка солью осуществляется при температуре, по меньшей мере, примерно 5°С, преимущественно - примерно до 35°С и предпочтительно сопровождается перемешиванием для сокращения времени солюбилизации, которое обычно составляет примерно от 10 до 60 минут. Проведение солюбилизации предпочтительно для экстрагирования максимально возможного количества белка из муки из масличных семян с тем, чтобы обеспечить высокий общий выход продукта.

В качестве нижнего температурного предела выбрана температура примерно 5°С, поскольку солюбилизация становится нерентабельно медленной при температуре ниже указанной, в то время как в качестве верхнего предпочтительного температурного предела выбрана температура примерно 35°С, поскольку способ становится неэкономичным при более высоких температурных уровнях в периодическом режиме.

В непрерывном способе экстракция белка из муки из масличных семян канолы проводится любым путем, обеспечивающим проведение непрерывной экстракции белка из муки из масличных семян канолы. В одном из вариантов осуществления изобретения мука из масличных семян канолы непрерывно смешивается с раствором соли пищевого качества, и смесь транспортируется по трубопроводу, длина которого и скорость потока в котором обеспечивают время пребывания, достаточное для осуществления требуемой экстракции в соответствии с описанными здесь параметрами. В таком непрерывном способе стадия солюбилизации солью осуществляется быстро - в течение примерно до 10 минут, предпочтительно же проводить солюбилизацию таким образом, чтобы экстрагировать максимально возможное количество белка из муки из масличных семян канолы. Солюбилизация в непрерывном способе предпочтительно проводится при повышенных температурах, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 35°С, в большинстве случаев примерно до 65°С или выше.

Водный раствор соли пищевого качества обычно имеет pH примерно от 5 до 6,8, предпочтительно - примерно от 5,3 до 6,2; pH раствора соли может регулироваться на требуемом для стадии экстракции уровне в диапазоне примерно от 5 до 6,8 путем использования любой пригодной для данной цели кислоты, обычно соляной, или щелочи, обычно гидроксида натрия.

Концентрация муки из масличных семян в растворе соли пищевого качества на стадии солюбилизации может варьировать в широких пределах. Типичные значения концентрации составляют примерно от 5 до 15 мас.%/об.

Стадия экстракции белка водным раствором соли сопровождается дополнительным эффектом солюбилизации жиров, которые могут присутствовать в муке канолы, что впоследствии приводит к присутствию жиров в водной фазе.

Белковый раствор от стадии экстракции обычно имеет концентрацию белка примерно от 5 до 40 г/л, предпочтительно - примерно от 10 до 30 г/л.

Водный раствор соли может содержать антиоксидант. Антиоксидант может быть любым, пригодным для данной цели антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество используемого антиоксиданта может варьировать примерно от 0,01 до 1 мас.% раствора, предпочтительно - примерно 0,05 мас.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления фенольных соединений в белковом растворе.

Водная фаза от стадии экстракции может затем отделяться от остаточной муки канолы любым удобным способом, таким как использование центрифуги-декантатора с последующей обработкой в тарельчатой центрифуге и/или фильтрацией для удаления остаточной муки. Отделенная остаточная мука может подвергаться сушке перед использованием.

Цвет готового изолята белка канолы можно улучшить в плане придания светлой окраски и менее интенсивного желтого оттенка путем смешивания активированного угля в порошке или другого адсорбирующего пигменты агента с отделенным водным белковым раствором и последующего удаления адсорбента, обычно фильтрацией, с обеспечением белкового раствора. Для удаления пигментов может применяться также диафильтрация.

Такая стадия удаления пигментов может проводиться в любых удобных для этого условиях, обычно при температуре окружающей среды отделенного водного белкового раствора с использованием любого пригодного для данной цели агента, адсорбирующего пигменты. В случае активированного угля в порошке он используется в количестве примерно от 0,025 до 5 мас.%/об., предпочтительно - примерно от 0,05 до 2 мас.%/об.

Если мука из семян канолы содержит значительные количества жира, как указывается в патентах США №5844086 и 6005076, правопреемником по которым является автор настоящей заявки и которые включены в перечень ссылок к настоящей заявке, то могут проводиться описанные в этих патентах стадии обезжиривания отделенного водного белкового раствора и концентрированного водного белкового раствора, что обсуждается ниже. Если предусматривается стадия улучшения цвета, то эта стадия может проводиться после первой стадии обезжиривания.

В качестве альтернативы обработке муки из масличных семян экстракцией водным раствором соли такая экстракция может проводиться с использованием только одной воды, хотя применение только воды приводит к экстракции меньшего количества белка из муки из семян масличных семян, чем при использовании водного раствора соли. В случае использования такого альтернативного способа соль в концентрациях, обсуждаемых выше, может добавляться к белковому раствору после отделения его от остаточной муки из масличных семян в целях сохранения белка в растворе на стадии концентрирования, описанной ниже. Когда проводится первая стадия удаления жира, то соль обычно добавляется по завершении такой операции.

Другим альтернативным способом является экстракция муки из масличных семян раствором соли пищевого качества при относительно высоком значении pH - выше примерно 6,8, обычно - примерно до 9,9. Величина pH раствора соли пищевого качества может устанавливаться на требуемом уровне в щелочной области pH путем использования любой пригодной для данной цели пищевой щелочи, такой как водный раствор гидроксида натрия. Альтернативно мука из масличных семян может обрабатываться экстракцией раствором соли при относительно низком pH - ниже примерно pH 5, обычно - ниже примерно pH 3. В случае проведения такого альтернативного способа водная фаза от стадии экстракции муки из масличных семян отделяется затем от остаточной муки канолы любым удобным способом, таким как использование центрифуги-декантатора с последующей обработкой в тарельчатой центрифуге и/или фильтрацией для удаления остаточной муки. Отделенная остаточная мука может подвергаться сушке перед использованием.

Значение pH водного белкового раствора от стадии экстракции при высоком или при низком pH устанавливается затем в диапазоне pH примерно от 5 до 6,8, предпочтительно - примерно от 5,3 до 6,2, что обсуждалось выше, перед дальнейшей обработкой, которая обсуждается ниже. Такое регулирование pH может проводиться с использованием любой удобной для этого кислоты, такой как соляная кислота, или щелочи, такой как гидроксид натрия, в зависимости от потребности.

Водный раствор белка может обрабатываться двумя альтернативными способами в зависимости от того, проводится ли осаждение богатой белком 7S мицеллярной массы с отделением супернатанта для последующей обработки с целью извлечения нового изолята белка канолы либо для указанной цели водный раствор белка подвергается двухстадийной мембранной обработке без осаждения белковой мицеллярной массы.

В первом альтернативном способе водный раствор белка концентрируется с целью повышения концентрации белка в нем при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной. Такое концентрированно обычно проводится для обеспечения концентрированного белкового раствора, имеющего концентрацию белка, по меньшей мере, около 50 г/л, предпочтительно, по меньшей мере, около 200 г/л, более предпочтительно, по меньшей мере, около 250 г/л.

Стадия концентрирования может осуществляться любым удобным путем, совместимым с периодической или непрерывной операцией, например, с применением любой пригодной для данной цели селективной мембранной технологии, такой как ультрафильтрация или диафильтрация, с использованием мембран, например мембран из полых волокон или мембран в форме спирали, с соответствующей молекулярной проницаемостью, например, с проницаемостью примерно от 3000 до 100000 дальтон, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 дальтон, в зависимости от различных материалов, из которых изготовлены мембраны, и конфигурации мембран, а в случае непрерывного способа - в зависимости от размеров мембран, обеспечивающих требуемую степень концентрирования водного белкового раствора, пропускаемого через мембраны.

После этого концентрированный белковый раствор может подвергаться стадии диафильтрации с использованием водного раствора соли такой же молярности и с таким же pH, какие имеет экстракционный раствор. Указанная стадия диафильтрации может осуществляться с использованием примерно от 2 до 20 объемов диафильтрационного раствора, предпочтительно примерно от 5 до 10 объемов диафильтрационного раствора. В ходе диафильтрации из водного белкового раствора удаляются дополнительные количества загрязняющих веществ путем прохождения через мембрану с пермеатом. Операция диафильтрации может проводиться до тех пор, пока в пермеате не будут присутствовать значительные дополнительные количества фенольных соединений и красящих веществ с интенсивной окраской. Указанная диафильтрация может осуществляться с применением той же мембраны, какая использовалась для стадии концентрирования. Однако при необходимости стадия диафильтрации может проводиться с применением отдельной мембраны с различной молекулярной проницаемостью, например, с проницаемостью примерно от 3000 до 100000 дальтон, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 дальтон в зависимости от различных материалов, из которых изготовлена мембрана, и ее конфигурации.

В диафильтрационной среде, по меньшей мере, на какой-то части стадии диафильтрации может присутствовать антиоксидант. Антиоксидант может представлять собой любой пригодный для данной цели антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, используемое в диафильтрационной среде, зависит от применяемых материалов и может варьировать примерно от 0,01 до 1 мас.%, предпочтительно - примерно 0,05 мас.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления фенольных соединений, присутствующих в концентрированном растворе изолята белка канолы.

Стадия концентрирования и стадия диафильтрации могут осуществляться при любой удобной температуре, обычно от 20°С до 60°С, предпочтительно примерно от 20°С до 30°С и в течение периода времени, требуемого для достижения требуемой степени концентрирования. Применяемые температурные и другие режимы зависят до некоторой степени от мембранного оборудования, используемого для проведения концентрирования, и от требуемой концентрации белка в растворе.

Концентрирование белкового раствора до предпочтительной концентрации примерно более 200 г/л на этой стадии не только повышает выход продукта до уровней выше примерно 40% в пределах того количества экстрагированного белка, которое извлекается в виде сухого изолята белка, предпочтительно выше примерно 80%, но и снижает концентрацию соли в готовом изоляте белка после сушки. Возможность контролировать концентрацию соли в изоляте важна с точки зрения применения изолята, в рамках которого варьирование концентрации соли может повлиять на функциональные и сенсорные свойства изолята при его использовании в специфических пищевых продуктах.

Как хорошо известно, ультрафильтрация и аналогичные селективные мембранные технологии обеспечивают прохождение низкомолекулярных веществ через мембраны и в то же время предупреждают прохождение через мембраны веществ с более высокой молекулярной массой. Низкомолекулярные вещества включают не только ионные виды соли пищевого качества, но и низкомолекулярные материалы, экстрагируемые из основного сырья, такие как углеводы, пигменты и антипитательные факторы, а также любые низкомолекулярные формы белка. Молекулярная проницаемость мембраны обычно выбирается с тем, чтобы гарантировать удерживание значительного количества белка в растворе при одновременном пропускании загрязняющих веществ через мембрану, с учетом различных материалов, из которых изготовляются мембраны, и конфигурации мембран.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор может подвергаться, в случае необходимости, следующей операции обезжиривания, как описывается в патентах США №5844086 и 6005076.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор может подвергаться операции по удалению красящих вещества как альтернативы описанной выше операции по удалению красящих веществ. Для этого может использоваться активированный уголь в порошке, а также гранулированный активированный уголь (GAC). Другим материалом, который может применяться в качестве агента, абсорбирующего красящие вещества, является поливинилпирролидон.

Стадия обработки агентом, абсорбирующим красящие вещества, может проводиться в любых удобных условиях, обычно при температуре окружающей среды раствора белка канолы. В случае применения активированного угля в порошке он может использоваться в количестве примерно от 0,025 до 5 мас.%/об., предпочтительно примерно от 0,05 до 2 мас.%/об. Если в качестве агента, абсорбирующего красящие вещества, используется поливинилпирролидон, то он может использоваться в количестве примерно от 0,5 до 5 мас.%/об., предпочтительно примерно от 2 до 3 мас.%/об. Агент, абсорбирующий красящие вещества, может удаляться из раствора белка канолы любым удобным способом, например, фильтрацией.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор от необязательной стадии удаления красящих веществ может подвергаться пастеризации с целью уничтожения любых бактерий, которые могут присутствовать в муке-сырье как результат хранения или других факторов и экстрагироваться из муки в раствор изолята белка канолы на стадии экстракции. Такая пастеризация может осуществляться при любых требуемых режимах пастеризации. Обычно концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор нагревается до температуры примерно от 55°С до 70°С, предпочтительно примерно от 60°С до 65°С, в течение примерно от 10 до 15 минут, предпочтительно в течение примерно 10 минут. Затем пастеризованный концентрированный белковый раствор может охлаждаться для последующей обработки, как описывается ниже, предпочтительно до температуры примерно от 25°С до 40°С.

В зависимости от температуры, применяемой на стадии концентрирования и необязательной стадии диафильтрации, и от того, проводится или нет стадия пастеризации, концентрированный белковый раствор может подогреваться до температуры, по меньшей мере, примерно от 20°С до 60°С, предпочтительно примерно от 25°С до 40°С с целью снижения вязкости концентрированного белкового раствора для повышения эффективности последующей стадии разбавления и образования мицелл. Концентрированный белковый раствор не должен нагреваться до температуры, выше которой образование мицелл не происходит при разбавлении охлажденной водой.

Затем концентрированный белковый раствор со стадии концентрирования и необязательной стадии диафильтрации, необязательной стадии удаления красящих веществ, необязательной стадии пастеризации и необязательной стадии обезжиривания разбавляется, чтобы вызвать образование мицелл путем смешивания концентрированного белкового раствора с охлажденной водой, берущейся в объеме, требуемом для достижения желательной степени разбавления. Степень разбавления концентрированного белкового раствора может варьировать в зависимости от количества белка канолы, которое требуется получить мицеллярным путем, и количества белка канолы из супернатанта. В большинстве случаев при более высоких уровнях разбавления повышенное количество белка канолы остается в водной фазе.

Если требуется обеспечить максимальное количество белка мицеллярным путем, то концентрированный белковый раствор разбавляется примерно в 15 раз или менее, предпочтительно в 10 раз или менее.

Охлажденная вода, с которой смешивается концентрированный белковый раствор, имеет температуру ниже примерно 15°С, обычно примерно от 3°С до 15°С, предпочтительно ниже примерно 10°С, поскольку повышенный выход белкового изолята в виде белковой мицеллярной массы обеспечивается именно этими более низкими температурами при используемых коэффициентах разбавления.

В периодическом способе партия концентрированного белкового раствора добавляется в статическую толщу охлажденной воды, имеющей требуемый объем, что обсуждалось выше. Разбавление концентрированного белкового раствора и, как следствие этого, снижение ионной силы раствора вызывает образование (в виде помутнения) массы из высокоассоциированных белковых молекул в виде дискретных белковых капель в мицеллярной форме. В периодическом способе белковые мицеллы оставляются в покое для осаждения в толще охлажденной воды с образованием агрегатированной, коалесцирующей, плотной, аморфной, клейкой типа клейковины, белковой мицеллярной массы (РММ). Осаждение можно ускорить, например, центрифугированием. Такое индуцированное осаждение снижает содержание жидкости в белковой мицеллярной массе, причем влагосодержание в большинстве случаев уменьшается примерно с 70 мас.%- 95 мас.% до значения примерно 50 мас.% - 80 мас.% общей массы мицеллярной массы. Снижение влагосодержания мицеллярной массы таким путем приводит также к уменьшению содержания поглощенной соли в мицеллярной массе и, следовательно, содержания соли в сухом изоляте.

Альтернативно операция разбавления может выполняться в непрерывном режиме путем непрерывной подачи концентрированного белкового раствора в одно входное отверстие Т-образного трубопровода, в то время как вода для разбавления поступает в другое входное отверстие Т-образного трубопровода, в результате чего смешивание происходит в трубопроводе. Вода для разбавления подается в Т-образный трубопровод со скоростью, достаточной для достижения требуемой степени разбавления концентрированного белкового раствора.

Смешивание концентрированного белкового раствора с водой для разбавления в трубопроводе инициирует образование белковых мицелл, и смесь непрерывно отводится из выходного отверстия Т-образного трубопровода в отстойник, из которого при его наполнении супернатант сливается с осадка. Смесь предпочтительно подается в толщу жидкости в отстойнике таким образом, чтобы минимизировать турбулентность в толще жидкости.

В непрерывном способе белковые мицеллы оставляются в покое для осаждения в отстойнике с образованием агрегатированной, коалесцирующей, плотной, аморфной, клейкой, аналогичной клейковине, белковой мицеллярной массы (РММ), и процесс продолжается до тех пор, пока на дне отстойника не накопится требуемое количество РММ, после чего накопленная РММ выгружается из отстойника. Вместо осаждения отстаиванием РММ может непрерывно отделяться центрифугированием.

Комбинация параметров процесса концентрирования белкового раствора до предпочтительного содержания белка, по меньшей мере, примерно 200 г/л и использование коэффициента разбавления менее примерно 15 приводят к более высокому выходу продукта, зачастую - к значительно более высокому выходу продукта, в пределах того количества белка, которое извлекается в виде белковой мицеллярной массы из начального экстракта муки, и к намного более чистым изолятам в рамках содержания белка в них, чем достигаемые выход и чистота изолятов при применении любого из известных способов получения белкового изолята предшествующего уровня техники, описанных в вышеупомянутых патентах США.

При использовании непрерывного способа извлечения изолята белка канолы, по сравнению с периодическим способом, начальная стадия экстракции белка может значительно сократиться по времени при том же уровне экстракции белка, и могут применяться значительно более высокие температуры на стадии экстракции. В дополнение к этому в непрерывном способе риск загрязнения меньше, чем в периодическом способе, что приводит к получению продукта более высокого качества и к возможности осуществления процесса на более компактном оборудовании.

Осажденный отстаиванием изолят отделяется от остаточной водной фазы или супернатанта, например декантацией остаточной водной фазы от осажденной массы или центрифугированием. РММ может применяться во влажном виде или может подвергаться сушке любым удобным способом, таким как распылительная сушка или сублимационная сушка, для получения ее в сухом виде. Сухая РММ имеет высокое содержание белка - выше примерно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, около 100 мас.% (при расчете по Кьельдалю N×6,25), который является, в основном, не денатурированным (что подтверждено дифференциальной сканирующей калориметрией). Сухая РММ, выделенная из муки из масличных семян, также имеет низкое содержание остаточного жира, которое может составлять менее примерно 1 мас.%, когда возникает необходимость в применении способов патентов США №5844086 и 6005076.

Как указывается в вышеупом