Производство муки из масличных семян

Производство муки из масличных семян

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение направлено на производство муки из масличных семян для извлечения белка из нее.

Предшествующий уровень техники

В совместно рассматриваемых заявках на патенты США №10/137391, поданной 3 мая 2002 г. (WO 02/089597), и №10/476830, правопреемником по которым является автор настоящей заявки и которые включены в перечень ссылок к настоящей заявке, описывается способ производства белкового изолята высокой чистоты, содержащего, по меньшей мере, примерно 100 мас.% белка при определении его по Кьельдалю или аналогичным методом в виде процентного содержания азота (N) при коэффициенте пересчета 6,25. Употребляемое в контексте описания выражение "содержание белка" относится к количеству белка в сухом веществе белкового изолята. В вышеупомянутых заявках на патенты США белковый изолят производится способом, в котором мука из масличных семян обрабатывается экстракцией раствором соли пищевого качества; полученный белковый раствор после предварительной обработки адсорбентом пигментов концентрируется, в случае необходимости, до содержания белка, по меньшей мере, примерно 200 г/л; концентрированный белковый раствор разбавляется охлажденной водой для образования белковых мицелл, которые осаждаются отстаиванием с получением агрегатированной, коалесцирующей, плотной, аморфной, клейкой, подобно клейковине, массы белкового изолята, обозначаемой термином «белковая мицеллярная масса» или РММ (БММ), которая отделяется от остаточной водной фазы и может использоваться как таковая или подвергаться сушке.

В одном из вариантов осуществления вышеуказанного способа, и особенно как описывается в заявках на патенты США №10/137391 и 10/476830, надосадочная жидкость от стадии осаждения РММ подвергается обработке с целью извлечения белкового изолята, содержащего сухой белок из влажной РММ и надосадочной жидкости. Эта процедура может осуществляться путем предварительного концентрирования надосадочной жидкости с использованием ультрафильтрационных мембран, смешивания концентрированной надосадочной жидкости с влажной РММ и сушки смеси. Полученный изолят белка канолы имеет высокую степень чистоты, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% белка (N×6,25).

В другом варианте вышеуказанного способа, и особенно как описывается в заявках №10/137391 и 10/476830, надосадочная жидкость от стадии осаждения РММ подвергается обработке с целью извлечения белка из надосадочной жидкости. Эта процедура может осуществляться путем предварительного концентрирования надосадочной жидкости с использованием ультрафильтрационных мембран и сушки концентрата. Полученный изолят белка канолы имеет высокую степень чистоты, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% белка (N×6,25).

Способы, описанные в вышеупомянутых заявках на патенты США, в основном являются периодическими (batch) способами. В совместно рассматриваемой заявке на патент США №10/298678, поданной 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 производства изолятов белка канолы. В соответствии с этим способом мука из масличных семян канолы непрерывно смешивается с раствором соли; смесь транспортируется по трубопроводу с одновременной экстракцией белка из муки из масличных семян канолы с образованием водного белкового раствора; водный белковый раствор непрерывно отделяется от остаточной муки из масличных семян канолы; водный белковый раствор непрерывно пропускается через операцию с селективной мембраной с целью повышения содержания белка в водном белковом растворе, по меньшей мере, примерно до 200 г/л при 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 надосадочная жидкость непрерывно сливается до тех пор, пока в резервуаре-отстойнике не накопится требуемое количество РММ. РММ удаляется из резервуара-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.%.

Мука, которая обрабатывается экстракцией на начальной стадии производства белкового изолята, содержит ряд компонентов, которые могут влиять на вкус и цвет белкового изолята. Например, она может включать частицы оболочек семян, содержащие некоторые фенольные соединения, которые могут выщелачиваться в экстракт. Такие фенольные соединения склонны к окислению с образованием окрашенных соединений.

Другими компонентами, которые могут влиять на качество муки и продуктов из нее, являются глюкозинолаты и продукты их деградации. Деградация глюкозинолатов катализируется расщепляющими ферментами, называемыми мирозиназами, которые расщепляют глюкозинолаты на изотиоцианаты, тиоцианаты, нитрилы и элементарную серу. Продукты деградации глюкозинолатов снижают ценность содержащих глюкозинолаты растений при использовании их в пищевых продуктах для человека или в кормах для животных.

Канола известна также как рапс или масличная сурепка.

Краткое описание изобретения

В настоящем изобретении масличные семена канолы подвергаются тепловой обработке для инактивирования мирозиназ и обрушению перед дроблением обрушенных масличных семян с целью извлечения масла из них. Эта процедура минимизирует присутствие компонентов в муке, которые могут отрицательно влиять на цвет и вкус белкового изолята, полученного из муки из масличных семян с применением описанных выше способов. Проводимая тепловая обработка может применяться также для инактивирования других ферментов, которые могут присутствовать в масличных семенах.

Инактивирование мирозиназ и других ферментов, присутствующих в масличных семенах канолы, может осуществляться любым удобным образом, пригодным для инактивирования ферментов. Наиболее удобно проводить инактивирование с использованием пара при температуре примерно 90°С в течение минимум 10 минут, хотя могут применяться и другие температурно-временные режимы и методы, например инфракрасный, микроволновый или высокочастотный нагрев. Главное, чтобы достигалось инактивирование ферментов, включая мирозиназы.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения обеспечивается способ получения муки из масличных семян канолы, который включает тепловую обработку масличных семян канолы для инактивирования ферментов в них, обрушение масличных семян канолы и удаление масла канолы из прошедших тепловую обработку и обрушение масличных семян для обеспечения муки из масличных семян канолы.

Мука из масличных семян канолы, полученная таким способом, может затем подвергаться обработке с целью извлечения из нее изолятов белка канолы, имеющих содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, 100 мас.%. Применяемая процедура выделения белка канолы предпочтительно является одной из тех, которые описываются в вышеупомянутых заявках на патенты США.

Краткое описание фигур

На фиг.1 представлена схема подготовительной процедуры для получения обрушенных и обезжиренных масличных семян канолы в соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

На фиг.2 представлена схема подготовительной процедуры для получения обрушенных и обезжиренных масличных семян канолы в соответствии с менее предпочтительным вариантом изобретения.

На фиг.3 представлена схема процесса получения изолята белка канолы из обрушенных и обезжиренных масличных семян канолы, подготовленных согласно процедуре фиг.1 или фиг.2.

На фиг.4 графически представлены температурные профили тепловой обработки масличных семян канолы и фракций общей массы обрушенных семян.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение касается способа обработки масличных семян канолы для получения муки из масличных семян канолы, из которой могут быть приготовлены изоляты белка канолы.

Способ включает тепловую обработку масличных семян канолы с целью инактивирования ферментов мирозиназ и других ферментов, присутствующих в семенах, и обрушение семян. Обрушение может осуществляться после тепловой обработки или перед тепловой обработкой. Затем обработанные семена подвергаются стадии удаления масла с получением муки из масличных семян канолы.

Тепловую обработку удобно осуществлять примерно при 90°С в течение минимум около 5 минут, предпочтительно около 10 минут, с использованием парового нагрева. Как упоминалось выше, могут применяться и другие температурно-временные режимы и методы, такие как обработка инфракрасным, микроволновым или высокочастотным нагревом. После тепловой обработки масличные семена обычно охлаждаются до температуры окружающей среды для последующей обработки.

В одном из вариантов изобретения, показанном на фиг.1, масличные семена канолы сначала инактивируются в аппарате для тепловой обработки примерно при 90°С в течение около 10 минут за счет инжекции пара. Затем инактивированные масличные семена охлаждаются до температуры окружающей среды с использованием, например, сушилки с кипящим слоем. Охлажденные инактивированные масличные семена канолы направляются затем в дробилку, в которой оболочки семян канолы дробятся и раздробленные оболочки отделяются от общей массы канолы, например, воздушной аспирацией. Общая масса канолы разделяется на более крупную фракцию (сход с сита) и более мелкую фракцию (проход сита) с использованием, например, вибрационного сита. В изображенном на фиг.1 примере для стадии разделения используется сито 14 меш.

Фракция сход с сита содержит, как правило, больше остаточных, нераздробленных оболочек семян и в большинстве случаев многократно рециркулирует через дробилку для удаления остаточных оболочек. После удаления остатков оболочек из фракции сход с сита она может подвергаться обработке с целью извлечения масла канолы и получения муки из масличных семян канолы путем переработки общей массы канолы в хлопья и проведения экстракции хлопьев растворителем. Из извлеченной муки растворитель обычно удаляется.

Фракция проход сита обрабатывается с целью удаления остаточных оболочек, например, воздушной аспирацией. После удаления остатков оболочек из фракции проход сита она может обрабатываться с целью извлечения масла канолы и производства муки из масличных семян канолы путем переработки общей массы канолы в хлопья и проведения экстракции хлопьев растворителем. Из полученной муки растворитель обычно удаляется. Обе фракции общей массы канолы - сход с сита и проход сита - можно объединить перед стадией переработки в хлопья.

В другом варианте изобретения, показанном на фиг.2, инактивирование ферментов проводится после обрушения семян. Мука из масличных семян канолы подается в дробилку, в которой оболочки семян дробятся и раздробленные оболочки отделяются от общей массы канолы. Общая масса канолы разделяется на более крупную фракцию (сход с сита) и более мелкую фракцию (проход сита) с использованием, например, вибрационного сита. Фракция сход с сита содержит, как правило, больше остаточных, нераздробленных оболочек семян и в большинстве случаев многократно рециркулирует через дробилку для удаления остатков оболочек.

Каждая из фракций - сход с сита и проход сита - подвергается инактивированию в аппарате для тепловой обработки примерно при 90°С в течение 10 минут за счет инжекции пара. Затем инактивированные фракции охлаждаются по отдельности, например, с использованием сушилки с кипящим слоем.

После этого охлажденные фракции подвергаются обработке с целью извлечения масла канолы и получения муки из масличных семян канолы. Фракция сход с сита подвергается переработке в хлопья, удалению остаточных оболочек, например воздушной аспирацией, и экстракции хлопьев растворителем. Растворитель из полученной муки может быть удален.

Фракция проход сита подвергается переработке в хлопья, а хлопья подвергаются экстракции растворителем. Растворитель из полученной муки может быть удален.

Остаточная мука, полученная в результате этих операций, подвергается последующей обработке для извлечения из нее изолята белка канолы с применением способа, описанного в вышеупомянутых заявках на патенты США, что более подробно описывается ниже.

Соответствующие изоляты белка канолы, полученные из РММ и из надосадочной жидкости, могут выделяться из муки из масличных семян канолы либо периодическим способом, либо непрерывным способом, либо полунепрерывным способом, как описывается в вышеупомянутых заявках на патенты США.

Начальная стадия способа получения изолятов белка канолы включает солюбилизацию белкового материала из муки из масличных семян канолы. Белковый материал, извлеченный из муки из семян канолы, может быть нативным белком семян канолы, либо белковый материал может быть генетически модифицированным белком, но обладающим характерными гидрофобными и полярными свойствами натурального белка. Мука канолы может быть любой мукой канолы, полученной в результате удаления масла канолы из масличных семян канолы, с варьирующим уровнем неденатурированного белка, что достигается, например, методами экстракции горячим гексаном или холодной экструзии масла. Удаление масла канолы из масличных семян канолы обычно осуществляется как отдельная операция в описываемом здесь способе извлечения белкового изолята.

Солюбилизация белка проводится в соответствии с настоящим изобретением с использованием раствора соли. В качестве соли обычно используется хлорид натрия, хотя могут использоваться и другие пригодные для данной цели соли, такие как хлорид калия и хлорид кальция. Раствор соли имеет ионную силу, по меньшей мере, примерно 0,10, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 0,15, чтобы обеспечить солюбилизацию значительных количеств белка. Как только ионная сила раствора соли начинает повышаться, степень солюбилизации белка в муке из масличных семян первоначально возрастает до достижения максимального значения. Последующее повышение ионной силы не будет приводить к увеличению общего количества солюбилизированного белка. Ионная сила раствора соли, которая вызывает максимум солюбилизации белка, варьирует в зависимости от выбранной муки из масличных семян.

С учетом необходимости достижения более высокой степени разбавления, требуемой для осаждения белка с увеличением ионной силы, обычно предпочитается, чтобы значение ионной силы было ниже примерно 0,8, более предпочтительно, чтобы оно составляло примерно от 0,15 до 0,6.

В периодическом способе солюбилизация белка в растворе соли проводится при температуре, по меньшей мере, примерно 5°С и предпочтительно примерно до 35°С, что предпочтительно сопровождается перемешиванием для сокращения продолжительности солюбилизации, которая обычно составляет примерно от 10 до 60 минут. Солюбилизация предпочтительно проводится с целью экстрагировать как можно больше белка из муки из масличных семян, насколько это практически возможно, с тем, чтобы обеспечить высокий общий выход продукта.

В качестве нижнего температурного предела выбирается температура примерно 5°С, поскольку при температуре ниже указанной солюбилизация настолько замедляется, что становится практически нецелесообразной, тогда как в качестве предпочтительного верхнего температурного предела выбирается температура примерно 35°С, так как при более высоких температурных уровнях процесс становится неэкономичным при осуществлении его в периодическом режиме.

В непрерывном способе экстракция белка из муки из масличных семян канолы осуществляется любым образом, постоянно обеспечивающим непрерывную экстракцию белка из муки из масличных семян канолы. В одном из вариантов мука из масличных семян канолы непрерывно смешивается с раствором соли, и полученная смесь транспортируется по трубопроводу, длина которого и продолжительность нахождения смеси в котором при скорости потока достаточны для осуществления требуемой экстракции в соответствии с параметрами, указанными в настоящем описании. В таком непрерывном способе стадия солюбилизации в растворе соли происходит быстро, в течение времени примерно до 10 минут, что особенно предпочтительно, так как эффективная солюбилизация позволяет экстрагировать максимально возможное на практике количество белка из муки из масличных семян канолы. Солюбилизация в непрерывном способе предпочтительно проводится при повышенных температурах, предпочтительно выше примерно 35°С, в большинстве случаев примерно до 65°С.

Водный раствор соли и мука из масличных семян канолы имеют естественный рН примерно от 5 до 6,8, что делает возможным образование белкового изолята мицеллярным путем, как более подробно описано ниже.

При предельных значениях рН указанного диапазона и вблизи них образование белкового изолята мицеллярным путем происходит только частично и с более низким выходом, чем при других значениях рН в указанном диапазоне. Поэтому предпочтительными являются значения рН примерно от 5,3 до 6,2.

На стадии экстракции рН раствора соли может регулироваться при необходимости до любого требуемого значения в диапазоне примерно от 5 до 6,8 с использованием любой пригодной для данной цели кислоты, обычно соляной, или щелочи, обычно гидроксида натрия.

Концентрация муки из масличных семян в растворе соли 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 оказывает дополнительный эффект растворения жиров, которые могут присутствовать в муке канолы, что обусловливает их переход в водную фазу.

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

Водная фаза от стадии экстракции может отделяться затем от остаточной муки канолы любым пригодным для этой цели образом с использованием, например, центрифуги-декантера с последующим центрифугированием в тарельчатой центрифуге и/или фильтрацией для удаления остаточной муки. Отделенная остаточная мука может подвергаться сушке для дальнейшего использования.

Цвет готового изолята белка канолы можно улучшить, т.е. сделать его более светлым с менее интенсивным желтым оттенком, путем смешивания активированного угля в порошке или другого агента, адсорбирующего пигменты, с отделенным водным белковым раствором и последующего удаления адсорбента, обычно фильтрацией, с получением белкового раствора. Для удаления пигментов может использоваться также диафильтрация.

Такая стадия удаления пигментов может проводиться в любых удобных для этой цели условиях, обычно при комнатной температуре отделенного водного белкового раствора с использованием любого подходящего агента, адсорбирующего пигменты. Активированный уголь в порошке используется в количестве примерно от 0,025 до 5% мас./об., предпочтительно - примерно от 0,05 до 2% мас./об.

В тех случаях, когда мука из семян канолы содержит значительное количество жира, могут быть предусмотрены стадии обезжиривания отделенного водного белкового раствора и концентрированного водного белкового раствора. Эти стадии описываются в патентах США №5844086 и 6005076, правопреемником по которым является автор настоящей заявки и которые включены в перечень ссылок к настоящей заявке, и обсуждаются ниже. Если проводится стадия улучшения цвета, то эта стадия может осуществляться после первой стадии обезжиривания.

Альтернативным способом является экстракция муки из масличных семян раствором соли при относительно высоком значении рН - выше примерно 6,8, в большинстве случаев - примерно до 9,9. рН раствора хлорида натрия может регулироваться до требуемого значения в щелочной области рН с помощью любой подходящей щелочи пищевого качества, например водного раствора гидроксида натрия. Альтернативно мука из масличных семян может подвергаться экстракции раствором хлорида натрия при относительно низком значении рН - ниже примерно рН 5, в большинстве случаев - ниже примерно рН 3. При применении такой альтернативы водная фаза от стадии экстракции муки из масличных семян отделяется затем от остаточной муки канолы любым пригодным для этой цели образом, например с использованием центрифуги-декантера с последующим центрифугированием в тарельчатой центрифуге, для удаления остаточной муки. Отделенная таким образом остаточная мука может подвергаться сушке для последующего использования.

Затем рН водного белкового раствора от стадии экстракции, проводившейся при высоком или низком значениях рН, устанавливается в диапазоне рН примерно от 5 до 6,8, предпочтительно - примерно от 5,3 до 6,2, что обсуждалось выше, перед последующей обработкой, что обсуждается ниже. Указанное регулирование рН может проводиться соответственно с использованием любой подходящей кислоты, такой как соляная кислота, или щелочи, такой как гидроксид натрия.

После этого водный белковый раствор концентрируется для повышения концентрации белка в нем при поддержании ионной силы раствора в основном постоянной. Такое концентрирование обычно проводится с целью получения концентрированного белкового раствора, имеющего концентрацию белка, по меньшей мере, примерно 50 г/л, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 200 г/л, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 250 г/л.

Стадия концентрирования может проводиться любым пригодным для этой цели методом, надежным в периодическом или непрерывном режиме, например с применением любой удобной селективной мембранной технологии, такой как ультрафильтрация или диафильтрация, с использованием мембран, таких как мембраны из полых волокон или закрученные в спирали мембраны, с требуемой проницаемостью для соединений с молекулярной массой, например, примерно от 3000 до 100000 дальтон, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 дальтон, в зависимости от материалов, из которых изготовлены мембраны, и конфигураций мембран, а в случае непрерывного режима - с использованием мембран определенных размеров, обеспечивающих требуемую степень концентрации белка в пропускаемом через мембраны водном белковом растворе.

Концентрированный белковый раствор может подвергаться затем стадии диафильтрации с использованием водного раствора хлорида натрия такой же молярности и с таким же рН, что и экстракционный раствор. Указанная диафильтрация может осуществляться с использованием примерно от 2 до 20 объемов диафильтрационного раствора, предпочтительно - примерно от 5 до 10 объемов диафильтрационного раствора. В процессе диафильтрации из водного белкового раствора в проходящий через мембрану пермеат удаляется дополнительное количество загрязняющих веществ. Операция диафильтрации может проводиться до перехода в пермеат значительных количеств фенольных соединений и заметно окрашенных соединений. Такая диафильтрация может осуществляться с использованием мембран с проницаемостью для соединений с молекулярной массой примерно от 3000 до 100000 дальтон, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 дальтон, в зависимости от материалов, из которых изготовлены мембраны, и конфигураций мембран.

В диафильтрационной среде в процессе, по меньшей мере, части стадии диафильтрации может присутствовать антиоксидант. Антиоксидант может быть любым пригодным для данной цели антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, используемое в диафильтрационной среде, зависит от используемых материалов и может варьировать примерно от 0,01 до 1 мас.%, предпочтительно - примерно 0,05 мас.%. Антиоксидант служит для предупреждения окисления фенольных соединений, присутствующих в концентрированном растворе белкового изолята канолы.

Стадия концентрирования и стадия диафильтрации могут проводиться при любой подходящей температуре - в большинстве случаев при температуре примерно от 20°С до 60°С, предпочтительно - при температуре примерно от 20°С до 30°С, и в течение периода времени, достаточного для достижения требуемой степени концентрирования. Применяемые температура и другие условия в определенной степени зависят от мембранного оборудования, используемого для осуществления концентрирования, и от требуемой концентрации белка в растворе.

Концентрирование белкового раствора до предпочтительной концентрации белка в нем более примерно 200 г/л на этой стадии не только повышает выход продукта в ходе процесса до уровня, превышающего примерно 40%, предпочтительно примерно 80%, в пределах того количества экстрагированного белка, из которого получают сухой белковый изолят, но и снижает концентрацию соли в готовом белковом изоляте после сушки. Возможность контроля концентрации соли в изоляте очень важна с точки зрения последующего использования изолята, так как варьирование концентрации соли может повлиять на функциональные и сенсорные свойства белкового изолята в составе тех пищевых продуктов, в производстве которых он будет использоваться.

Как хорошо известно, ультрафильтрация и аналогичные селективные мембранные технологии обеспечивают прохождение низкомолекулярных соединений через мембраны, удерживая в то же время соединения с высокой молекулярной массой. Низкомолекулярные соединения включают не только ионные разновидности солей пищевого качества, но и низкомолекулярные материалы, экстрагированные из различного сырья, такие как углеводы, пигменты и антипитательные факторы, а также низкомолекулярные формы белка. Проницаемость мембран по молекулярной массе обычно выбирается с учетом необходимости удержания значительной части белка в растворе при свободном прохождении загрязнителей через мембраны и зависит от различных материалов, из которых изготовлены мембраны, и от конфигураций мембран.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор может подвергаться, если это требуется, следующей операции обезжиривания, как описано в патентах США №5844086 и 6005076.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор может подвергаться операции по удалению цвета, альтернативной вышеописанной операции удаления цвета. Для этой цели может использоваться активированный уголь в порошке, а также гранулированный активированный уголь (GAC). Другим материалом, который может использоваться в качестве адсорбирующего цвет агента, является поливинилпирролидон.

Стадия обработки адсорбирующим цвет агентом может осуществляться в любых удобных для этого условиях, обычно при комнатной температуре раствора белка канолы. Активированный уголь в порошке может использоваться в количестве примерно от 0,025 до 5% мас./об., предпочтительно - примерно от 0,05 до 2% мас./об. Если в качестве адсорбирующего цвет агента используется поливинилпирролидон, то его количество составляет примерно от 0,5 до 5% мас./об., предпочтительно - примерно от 2 до 3% мас./об. Адсорбирующий цвет агент может удаляться из раствора белка канолы любыми удобными средствами, например фильтрацией.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор от необязательной стадии удаления цвета может подвергаться пастеризации с целью уничтожения бактерий, которые могли попасть в исходную муку в процессе ее хранения или каким-либо иным образом и перейти из муки в раствор изолята белка канолы на стадии экстракции. Указанная пастеризация может проводиться в любых требуемых для пастеризации условиях. В большинстве случаев концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор нагревается до температуры примерно от 55 до 70°С, предпочтительно - примерно от 60 до 65°С, в течение примерно от 10 до 15 минут, предпочтительно - примерно 10 минут. Затем пастеризованный концентрированный белковый раствор может охлаждаться для последующей обработки, как описывается ниже, предпочтительно до температуры примерно от 25 до 40°С.

В зависимости от применяемой на стадии концентрирования температуры концентрированный белковый раствор может подогреваться до температуры, по меньшей мере, примерно от 20 до 60°С, предпочтительно - примерно от 25 до 40°С, с целью уменьшения вязкости концентрированного белкового раствора для облегчения выполнения последующей стадии разбавления и образования мицелл. Концентрированный белковый раствор не рекомендуется нагревать до температуры, выше которой температура концентрированного белкового раствора не будет вызывать образование мицелл при разбавлении охлажденной водой. Концентрированный белковый раствор может подвергаться, если потребуется, последующей операции обезжиривания, как описано в вышеупомянутых патентах США №5844086 и 6005076.

Концентрированный белковый раствор от стадии концентрирования и необязательной стадии диафильтрации, необязательной стадии удаления цвета, необязательной стадии пастеризации и необязательной стадии обезжиривания разбавляется с целью вызвать образование мицелл путем смешивания концентрированного белкового раствора с охлажденной водой, имеющей объем, требуемый для достижения желательной степени разбавления. Степень разбавления концентрированного белкового раствора может варьировать в зависимости от относительного количества белка канолы, которое требуется получить мицеллярным путем, и относительного количества белка канолы из надосадочной жидкости. В большинстве случаев при повышенных уровнях разбавления большая часть белка канолы остается в водной фазе.

Если требуется, чтобы большая часть белка была получена мицеллярным путем, то в этом случае концентрированный белковый раствор разбавляется примерно в 15 раз или менее, предпочтительно - примерно в 10 раз или менее.

Охлажденная вода, с которой смешивается концентрированный белковый раствор, имеет температуру ниже примерно 15°С, обычно - примерно от 3 до 15°С, предпочтительно - ниже примерно 10°С, поскольку повышенный выход белкового изолята в форме белковой мицеллярной массы достигается именно при этих пониженных температурах при указанной кратности разбавления.

В периодическом способе партия концентрированного белкового раствора добавляется к статической массе охлажденной воды, имеющей требуемый объем, как обсуждалось выше. Разбавление концентрированного белкового раствора и, как следствие этого, снижение его ионной силы вызывают образование хлопьевидной массы высоко ассоциированных белковых молекул в виде дискретных белковых капель в мицеллярной форме. В периодическом способе белковые мицеллы осаждаются отстаиванием в массе охлажденной воды с образованием агрегатированной, коалесцирующей, плотной, аморфной, клейкой, подобной клейковине, белковой мицеллярной массы (РММ). Осаждение можно ускорить, например, путем центрифугирования. Такое ускоренное осаждение снижает содержание жидкости в белковой мицеллярной массе, уменьшая тем самым влагосодержание в большинстве случаев примерно с 70 мас.% - 95 мас.% до примерно 50 мас.% - 80 мас.% общей мицеллярной массы. Снижение влагосодержания мицеллярной массы таким путем уменьшает также содержание поглощенной соли в мицеллярной массе и, следовательно, содержание соли в сухом изоляте.

Альтернативно операция разбавления может осуществляться непрерывно путем непрерывной подачи концентрированного белкового раствора в одно входное отверстие Т-образного трубопровода, в то время как вода для разбавления подается в другое входное отверстие Т-образного трубопровода, что обеспечивает их смешивание в трубопроводе. Вода для разбавления подается в Т-образный трубопровод в количестве, достаточном для достижения требуемой степени разбавления концентрированного белкового раствора.

Смешивание концентрированного белкового раствора с водой для разбавления в трубопроводе инициирует образование белковых мицелл, и полученная смесь отводится из выходного отверстия Т-образного трубопровода в резервуар-отстойник, из которого при его наполнении сливается надосадочная жидкость. Смесь предпочтительно подается в массу жидкости в резервуаре-отстойнике таким образом, чтобы минимизировать турбулентность в массе жидкости.

В непрерывном способе белковые мицеллы осаждаются отстаиванием в резервуаре-отстойнике с образованием агрегатированной, коалесцирующей, плотной, аморфной, клейкой, подобной клейковине, белковой мицеллярной массы (РММ), и эта процедура продолжается до тех пор, пока на дне резервуара-отстойника не накопится требуемое количество РММ, после чего накопленная РММ удаляется из резервуара-отстойника. В периодическом способе осаждение может ускоряться, например, центрифугированием.

Комбинация параметров процесса концентрирования белкового раствора до предпочтительного содержания белка, по меньшей мере, примерно 200 г/л и кратности разбавления менее примерно 15 обеспечивает более высокий выход продукта, зачастую намного более высокий выход, в пределах того количества белка, которое извлекается в форме белковой мицеллярной массы из экстракта исходной муки, и получение намного более чистых изолятов с точки зрения содержания в них белка, чем это достигается при использовании любого из известных из предшествующего уровня техники способов получения белковых изолятов, обсуждаемых в вышеупомянутых патентах США.

По сравнению с периодическим способом при применении непрерывного способа извлечения изолята белка канолы начальная стадия экстракции белка может значительно сокращаться во времени при том же уровне экстракции белка, и на стадии экстракции могут применяться значительно более высокие температуры. В дополнение к этому в непрерывном способе риск заражения меньше, чем в периодическом способе, что приводит к более высокому качеству продукта и к возможности осуществления способа на более компактном оборудовании.

Осажденный отстаиванием изолят отделяется от остаточной водной фазы или надосадочной жидкости, например, путем декантации остаточной водной фазы из осажденной массы или путем центрифугирования. РММ может использоваться во влажном виде или может подвергаться сушке любым удобным способом, таким как распылительная сушка, сублимационная сушка или вакуумная вальцовая сушка, до сухого продукта. Сухая РММ имеет высокое содержание белка, превышающее примерно 90 мас.% белка, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% белка (при расчете по Кьельдалю N×6,25), и является, по существу, неденатурированной (что установлено дифференциальной сканирующей калориметрией). Сухая РММ, выделенная из жиросодержащей муки из масличных семян, может иметь также низкое остаточное содержание жира, которое может составлять менее примерно 1 мас.%, в том случае, когда появляется необходимость применения способов патентов США 5844086 и 6005076. Изолят белка канолы содержит более низкое количество фитиновой кислоты по сравнению с экстракцией муки водным раствором хлорида натрия при тех же условиях реакции, и оно предпочтительно может составлять менее примерно 1 мас.%.

Надосадочная жидкость от стадии образования и осаждения РММ содержит значительное количество белка канолы, не осажденного на стадии разбавления, и подвергается обработке с целью извлечения из нее изолята белка канолы. Надосадочная жидкость от стадии разбавления (после удаления РММ) концентрируется с целью повышения концентрации белка в ней. Такое концентрирование проводится с использованием любой удобной селективной мембранной технологии, такой как ультрафильтрация, с применением мембран с требуемой проницаемостью для низкомолекулярных соединений, включая соль и другие небелковые низкомолекулярные материалы, экстрагируемые из белкового сырья, которые проходят через мембрану, в то время как белок канолы удерживается в растворе. Могут использоваться ультрафильтрационные мембраны, обладающие проницаемостью для соединений с молекулярной массой примерно от 3000 до 100000 дальтон в зависимости от материалов, из которых изготовлены мембраны, и конфигураций мем