Производство белка канолы

Производство белка канолы

Реферат

Ссылка на родственную заявку

Настоящая заявка претендует согласно 35 Своду законов США 119(е), на дату приоритета, указанную в предварительной патентной заявке США №60/695535 от 1 июля 2005 г.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к новым способам получения белка канолы 2S, практически не содержащего белков канолы 7S и 12S.

Предшествующий уровень техники

Изоляты белка канолы можно получать из муки из масличных семян канолы. В совместно рассматривающихся патентных заявках США №10/137391 с датой подачи 3 мая 2002 г. (публикация патентной заявки США №20030125526 А1), 10/476230 с датой подачи 9 июня 2004 г. (публикация патентной заявки США №20040254353 А1) и в соответствующей опубликованной Международной заявке № WO 02/089597, правопреемником по которым является автор настоящей заявки и которые включены в перечень ссылок, принятых во внимание при составлении настоящей заявки, описывается способ получения изолятов белка канолы из муки из масличных семян канолы, причем указанные изоляты имеют содержание белка, по меньшей мере, 100 мас.% (N×6,25). Способ представляет собой многостадийный процесс, включающий экстракцию муки из масличных семян канолы раствором соли; отделение полученного водного белкового раствора от остаточной муки из масличных семян; повышение концентрации белка в водном растворе, по меньшей мере, до примерно 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 отстаиванием с образованием аморфной, клейкой, студнеобразной как клейковина, белковой мицеллярной массы (РММ) и извлечение из супернатанта белковой мицеллярной массы, имеющей содержание белка, по меньшей мере, около 100 мас.%, при определении его по Кьельдалю (N×6,25). В контексте настоящего описания содержание белка указывается в пересчете на сухое вещество. Извлекаемую РММ можно подвергнуть сушке.

В одном из вариантов воплощения описанного выше способа супернатант на стадии осаждения РММ отстаиванием подвергается обработке с целью извлечения изолята белка, содержащего сухой белок из влажной РММ и супернатанта. Эта операция может осуществляться путем начального концентрирования супернатанта с использованием ультрафильтрационных мембран, смешивания концентрированного супернатанта с влажной РММ и сушки смеси. Полученный изолят белка канолы имеет высокую степень чистоты - по меньшей мере, примерно 90 мас.% белка (N×6,25), предпочтительно - по меньшей мере, около 100 мас.% белка ((N×6,25).

В другом варианте описанного выше способа супернатант на стадии осаждения РММ отстаиванием подвергается обработке с целью извлечения белка из супернатанта. Эта операция может осуществляться путем начального концентрирования супернатанта с использованием ультрафильтрационных мембран и сушки концентрата. Полученный изолят белка канолы имеет высокую степень чистоты - по меньшей мере, примерно 90 мас.% белка (N×6,25), предпочтительно - по меньшей мере, около 100 мас.% белка ((N×6,25).

Способы, описанные в вышеупомянутых патентных заявках США, являются преимущественно периодическими способами. В совместно рассматривающихся патентной заявке США №10/298 678 с датой подачи 19 ноября 2002 г. (публикация патентной заявки США №20040039174 А1) и соответствующей опубликованной Международной заявке № WO 03/043439, правопреемником по которым является автор настоящей заявки и которые включены в перечень ссылок, принятых во внимание при составлении настоящей заявки, 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 при одновременном экстрагировании 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 для повышения содержания белка в водном белковом растворе, по меньшей мере, до примерно 200 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной; полученный концентрированный белковый раствор непрерывно смешивается с охлажденной водой с целью вызвать формирование белковых мицелл, и белковые мицеллы непрерывно осаждаются отстаиванием при одновременном непрерывном удалении супернатанта до тех пор, пока в резервуаре-отстойнике не накопится требуемое количество РММ. РММ выгружается из резервуара-отстойника и может подвергаться сушке. РММ имеет содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% при определении его по Кьельдалю (N×6,25), предпочтительно - по меньшей мере, около 100 мас.% (N×6,25).

Как описано в вышеупомянутых патентных заявках США №10/137391 и 10/471230, сливаемый супернатант может подвергаться обработке с целью извлечения из него изолята белка канолы.

Известно, что семена канолы содержат примерно от 10 до 30 мас.% белков и несколько различных белковых компонентов уже идентифицированы. Эти белки отличаются разными коэффициентами седиментации (S). Эти известные и идентифицированные белки включают глобулин 12S, известный как круциферин, и запасной белок 2S, известный как напин.

Канола известна также как рапс или масличный рапс.

В совместно рассматривающихся патентных заявках США №10/413371 с датой подачи 25 августа 2003 г. (публикация патентной заявки США №20040034204) и 10/510766 с датой подачи 15 апреля 2003 г., а также в соответствующей опубликованной Международной заявке № WO 03/08876, правопреемником по которым является автор настоящей заявки и которые включены в перечень ссылок, принятых во внимание при составлении настоящей заявки, описывается состав изолята белка канолы, полученного из РММ, и изолята белка канолы, полученного из супернатанта. Изолят белка канолы, выделенный из супернатанта, содержит главным образом белок 2S, наряду с пониженным количеством белка 7S и следовым количеством белка 12S. Белок 2S представляет собой низкомолекулярный альбумин. Изолят белка канолы, полученный из РММ, содержит преимущественно белок 7S, наряду с присутствующими в относительно малых количествах белками 2S и 12S. Белки 7S и 12S представляют собой глобулины с более высокой молекулярной массой, причем молекула 7S составляет половину молекулы белка 12S.

Как описывается в вышеупомянутых заявках, изолят белка канолы, выделенный из супернатанта, имеет белковый профиль, который включает:

примерно от 60 до 95 мас.% белка 2S,

примерно от 5 до 40 мас.% белка 7S и

примерно от 0 до 5 мас.% белка 12S,

предпочтительно:

примерно от 70 до 95 мас.% белка 2S,

примерно от 5 до 30 мас.% белка 7S и

примерно от 0 до 2 мас.% белка 12S.

Изолят белка канолы, вьщеленный из РММ, имеет белковый профиль, который включает:

примерно от 60 до 98 мас.% белка 7S,

примерно от 1 до 15 мас.% белка 12S и

примерно от 0 до 25 мас.% белка 2S,

предпочтительно:

примерно от 88 до 98 мас.% белка 7S,

примерно от 1 до 10 мас.% белка 12S и

примерно от 0 до 6 мас.% белка 2S.

Установлено, что выделенный из супернатанта изолят белка канолы, состоящий преимущественно из белка 2S, проявляет более выраженные функциональные свойства при применении его в определенных областях, чем полученный из РММ изолят белка канолы, состоящий главным образом из белка 7S. В способах, описанных в вышеупомянутых заявках, для получения изолята белка канолы из супернатанта необходимо пройти через стадии образования РММ и обеспечения супернатанта, с тем чтобы фактически фракционировать белки канолы.

В патентной заявке США №11/038086 с датой подачи 21 июля 2005 г. (публикация патентной заявки США № US 2005-0181112А1), правопреемником по которой является автор настоящей заявки и которая включена в перечень ссылок (WO 2005/067729), принятых во внимание при составлении настоящей заявки, описывается способ, в котором супернатант от осаждения РММ после мембранной обработки подвергается тепловой обработке с целью осаждения белка 7S и получения белкового раствора, обогащенного белком 2S. Остаточный раствор может подвергаться распылительной сушке.

Белок 2S с минимальной относительной долей белков 7S и 12S имеет более высокую растворимость, чем необработанный белок 2S, при кислотных значениях pH и способен обеспечивать повышенную прозрачность в растворе и с безалкогольными напитками, давая прозрачные обогащенные белком напитки.

Краткое описание изобретения

Авторами настоящей заявки неожиданно было установлено, что в случае, если экстракцию муки из масличных семян канолы проводить при повышенной температуре, а не при температуре окружающей среды, то будет экстрагироваться преимущественно белок 2S, а не белки 7S и 12S, и что белок канолы в полученном растворе экстракта будет состоять преимущественно из белка 2S, который затем можно выделить в относительно чистом виде из экстракционного раствора.

Не желая останавливаться на какой-либо теории, авторы настоящей заявки выдвинули предположение, что возможность селективно экстрагировать белок канолы 2S вместо белков 7S и/или 12S при повышенной температуре экстракции обусловлена распадом и осаждением белков 7S и 12S в муке из масличных семян канолы в процессе стадии экстракции.

Таким образом, в одном аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ производства изолята белка канолы, состоящего преимущественно из белка канолы 2S, который включает экстракцию муки из масличных семян канолы водным раствором соли при повышенной температуре с экстрагированием преимущественно белка 2S из муки из масличных семян канолы вместо белков 7S и 12S и получением раствора экстракта белка канолы, содержащего предпочтительно белок 2S; отделение раствора экстракта белка канолы от остаточной муки из масличных семян канолы и извлечение из раствора экстракта белка канолы изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) и состоящего преимущественно из белка канолы 2S.

Также было установлено, что в случае, если проводить экстракцию муки из масличных семян канолы в две стадии, причем на первой стадии - водой, а на второй стадии - водным раствором соли, то на первой стадии экстракции можно получить водный раствор белка канолы, содержащий преимущественно белок 7S, а на второй стадии экстракции - водный раствор экстракта белка канолы, содержащий преимущественно белок 2S.

Начальная стадия экстракции муки из масличных семян канолы водой солюбилизирует значительное количество белков 7S и 12S, пониженное количество белка 2S и основную массу растворимых примесей. Вторая стадия экстракции водным раствором соли приводит к получению водного раствора белка канолы, содержащего большое количество белка 2S, минорные количества белков 7S и 12S и низкую концентрацию растворимых примесей.

Водный солевой экстракт белка канолы концентрируется, подвергается диафильтрации с целью снижения содержания соли, а затем подвергается тепловой обработке с целью осаждения остаточных белков 7S и 12S в соответствии со способом, описанным в вышеупомянутой патентной заявке США №11/038086.

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения обеспечивается способ производства изолята белка канолы, состоящего преимущественно из белка канолы 2S, который включает экстракцию муки из масличных семян канолы водой с целью экстрагирования преимущественно белков канолы 7S и 12S и растворимых примесей вместо белка 2S с получением первого раствора экстракта белка канолы; отделение первого раствора экстракта белка канолы от остаточной муки из масличных семян; экстракцию остаточной муки из масличных семян водным раствором соли с целью растворения белков 2S, 7S и 12S из остаточной муки из масличных семян с получением второго раствора экстракта белков канолы и извлечение изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) и состоящего преимущественно из белка канолы 2S из второго раствора экстракта белков канолы.

Также было установлено, что концентрированный раствор белка канолы на стадии концентрирования, описанной в вышеупомянутой патентной заявке США №10/137391, можно подвергнуть тепловой обработке способом, описанным в вышеупомянутой патентной заявке США №11/038586, для осаждения основной массы содержащихся в нем белков 7S и 12S и получения концентрированного водного раствора белка канолы, состоящего, в основном, из белка 2S.

Согласно этому аспекту настоящего изобретения обеспечивается способ производства изолята белка канолы, состоящего преимущественно из белка канолы 2S, который включает экстракцию муки из масличных семян канолы водным раствором соли для экстрагирования белков канолы из муки из масличных семян канолы и получения раствора белков канолы; отделение раствора белков канолы от остаточной муки из масличных семян; концентрирование указанного раствора белков канолы для обеспечения концентрированного белкового раствора в виде ретентата; тепловую обработку концентрированного белкового раствора для селективного осаждения белков канолы 7S и 12S из концентрированного раствора белков канолы вместо белка канолы 2S с получением подвергнутого тепловой обработке раствора белка канолы, содержащего преимущественно белок канолы 2S; отделение подвергнутого тепловой обработке раствора белка канолы от осажденных белков и извлечение изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) и состоящего преимущественно из белка канолы 2S, из отделенного, подвергнутого тепловой обработке, раствора белка канолы.

Также было установлено, что водный раствор белков канолы, полученный экстракцией раствором соли муки из масличных семян канолы согласно способу, описанному в вышеупомянутой патентной заявке США №10/137391, можно подвергнуть тепловой обработке способом, описанным в вышеупомянутой патентной заявке США №11/038586, для осаждения большей части белков 7S и 12S, содержащихся в нем, и получения водного раствора белка канолы, состоящего преимущественно из белка 2S.

В соответствии с этим аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ производства изолята белка канолы, состоящего преимущественно из белка канолы 2S, который включает экстракцию муки из масличных семян канолы водным раствором соли для экстрагирования белков канолы из муки из масличных семян канолы и получения раствора белков канолы; отделение раствора белков канолы от остаточной муки из масличных семян; тепловую обработку концентрированного белкового раствора для селективного осаждения белков канолы 7S и 12S, при удерживании белка канолы 2S в растворе, из раствора белков канолы с получением подвергнутого тепловой обработке раствора белка канолы, содержащего преимущественно белок 2S; отделение подвергнутого тепловой обработке раствора белков канолы от осажденных белков и извлечение изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) и состоящего преимущественно из белка канолы 2S, из отделенного подвергнутого тепловой обработке раствора белка канолы.

Способы настоящего изобретения позволяют получать изолят белка канолы, состоящий преимущественно из белка канолы 2S, без необходимости проведения стадии РММ-осаждающего фракционирования, что значительно упрощает способ и обеспечивает более экономичное получение изолята белка канолы с преобладанием в нем белка 2S.

Изоляты белка канолы, полученные описываемыми здесь способами, могут применяться в традиционных областях применения белковых изолятов, например, для обогащения белком пищевых продуктов технологической обработки, для эмульгирования масел, в качестве структурообразователей в хлебопекарных изделиях и пенообразователей во взбитых продуктах. В дополнение к этому, изоляты белка канолы могут формироваться в белковые волокна, пригодные для использования в аналогах мяса, могут применяться в качестве заменителя яичного белка или удешевляющего стоимость продуктов наполнителя в тех пищевых продуктах, в которых яичный белок используется как связующее вещество. Изолят белка канолы может применяться в качестве питательных добавок. Другие сферы применения изолята белка канолы включают производство обогащенных белком напитков, кормов для домашних животных, кормов для сельскохозяйственного скота, промышленная переработка, производство косметических товаров и изделий для личной гигиены.

Подробное описание изобретения

Как описывалось выше, настоящее изобретение обеспечивает четыре варианта способа получения раствора белка канолы, состоящего преимущественно из белка 2S и практически не содержащего белков 7S и 12S.

(а) Высокотемпературная экстракции муки из масличных семян канолы

Начальная стадия способа производства изолятов белка канолы, согласно этому аспекту изобретения, включает солюбилизацию белкового материала из муки из масличных семян канолы. Белковый материал, извлекаемый из муки из масличных семян канолы, может быть нативным белком семян канолы или белковый материал может представлять собой генетически модифицированный белок, но обладающий характерными для нативного белка гидрофобными и полярными свойствами. Мука канолы может быть любой мукой канолы, полученной от удаления масла канолы из масличных семян канолы, с варьирующими уровнями неденатурированного белка, например, от способов экстракции горячим гексаном или холодной экструзии масла. Удаление масла канолы из муки из масличных семян канолы обычно осуществляется как отдельная операция описываемого здесь процесса извлечения изолята белка канолы.

Солюбилизация белка в одном аспекте настоящего изобретения наиболее эффективно осуществляется при использовании раствора соли пищевого качества, поскольку присутствие соли благоприятствует выделению растворимого белка из муки из масличных семян. Если изолят белка канолы предназначен для непищевого использования, то могут применяться химические реактивы непищевого качества. Соль обычно является хлоридом натрия, хотя могут использоваться и другие соли, например, хлорид калия. Раствор соли имеет ионную силу, по меньшей мере, примерно 0,05, предпочтительно - по меньшей мере, примерно 0,10, до примерно 0,2, что обеспечивает солюбилизацию значительных количеств извлекаемого белка. По мере увеличения ионной силы раствора соли степень солюбилизации белка в муке из масличных семян сначала повышается до тех пор, пока не достигнет максимального значения. Любое последующее увеличение ионной силы не приводит к увеличению солюбилизированного общего белка. Ионная сила раствора соли пищевого качества, которая вызывает максимальную солюбилизацию белка, варьирует в зависимости от используемой соли и выбранной муки из масличных семян канолы.

Экстракция муки из масличных семян канолы в данном аспекте настоящего изобретения проводится при повышенной температуре, в большинстве случаев при температуре примерно от 70°С до 100°С, предпочтительно - примерно от 80°С до 95°С, с тем чтобы обеспечить преимущественное экстрагирование белка канолы 2S из муки из масличных семян в раствор экстракта белка в противовес белкам 7S и 12S.

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 устанавливаться на любом требуемом уровне в диапазоне примерно от 5 до 6,8 на стадии экстракции путем добавления при необходимости либо подходящей для этого кислоты, обычно соляной, либо щелочи, обычно гидроксида натрия.

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

Белковый раствор, полученный на стадии экстракции, в большинстве случаев имеет концентрацию белка примерно от 1 до 40 г/л, предпочтительно - примерно от 10 до 20 г/л.

Белковый раствор в большинстве случаев характеризуется белковым профилем, который включает:

примерно от 80 до 100 мас.% белка 2S,

примерно от 0 до 10 мас.% белка 7S и

примерно от 0 до 10 мас.% белка 12S;

предпочтительно:

примерно от 85 до 100 мас.% белка 2S,

от 0 до 15 мас.% белка 7S и

от 0 до 5 мас.% белка 12S.

Водный раствор соли может содержать антиоксидант. Антиоксидант может представлять собой любой, пригодный для данной цели антиоксидант, такой 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.

Водную фазу на стадии экстракции можно отделить затем от остаточной муки канолы любым удобным способом, например, с применением центрифуги-декантатора с последующим центрифугированием в тарельчатой центрифуге и/или фильтрацией для удаления остаточной муки. Отделенную остаточную муку можно подвергнуть сушке для последующего использования.

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

Указанная стадия удаления пигментов может осуществляться в любых, пригодных для этого условиях, в большинстве случаев при температуре окружающей среды отделенного водного белкового раствора, содержащего пригодный для данной цели адсорбирующий пигменты агент. Активированный уголь в порошке 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 описывается в патентах США №5844086 и 6005076, правопреемником по которым является автор настоящей заявки и которые включены в перечень ссылок к настоящей заявке, то раскрываемые в этих патентах стадии обезжиривания могут проводиться на отделенном водном белковом растворе и на концентрированном водном белковом растворе, что обсуждается ниже. Если проводится стадия улучшения цвета, то такая стадия может осуществляться после первой стадии обезжиривания.

Водный раствор белкового экстракта подвергается обработке с целью извлечения из него изолята белка канолы. Полученный таким путем изолят белка канолы имеет содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно - по меньшей мере, примерно 100 мас.%, и состоит преимущественно из белка 2S.

При указанной обработке раствор белкового экстракта может концентрироваться для повышения концентрации белка в нем. Такое концентрирование осуществляется с применением пригодной для этого селективной мембранной технологии, такой как ультрафильтрация, с использованием мембран с соответствующей пороговой проницаемостью по молекулярной массе, обеспечивающей прохождение через мембраны низкомолекулярных соединений, включая соль и другие небелковые низкомолекулярные материалы, экстрагируемые из белкового сырья, при одновременном удержании белка канолы в растворе. Для этой цели могут применяться ультрафильтрационные мембраны с пороговой проницаемостью по молекулярной массе примерно от 3000 до 100000 дальтон, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 дальтон, в зависимости от различных материалов, из которых изготовлены мембраны, и конфигурации последних. Концентрирование раствора белкового экстракта таким методом сокращает также объем жидкости, который необходимо удалить в процессе сушки с тем, чтобы извлечь белок. Раствор белкового экстракта концентрируется до концентрации белка, по меньшей мере, примерно 50 г/л, предпочтительно - примерно от 100 до 400 г/л, более предпочтительно - примерно от 200 до 300 г/л. Указанная операция концентрирования может осуществляться в периодическом режиме или в непрерывном режиме.

Как хорошо известно, ультрафильтрация и аналогичные ей селективные мембранные технологии обеспечивают прохождение через мембраны низкомолекулярных соединений при одновременном удержании на мембране соединений с более высокой молекулярной массой. Низкомолекулярные соединения включают не только ионные разновидности соли пищевого качества, но и низкомолекулярные материалы, экстрагируемые из исходного сырья, такие как углеводы, пигменты и антипитательные факторы. Выбор мембран обычно проводится по их пороговой проницаемости по молекулярной массе с тем, чтобы гарантировать удерживание значительного количества белка в растворе при одновременном пропускании мембранами загрязняющих веществ, в зависимости от различных материалов, из которых изготовлены мембраны, и конфигурации последних.

Концентрированный раствор белкового экстракта может подвергаться затем стадии диафильтрации с добавлением воды. Такая диафильтрация может проводиться с использованием примерно от 2 до 20 объемов диафильтрационного раствора, предпочтительно - примерно от 5 до 10 объемов диафильтрационного раствора. При операции диафильтрации из водного раствора белкового экстракта удаляются дополнительные количества загрязняющих веществ в результате прохождения их через мембрану вместе с пермеатом. Операция диафильтрации может осуществляться до тех пор, пока в пермеат не перейдут значительные дополнительные количества фенольных соединений и красящих соединений с видимой окраской. Указанная диафильтрация может осуществляться с применением той же мембраны, какая использовалась на стадии концентрирования. Однако при необходимости диафильтрация может проводиться с применением отдельной мембраны, например, мембраны с пороговой проницаемостью по молекулярной массе примерно от 3000 до 100000 дальтон, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 дальтон, в зависимости от различных материалов, из которых изготовлены мембраны, и конфигурации последних.

В диафильтрационной среде, по меньшей мере, на каком-то этапе стадии диафильтрации может присутствовать антиоксидант. В качестве антиоксиданта может использоваться любой подходящий антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта в диафильтрационной среде зависит от используемых материалов и может варьировать примерно от 0,01 до 1 мас.%, предпочтительно - около 0,05 мас.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления фенольных соединений, присутствующих в концентрированном растворе белкового экстракта.

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

Концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор может подвергаться дополнительной операции обезжиривания, если таковая требуется, как описывается в патентах США №5844086 и 6005076.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор может подвергаться операции удаления цвета (окрашенных веществ), служащей альтернативой описанной выше операции удаления цвета. Для этой цели может использоваться активированный уголь в порошке, а также гранулированный активированный уголь (GAC). Другим материалом, который может применяться в качестве агента, абсорбирующего окрашенные вещества, является поливинилпирролидон.

Стадия обработки агентом, абсорбирующим окрашенные вещества, может проводиться в любых, пригодных для этого условиях, в большинстве случаев при температуре окружающей среды 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 агента, абсорбирующего окрашенные вещества, применяется поливинилпирролидон, то его количество может составлять примерно от 0,5% до 5 мас.%/об., предпочтительно - примерно от 2% до 3 мас.%/об. Агент, абсорбирующий окрашенные вещества, может удаляться из раствора белка канолы любым удобным способом, например, фильтрацией.

При необходимости концентрированный и необязательно диафильтрованный водный белковый раствор может подвергаться стадии тепловой обработки для снижения количества белков 7S и 12S, присутствующих в растворе. Указанная тепловая обработка может проводиться с применением температурно-временного профиля, достаточного для снижения количественной доли белков 7S и 12S, присутствующих в растворе, предпочтительно для значительного снижения количественной доли белков 7S и 12S. В большинстве случаев содержание белков 7S и 12S в растворе снижается тепловой обработкой, по меньшей мере, примерно на 50 мас.%, предпочтительно - по меньшей мере, на 75 мас.%. В большинстве случаев тепловая обработка может проводиться при температуре примерно от 70°С до 100°С, предпочтительно - примерно от 75°С до 95°С, в течение примерно от 2 до 30 минут, предпочтительно - примерно от 5 до 15 минут. Осажденные белки 7S и 12S могут удаляться и извлекаться любым удобным способом, например, центрифугированием или фильтрацией.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный и необязательно подвергнутый тепловой обработке водный белковый раствор может подвергаться сушке любым удобным способом, таким как распылительная сушка или сублимационная сушка, для получения в высушенном состоянии изолята белка канолы, который состоит преимущественно из белка канолы 2S и который имеет содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно - по меньшей мере, 100 мас.%.

(б) Многократные экстракции муки из масличных семян канолы

Начальная стадия способа производства изолятов белка канолы включает солюбилизацию белкового материала из муки из масличных семян канолы. Белковый материал, извлекаемый из муки из масличных семян канолы, может быть нативным белком семян канолы или белковый материал может представлять собой белок, модифицированный генетической манипуляцией, но обладающий характерными для нативного белка гидрофобными и полярными свойствами. Мука канолы может быть любой мукой канолы, полученной в результате удаления масла канолы из масличных семян канолы, с варьирующими уровнями неденатурированного белка, например, в результате способов экстракции горячим гексаном или холодной экструзии масла. Удаление масла канолы из муки из масличных семян канолы обычно осуществляется как отдельная операция описываемого здесь процесса извлечения изолята белка канолы.

Солюбилизация белка согласно данному аспекту настоящего изобретения осуществляется в несколько стадий. На первой стадии в качестве среды для экстракции используется вода, которая экстрагирует преимущественно белки канолы 7S и 12S из муки из масличных семян канолы вместо белка канолы 2S, наряду со значительными количествами растворимых примесей. Стадия экстракции водой может осуществляться как однократная экстракция водой муки из масличных семян канолы или как многократная экстракция водой муки из масличных семян канолы, например, в виде примерно от 2 до 25 экстракций, предпочтительно - примерно от 2 до 4 экстракций.

Водный раствор белков 7S и 12S может подвергаться обработке любым требуемым способом для извлечения из него белков 7S и 12S в виде изолята белка канолы. Например, водный белковый раствор после добавления раствора соли может подвергаться стадиям концентрирования и образования белковых мицелл, как описывается в вышеупомянутой патентной заявке США №10/137391.

Экстракция водой муки из масличных семян канолы может проводиться при температуре примерно от 10°С до 70°С, предпочтительно - примерно от 55°С до 65°С. Концентрация муки из масличных семян канолы в воде на стадии солюбилизации может варьировать в широких пределах. Типичные показатели концентрации составляют примерно от 5 до 15 мас.%/об.

Белковый раствор, полученный на стадии экстракции водой, в большинстве случаев имеет концентрацию белка примерно от 10 до 40 г/л, предпочтительно - примерно от 10 до 25 г/л.

На второй стадии солюбилизации остаточная мука из масличных семян канолы от экстракции (экстракций) водой экстрагируется водным раствором соли с получением водного раствора экстракта белков канолы, содержащего большую часть белка канолы 2S, минорные количества белков канолы 7S и 12S и низкий уровень примесей. Соль обычно является хлоридом натрия, хотя могут применяться и другие соли, например, хлорид калия. В большинстве случаев используется раствор соли пищевого качества, но, если изолят белка канолы предназначается для непищевых целей, то могут использоваться химические реактивы непищевого качества.

Водный раствор соли, используемый на второй стадии солюбилизации, в большинстве случаев имеет ионную силу, по меньшей мере, примерно 0,05, предпочтительно - по меньшей мере, примерно 0,1, обычно до примерно 0,5.

Водный раствор соли пищевого качества в большинстве случаев имеет pH примерно от 5 до 6,8, предпочтительно - примерно от 5,3 до 6,2; pH раствора соли может устанавливаться на стадии экстракции на любом требуемом уровне в диапазоне примерно от 5 до 6,8 путем добавления при необходимости любой подходящей для этого кислоты, обычно соляной, или щелочи, обычно гидроксида натрия,

Экстракция вышеупомянутой муки из масличных семян канолы раствором соли пищевого качества в большинстве случаев проводится при температуре примерно от 5°С до 65°С, предпочтительно - примерно от 20°С до 30°С. Концентрация муки из масличных семян канолы в растворе соли пищевого качества на стадии солюбилизации может варьировать в широких пределах, в большинстве случаев примерно от 5 до 15 мас.%/об.

Белковый раствор на стадии экстракции раствором соли обычно имеет концентрацию белка примерно от 1 до 40 г/л, предпочтительно - примерно от 5 до 20 г/л.

Водный белковый раствор на стадии солюбилизации муки из масличных семян раствором соли в большинстве случаев имеет белковый профиль, который включает:

примерно от 80 до 100 мас.% белка 2S,

примерно от 0 до 10 мас.% белка 7S и

примерно от 0 до 10 мас.% белка 12S;

предпочтительно:

примерно от 85 до 100 мас.% белка 2S,

от 0 до 15 мас.% белка 7S и

от 0 до 5 мас.% белка 12S.

Водный раствор соли может содержать антиоксидант. Антиоксидант может представлять собой любой, пригодный для данной цели антиоксидант, такой 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 на стадии экстракции может отделяться затем от остаточной муки канолы любым удобным способом, например, с использованием центрифуги-декантатора с последующим центрифугированием в тарельчатой центрифуге и/или фильтрацией для удаления остаточной муки. Отделенная остаточная мука может подвергаться сушке для последующего использования.

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

Указанная стадия удаления пигментов может осуществляться в любых, пригодных для этого условиях, в большинстве случаев при температуре окружающей среды отделенного водного белкового раствора, содержащего пригодный для данной цели адсорбирующий пигменты агент. Активированный уголь в порошке используется в количестве примерно от 0,025% до 5 мас.%/об., предпочтительно - примерно от 0,05% до 2 мас.%/об.

Водный раствор белка канолы может подвергаться обработке с целью извлечен