Способ получения белкового изолята канолы, включающий изоэлектрическое осаждение

Способ получения белкового изолята канолы, включающий изоэлектрическое осаждение

Реферат

Ссылка на родственные заявки

В настоящей заявке испрашивается дата приоритета в соответствии со статьей 35 USC 119(е) по предварительной заявке на патенты США № 60/718754 (подана 21 сентября 2005).

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения белкового изолята из муки масличных семян, особенно из муки масличных семян канолы.

Предшествующий уровень техники

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

Белковый изолят имеет содержание белка (при определении азота по Кьельдалю, или эквивалентным методом, N×6,25), по меньшей мере, приблизительно 90 мас.%, представляет собой в основном нативный белок (что установлено методом дифференциальной сканирующей калориметрии) и имеет низкое остаточное содержание жира. Используемый здесь термин «содержание белка» означает количество белка в белковом изоляте в расчете на сухое вещество. Выход белкового изолята, полученного с использованием этого способа, в расчете на относительное количество белка, экстрагированное из муки из семян масличных культур в виде сухого белкового изолята, вообще составляет менее 40 мас.%, обычно около 20 мас.%.

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

Способ по патенту США № 4208323, по сути, был разработан с целью усовершенствования способа, описанного в патентах США № 4169090 и 4285862 (Murrey IA), за счет введения стадии концентрирования раствора до его разбавления с образованием белковой мицеллярной массы. Стадия концентрирования обеспечивает повышение выхода белкового изолята, начиная приблизительно с 20 мас.% для способа Murrey IA.

В одновременно рассматриваемых заявках на патент США № 10/137391, поданной 3 мая 2002 (опубликованная заявка на патент США № 20030125526) и 10/476230, поданной 9 июня 2004 (опубликованная заявка на патент США № 20040254353) (WO 02/089597), которые все переуступлены патентовладельцу настоящего изобретения и содержание которых включено в настоящее изобретение как ссылки, описан способ получения белкового изолята, который имеет высокую степень чистоты, содержащий, по меньшей мере, около 100% (N×6,25). В способах, описанных в упомянутых выше заявках на патент США, белковый изолят, полученный в способе, в котором муку масличных семян экстрагируют водным раствором соли пищевого качества, полученный раствор экстрагированного белка, после начальной обработки обесцвечивающим адсорбентом, по желанию, концентрируют до содержания белка, по меньшей мере, приблизительно 200 г/л, и этот концентрированный раствор белка разбавляют холодной водой, что приводит к образованию белковых мицелл, которым дают отстояться с получением агрегатированной, слитой, плотной аморфной клейкой массы белкового изолята, похожей на клейковину, обозначенную термином «белковая мицеллярная масса», или БММ, которая отделяется от остаточной водной фазы и может использоваться как таковая или высушивается.

В одном варианте воплощения способа, описанного выше и, конкретно в заявках на патент США 10/137391 и 10/476230, надосадочную жидкость, полученную на стадии отстаивания БММ, обрабатывают, чтобы удалить белковый изолят, содержащий высушенный белок, из сырой БММ и надосадочные жидкости. Этот способ можно осуществить путем первоначального концентрирования надосадочной жидкости, используя ультрафильтрующие мембраны, смешивания концентрированной надосадочной жидкости с сырой БММ и сушки смеси. Полученный белковый изолят канолы имеет высокую степень чистоты, по меньшей мере, около 90%, предпочтительно, по меньшей мере, около 100% белка (N×6,25).

В другом варианте воплощения способа, описанного выше и, конкретно в заявках № 10/137391 и 10/476320, надосадочную жидкость, полученную при отстаивании БММ, обрабатывают, чтобы выделить белковый изолят из надосадочной жидкости. Этот способ можно осуществить путем первоначального концентрирования надосадочной жидкости, используя ультрафильтрующие мембраны, и сушки концентрата. Полученный белковый изолят канолы имеет высокую степень чистоты белка, по меньшей мере, около 90%, предпочтительно, по меньшей мере, около 100% (N×6,25).

Способы, описанные в вышеупомянутых заявках на патент США, по существу, представляют собой периодические способы. В одновременно рассматриваемой заявке на патент США № 10/298678 (подана 19 ноября 2002), которая переуступлена патентовладельцу настоящего изобретения и содержание которой включено в настоящее изобретение как ссылка, описан непрерывный способ получения белкового изолята канолы. В соответствии с этим способом, муку масличных семян канолы непрерывно смешивают с солевым раствором, смесь транспортируют по трубопроводу, в то время как экстрагируют белок из муки масличных семян канолы с образованием водного белкового раствора, полученный водный раствор белка непрерывно отделяется от остаточной муки масличных семян канолы, водный раствор белка непрерывно транспортируется через мембрану селективного разделения с целью повышения содержания белка в водном растворе белка, по меньшей мере, приблизительно до 200 г/л, при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора, полученный концентрированный раствор белка непрерывно смешивают с холодной водой, что приводит к образованию белковых мицелл, которым непрерывно дают отстояться, в то время как надосадочная жидкость непрерывно переливается через край, пока в отстойнике не накопится желательное количество БММ. Удаленная из отстойника БММ может быть высушена. Масса БММ имеет содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, около 100 мас.%.

В таких способах белковый изолят канолы извлекают путем разбавления концентрированного раствора белка холодной водой для того, чтобы осадить БММ. Кроме того, белковый изолят канолы может быть дополнительно извлечен из надосадочной жидкости на стадии осаждения БММ.

Как описано в одновременно рассматриваемой заявке на патент США № 11/038,086 (опубликованная заявка на патент США № 20050181112) (WO 2005/067729), которая переуступлена патентовладельцу настоящего изобретения, и содержание которой включено в настоящее изобретение как ссылка, надосадочная жидкость со стадии осаждения БММ может быть подвергнута термообработке для того, чтобы вызвать осаждение белков 7S и 12S из надосадочной жидкости. Белок 2S, который извлекается при последующей термообработке надосадочной жидкости, обладает повышенной растворимостью в водных средах при различных значениях рН и может обеспечить лучшую прозрачность растворов безалкогольных напитков, таким образом, получаются прозрачные безалкогольные напитки, обогащенные белком.

Краткое изложение изобретения

Неожиданно в этом изобретении обнаружено, что, в случае подкисления концентрированного раствора белка канолы, осаждается белковый изолят канолы, который по составу аналогичен белковому изоляту канолы, полученному через БММ, и затем после выделения осажденного белкового изолята канолы, надосадочная жидкость может быть обработана с целью получения дополнительного белкового изолята канолы, который по составу аналогичен изоляту, полученному из надосадочной жидкости от осаждения БММ. Следовательно, этот способ представляет собой альтернативный способ получения белкового изолята канолы из концентрированного белкового раствора. Способ изоэлектрического осаждения обеспечивает то преимущество, что получается белковый изолят канолы, который облает существенно более высокой водосвязывающей способностью, чем произведенный из БММ белковый изолят.

В альтернативном способе согласно другому аспекту этого изобретения БММ может быть подвергнут изоэлектрическому осаждению путем повторного суспендирования БММ в водном растворе соли и подкисления образовавшегося раствора. Масса БММ может быть повторно суспендирована из влажной гранулы или из высушенного изолята, что менее предпочтительно. Таким способом получается изоэлектрически осажденный белковый изолят канолы, который обладает гораздо более высокой водосвязывающей способностью, чем БММ материал, который подвергнут изоэлектрическому осаждению.

В другом аспекте этого изобретения изоэлектрическое осаждение осуществляется до стадии концентрирования, и надосадочную жидкость от изоэлектрического осаждения обрабатывают с целью дополнительного извлечения из нее белкового изолята.

Соответственно, в одном аспекте настоящего изобретения разработан способ получения белкового изолята, который предусматривает: (а) экстракцию муки из семян масличных культур, для того чтобы вызвать солюбилизацию белка в указанной муке масличных семян с образованием водного белкового раствора, имеющего значение рН приблизительно от 5 до 6,8; (b) отделение водного белкового раствора от остаточной муки масличных семян; (с) подкисление водного раствора белка для того, чтобы осадить из него белковый изолят, имеющий содержание белка, по меньшей мере, 90 мас.% (N×6,25); и (d) выделение осажденного белкового изолята из надосадочной жидкости.

Настоящее изобретение конкретно относится к получению белкового изолята канолы. Соответственно, в другом аспекте настоящего изобретения разработан способ получения белкового изолята канолы, который заключается в: (а) экстракции муки масличных семян канолы, чтобы вызвать солюбилизацию белка канолы в муке масличных семян канолы и чтобы получить водный раствор белка, имеющий значение рН приблизительно от 5 до 6,8; (b) отделении водного раствора белка от остаточной муки масличных семян канолы; (с) подкислении водного раствора белка до значения рН приблизительно от 3 до 4 для того, чтобы осадить из него белковый изолят канолы, имеющий содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% (N×6,25) и содержащий преимущественно 7S белок канолы; и (d) отделении осажденного белкового изолята канолы из надосадочной жидкости.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения, разработан способ получения белкового изолята, который включает в себя (а) экстракцию муки масличных семян, чтобы вызвать солюбилизацию белка в муке масличных семян и чтобы получить водный раствор белка, имеющий значение рН приблизительно от 5 до 6,8; (b) отделение водного раствора белка от остаточной муки масличных семян; (с) увеличение концентрации белка водного раствора белка при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора с использованием технологии селективной мембраны для того, чтобы получить концентрированный белковый раствор; (d) разбавление концентрированного белкового раствора холодной водой, имеющей температуру приблизительно ниже 15°С, чтобы вызвать образование дискретных частиц белка в водном растворе в виде мицелл; (е) осаждение белковых мицелл с образованием аморфной, клейкой, студенистой, похожей на клейковину, белковой мицеллярной массы; (f) отделение белковой мицеллярной массы от надосадочной жидкости, причем белковая мицеллярная масса имеет содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, около 100 мас.% (N×6,25); (g) образование водного раствора белковой мицеллярной массы; (h) подкисление водного раствора белковой мицеллярной массы для того, чтобы осадить из него белковый изолят, имеющий содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, около 100 мас.% (N×6,25); и (i) выделение осажденного белкового изолята из надосадочной жидкости.

Белковый изолят канолы, полученный по способу настоящего изобретения, можно использовать в традиционных и новых областях применения белковых изолятов, таких как обогащение белком обработанных пищевых продуктов, для эмульгирования масел, в качестве текстурообразователей в хлебобулочных изделиях и пенообразователей в производстве взбитых продуктов. Кроме того, белковый изолят можно формовать в виде белковых волокон для производства аналогов мяса; этот изолят можно использовать в качестве заменителя яичного белка или наполнителя в пищевых продуктах, в которых яичный белок применяется как связующий агент. Как будет видно из данных, приведенных ниже, изоэлектрически осажденный белковый изолят канолы находит конкретное применение в качестве водного связующего/загустителя. Белковый изолят канолы, произведенный из надосадочной жидкости, находит конкретное применение в подкисленных напитках, в том числе в прозрачных, обогащенных белком, безалкогольных напитках. Белковый изолят канолы может использоваться также как питательная добавка. К другим сферам применения белкового изолята канолы относятся корма для домашних и сельскохозяйственных животных, промышленная переработка, производство косметических изделий и индивидуальных средств ухода.

Подробное описание изобретения

Начальной стадией способа выделения белкового изолята канолы является солюбилизация белкового материала из муки семян масличных культур, в частности из муки семян канолы, хотя этот способ может быть применен для обработки муки из семян других масличных культур, таких как соевой, традиционной рапсовой муки, традиционной льняной дробины, Linola®, муки из масличных семян подсолнечника и горчицы. Более конкретно, описание этого изобретения относится к муке из семян канолы.

Белковый материал, выделенный из муки семян канолы, может представлять собой нативный белок семян канолы или белковый материал может представлять собой генетически модифицированный белок, который, однако, обладает характерными гидрофобными и полярными свойствами нативного белка. Мука из семян канолы также известна под названием рапсовой муки или муки из семян рапса.

Наиболее эффективно стадия солюбилизации белка осуществляется с использованием раствора пищевой соли, так как в присутствии соли усиливается удаление растворимого белка из муки масличных семян. Когда белковый изолят канолы предназначается для непищевого применения, то могут быть использованы технические, непищевые химикаты. Пищевой солью обычно является хлорид натрия, хотя можно использовать и другие соли, такие как хлорид калия. Ионная сила раствора пищевой соли составляет, по меньшей мере, приблизительно 0,05, предпочтительно, по меньшей мере, около 0,1, для того чтобы обеспечить эффективную солюбилизацию значительного количества белка. С увеличением ионной силы раствора соли степень солюбилизации белка из муки масличных семян сначала повышается, пока не достигнет максимального значения. Однако последующее увеличение ионной силы не увеличивает общее количество солюбилизированного белка. Ионная сила раствора пищевой соли, которая обеспечивает максимальную степень солюбилизации белка, изменяется в зависимости от вида соли и выбранного источника белка.

В водном растворе пищевой соли может присутствовать антиоксидант. Этим антиоксидантом может быть любой подходящий антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, используемого на стадии солюбилизации, может изменяться приблизительно от 0,01 до 1 мас.%, предпочтительно около 0,05 мас.%. Назначением антиоксиданта является ингибирование окисления фенолов, присутствующих в водном растворе белка.

В периодическом способе солевая солюбилизация белка осуществляется при температуре, по меньшей мере, около 5°С и предпочтительно, приблизительно вплоть до 35°С, предпочтительно способ сопровождается перемешиванием с целью уменьшения продолжительности солюбилизации, которая обычно составляет приблизительно от 10 до 60 минут. Предпочтительно солюбилизацию осуществляют таким образом, чтобы экстрагировать, по существу, максимальное количество белка из муки масличных семян для того, чтобы обеспечить высокий суммарный выход продукта.

Нижний диапазон температуры около 5°С выбран, поскольку ниже этой температуры солюбилизация протекает нецелесообразно медленно, в то же время верхний предпочтительный диапазон температуры около 35°С выбран, поскольку при более высокой температуре периодический режим способа становится неэкономичным.

В непрерывном способе экстракция белка из муки масличных семян канолы проводится любым способом, который совместим с проведением непрерывной экстракции белка из муки масличных семян канолы. В одном варианте осуществления муку масличных семян канолы непрерывно смешивают с солевым раствором, и смесь транспортируют по трубопроводу или трубе такой длины и при такой скорости потока, чтобы время пребывания было достаточным для проведения желательной степени экстракции в соответствии с параметрами, описанными в настоящем изобретении. В таком непрерывном способе стадия солевой солюбилизации осуществляется быстро, приблизительно в течение 10 минут, предпочтительно с целью проведения солюбилизации для экстракции практически максимального количества белка из муки масличных семян канолы. Предпочтительно, солюбилизация в непрерывном режиме осуществляется при повышенной температуре, предпочтительно, приблизительно выше 35°С, обычно приблизительно до 65°С или выше.

Водный раствор соли и мука из масличных семян канолы имеют природный показатель рН приблизительно от 5 до 6,8. Предпочтительны значения рН приблизительно от 5,3 до 6,2.

В случае необходимости, величину рН раствора пищевой соли можно устанавливать на любом желаемом уровне в диапазоне приблизительно от 5 до 6,8 для использования на стадии экстракции с помощью любой подходящей пищевой кислоты, обычно соляной кислоты, или пищевой щелочи, обычно гидроксида натрия. В случае предполагаемого использования белкового изолята канолы не в качестве продукта питания могут быть использованы непищевые химикаты.

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

Стадия экстракции белка водным раствором соли производит дополнительный эффект, способствуя солюбилизации жиров, которые могут присутствовать в муке канолы, что впоследствии приводит к наличию жиров в водной фазе.

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

Затем образовавшаяся на стадии экстракции водная фаза может быть отделена от остальной муки из семян канолы любым подходящим для этой цели способом, например, с использованием декантирующей центрифуги с последующим дисковым центрифугированием и/или путем фильтрации для удаления остаточной муки. Отделенная остаточная мука может быть высушена для дальнейшего использования.

Цвет готового белкового изолята канолы можно улучшить, с целью получения более светлой и менее интенсивной желтой окраски, путем смешивания с порошкообразным активированным углем или другим веществом, адсорбирующим пигменты выделенного водного белкового раствора, с последующим удалением адсорбентов, обычно путем фильтрации, с получением белкового раствора. Удаление пигментов можно проводить также с использованием диафильтрации выделенного водного белкового раствора до или после концентрирования, как описано ниже.

Указанную стадию удаления пигментов из выделенного водного белкового раствора можно проводить в любых удобных условиях, обычно при комнатной температуре с использованием любого подходящего адсорбента пигментов. С этой целью используется порошкообразный активированный уголь, в количестве приблизительно от 0,025% до 5% (мас./об.), предпочтительно приблизительно от 0,05% до 2% (мас./об.).

Если мука из семян канолы содержит значительное количество жира, как описано в указанных выше патентах США 5844006 и 6005076, то могут быть проведены описанные в этих патентах стадии обезжиривания выделенного водного белкового раствора и концентрированного водного белкового раствора, как рассмотрено ниже. При проведении стадии улучшения цвета продукта такую стадию можно проводить после первой стадии обезжиривания.

В качестве альтернативы экстракции муки из семян масличных культур водным раствором пищевой соли может служить экстракция муки чистой водой, хотя использование одной воды приводит к извлечению меньшего количества белка из муки масличных семян, чем при использовании водного раствора пищевой соли. При использовании указанного альтернативного способа, пищевую соль в указанной выше концентрации можно добавлять к белковому раствору после его отделения от остаточной муки масличных семян, для того чтобы белок оставался в растворе в ходе описанной ниже стадии концентрирования. Если проводится стадия удаления пигмента и/или первая стадия обезжиривания, то пищевую соль обычно добавляют после завершения указанных операций.

Затем, водный раствор белка концентрируют с целью повышения концентрации белка в этом растворе при поддержании практически постоянного значения ионной силы раствора. Стадия концентрирования проводится таким образом, чтобы получить концентрированный белковый раствор, имеющий концентрацию белка, по меньшей мере, приблизительно между 10 и 300 г/л или выше, предпочтительно приблизительно от 50 до 100 г/л.

Стадия концентрирования может быть осуществлена любым подходящим способом, совместимым с периодическим или непрерывным режимом работы, например, с использованием любой подходящей технологии селективных мембран, такой как ультрафильтрация или диафильтрация с использованием мембран, таких как мембран из полых волокон или свернутых в виде спиралей, с соответствующей молекулярной массой отсечки, такой как приблизительно от 3000 до 100000 ед. Дальтона (Д), предпочтительно приблизительно от 5000 до 10000 Д, с учетом использования различных материалов и конфигураций мембран, и непрерывного режима работы, масштабированных для обеспечения заданной степени концентрирования водного раствора белка при прохождении сквозь мембраны.

Затем концентрированный белковый раствор может быть подвергнут обработке на стадии диафильтрации с использованием водного раствора соли при таких же значениях молярности и рН, как и при экстракции раствора. Указанная диафильтрация может быть осуществлена с использованием приблизительно от 2 до 20 объемов диафильтрационного раствора, предпочтительно приблизительно от 5 до 10 объемов диафильтрационного раствора. В ходе операции диафильтрации из водного раствора белка удаляются дополнительные количества примесей, которые проходят через мембрану с растворенным веществом (пермеатом). Операция диафильтрации может быть осуществлена до тех пор, пока в пермеате не будут наблюдаться существенные дополнительные количества фенолов и видимое окрашивание. Такая диафильтрация может быть осуществлена с использованием мембран, с соответствующей молекулярной массой отсечки в диапазоне приблизительно от 3000 до 100000 ед. Дальтона, предпочтительно приблизительно от 5000 до 10000 Д, с учетом использования различных материалов и конфигураций мембран.

В среде диафильтрации может присутствовать антиоксидант, по меньшей мере, частично на стадии диафильтрации. Этот антиоксидант может быть любым подходящим антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, используемого в среде диафильтрации, зависит от применяемых материалов и может изменяться приблизительно от 0,01% до 1 мас.%, предпочтительно приблизительно 0,05 мас.%. Антиоксидант используется для ингибирования окисления фенолов, присутствующих в концентрированном растворе белкового изолята канолы.

Стадии концентрирования и диафильтрации могут быть осуществлены при любой подходящей температуре, обычно приблизительно от 20° до 60°С, предпочтительно приблизительно от 20° до 30°С, в течение времени, достаточного для осуществления желательной степени концентрирования. Температура и другие применяемые условия в некоторой степени зависят от мембранного оборудования, использованного для проведения концентрирования, и от желательной концентрации белка в растворе.

Как хорошо известно, в способе ультрафильтрации и аналогичных технологий селективных мембран сквозь мембрану могут проходить соединения с пониженной молекулярной массой и в то же время задерживаются соединения с повышенной молекулярной массой. Эти низкомолекулярные частицы включают в себя не только ионные частицы пищевых солей, но также и низкомолекулярные материалы, экстрагированные из исходного материала, такие как углеводы, пигменты и антипищевые факторы, а также любые низкомолекулярные формы белков. Проницаемость мембран (точка отсечки) для соединений с различной молекулярной массой обычно выбирается таким образом, чтобы обеспечить сохранность значительной части белка в растворе при свободном прохождении примесей сквозь мембрану, с учетом использования различных материалов и конфигураций мембран.

В случае необходимости, концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор может быть подвергнут дополнительной обезжиривающей обработке, как описано в патентах США № 5844086 и 6005076.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор может быть подвергнут обесцвечивающей обработке в качестве альтернативы описанной выше операции удаления окрашенных примесей. С этой целью может быть использован порошкообразный активированный углерод, а также гранулированный активированный углерод (ГАУ). Другим материалом, который может быть использован в качестве адсорбента окрашенных примесей, является поливинилпирролидон.

Стадия обработки адсорбентом окрашенных примесей может быть проведена в любых подходящих условиях, обычно при температуре окружающей среды белкового раствора канолы. Порошкообразный активированный углерод может быть использован в количестве приблизительно от 0,025% до 5% (вес./об.), предпочтительно приблизительно от 0,05% до 2% (вес./об.). Когда в качестве адсорбента окрашенных примесей используется поливинилпирролидон, он может быть использован в количестве приблизительно от 0,5% до 5% (вес./об.), предпочтительно приблизительно от 2% до 3% (вес./об.). Адсорбент окрашенных примесей можно удалить из раствора белка канолы с использованием любого подходящего средства, например, с помощью фильтрации.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор, образовавшийся на необязательной стадии удаления окрашивания, может быть подвергнут пастеризации с целью уничтожения любых бактерий, которые могут присутствовать в исходной муке в результате хранения или иначе и экстрагироваться из муки в раствор белкового изолята канолы на стадии экстракции. Такая пастеризация может быть осуществлена в любых желательных условиях пастеризации. Обычно концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор нагревают до температуры приблизительно от 55° до 70°С, предпочтительно приблизительно от 60° до 65°С, приблизительно в течение от 10 до 15 минут, предпочтительно около 10 минут. Затем пастеризованный концентрированный белковый раствор может быть охлажден для дальнейшей обработки, как описано ниже, предпочтительно до температуры приблизительно от 25° до 40°С.

Оптимальная концентрация белка в концентрированном, и необязательно диафильтрованном, и необязательно пастеризованном водном растворе белка составляет приблизительно от 5 до 10 мас.%, поскольку более высокие концентрации повышают вязкость смеси, что затрудняет равномерное подкисление раствора и выделение твердых частиц, осажденных на стадии подкисления. Эта оптимальная концентрации белка может быть достигнута путем концентрирования водного раствора белка до необходимой концентрации, или путем концентрирования водного раствора белка до более высокой концентрации приблизительно от 20 до 25 мас.% или выше, с последующим разбавлением концентрированного белкового раствора приблизительно в диапазоне от 5 до 10 мас.% водным раствором пищевой соли.

Для осуществления изоэлектрического осаждения, предусмотренного в изобретении, концентрированный, и необязательно диафильтрованный, и необязательно пастеризованный белковый раствор должен иметь проводимость, по меньшей мере, приблизительно 1 мСи (миллиСименс), предпочтительно приблизительно от 10 до 20 мСи.

Затем концентрированный, и необязательно диафильтрованный, и необязательно пастеризованный белковый раствор подкисляют при температуре приблизительно от 10 до 70°С, предпочтительно приблизительно от 20 до 40°С; до значения рН приблизительно от 3,0 до 4,0, предпочтительно около 3,5, с использованием любой подходящей кислоты, такой как хлористоводородная кислота, чтобы вызвать осаждение белкового изолята канолы. Полученный осадок, отделенный от надосадочной жидкости, может быть высушен с использованием любой подходящей методики, такой как распылительная сушка, лиофильная сушка или вакуумная сушка в барабане, с целью получения белкового изолята канолы. Высушенный белковый изолят канолы, полученный изоэлектрическим осаждением (IP), имеет высокое содержание белка, по меньшей мере, приблизительно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно по меньшей мере, около 100 мас.%.

По желанию, стадия изоэлектрического осаждения может быть осуществлена с раствором белка канолы, без проведения стадии концентрирования. До стадии изоэлектрического осаждения могут быть осуществлены одна или несколько описанных выше необязательных стадий обесцвечивания, диафильтрации и пастеризации раствора белка канолы. Осажденный белковый изолят канолы извлекается из надосадочной жидкости и высушивается.

После изоэлектрического осаждения надосадочная жидкость содержит существенное количество белка канолы, не осажденного на стадии осаждения, и эту жидкость обрабатывают с целью извлечения белкового изолята канолы преимущественно в виде 2S белка. Надосадочная жидкость со стадии подкисления, после удаления изоэлектрического осадка, может быть концентрирована с целью повышения концентрации белка в ней. Такое концентрирование осуществляется с использованием любой подходящей технологии селективной мембраны, такой как ультрафильтрация, использование мембран с соответствующей отсечкой по молекулярной массе, обеспечивающих проницаемость низкомолекулярных частиц, включая соль и другие небелковые низкомолекулярные вещества, экстрагированные из исходного белкового материала, но удерживающих белок канолы в растворе. Можно использовать ультрафильтрационные мембраны с величиной отсечки по молекулярной массе приблизительно от 3000 до 100000 ед. Д, предпочтительно приблизительно от 5000 до 10000 ед. Д, в зависимости от материала и конфигурации мембран. Кроме того, концентрирование надосадочной жидкости указанным способом позволяет снизить объем жидкости, который необходимо удалить в способе сушки и извлечения белка. Обычно надосадочная жидкость концентрируется перед сушкой до содержания белка приблизительно от 100 до 400 г/л, предпочтительно приблизительно от 200 до 300 г/л. Такой способ концентрирования жидкости может быть осуществлен в периодическом или в непрерывном режиме, как описано выше для стадии концентрирования белкового раствора.

Концентрированная надосадочная жидкость может быть обработана на стадии диафильтрации с использованием воды в качестве экстракционной жидкости, с целью удаления соли и других примесей из концентрированной надосадочной жидкости. Такая диафильтрация может быть осуществлена с использованием от приблизительно от 2 до 20 объемов воды, предпочтительно приблизительно от 5 до 10 объемов воды. Такая диафильтрация может быть осуществлена с использованием мембраны, имеющей величину отсечки по молекулярной массе приблизительно от 3000 до 100000 ед. Д, предпочтительно приблизительно от 5000 до 10000 ед. Д, в зависимости от материала и конфигурации мембран.

По меньшей мере, частично на стадии диафильтрации в диафильтрационной среде может присутствовать антиоксидант. Этот антиоксидант может быть любым подходящим антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, использованного в диафильтрационной среде, может изменяться приблизительно от 0,01 до 1 мас.%, предпочтительно около 0,05 мас.%.

Концентрированная и необязательно диафильтрованная надосадочная жидкость может быть высушена по любой подходящей методике, такой как распылительная сушка, лиофильная сушка или вакуумная сушка в барабане, чтобы получить дополнительно белковый изолят канолы в сухом виде. Такой дополнительный белковый изолят канолы имеет высокое содержание белка, приблизительно больше, чем 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, около 100 мас.% белка (рассчитано с определением азота по Кьельдалю, N×6,25).

По желанию, надосадочная жидкость может быть подвергнута термической обработке на стадии, как описано в упомянутой выше заявке на патент США № 11/038086 для того, чтобы вызвать осаждение из надосадочной жидкости 7S белка и любого присутствующего 12S белка, с целью извлечения 2S белкового изолята, имеющего повышенную долю 2S белка.

Такая термическая обработка может быть осуществлена с использованием температуры и периода времени, которые достаточны для снижения доли 7S белка, присутствующего в концентрированной надосадочной жидкости, предпочтительно с целью снижения доли 7S белка в существенной степени. Обычно за счет термической обработки содержание 7S белка в надосадочной жидкости снижается, по меньшей мере, приблизительно на 50 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно на 75 мас.%. Обычно термическая обработка может быть осуществлена при температуре приблизительно от 70° до 100°С, предпочтительно от 75° до 95°С, приблизительно в течение 2-30 минут, предпочтительно приблизительно от 5 до 15 минут. Осажденный 7S белок может быть удален любым подходящим способом, таким как центрифугирование или фильтрация.

Операция термической обработки может быть осуществлена до концентрирования надосадочной жидкости, но предпочтительно после стадии концентрирования. Стадия термической обработки может быть осуществлена с надосадочной жидкостью, полученной на стадии изоэлектрического осаждения, или может быть осуществлена после регулирования величины рН надо