2475036 - Получение растворимого изолята белка канолы

Получение растворимого изолята белка канолы

Группа изобретений относится к пищевой, кормовой промышленности и аквакультуре. Способ получения изолята белка канолы с содержанием белка 90% масс. (N×6,25) в пересчете на сухую массу включает экстракцию муки из масличных семян канолы при температуре 5°С с образованием водного белкового раствора и содержанием белка от 5 до 40 г/л и рН от 5 до 6,8, отделение водного белкового раствора от отработанной муки и последующие стадии в определенной последовательности, в зависимости от варианта способа: повышение концентрации водного белкового раствора до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, диафильтрация, добавление раствора кальциевой соли к концентрированному белковому раствору до электропроводности раствора от 15 до 25 мСм, удаление осадка, разбавление осветленного концентрированного белкового раствора с использованием от 2 до 20 объемов воды с температурой от 2°С до 90°С, подкисление разбавленного раствора до рН от 2,5 до 4,0. Группа изобретений позволяет получить продукт, растворимый в воде при низком рН с низким содержанием фитиновой кислоты. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к получению изолята белка канолы.

Предшествующий уровень техники

Изоляты белка канолы из масличных семян канолы, имеющие содержание белка, по меньшей мере, 100% масс.(N×6,25), могут быть получены из муки из указанных масличных семян способом, описанным в совместно рассматриваемых патентной заявке США №10/137391, поданной 3 мая 2002 г.(публикация патентной заявки США №2003-0125526 А1 и WO 02/089597), и патентной заявке США №10/476230, поданной 9 июня 2004 г. (публикация патентной заявки США №2004-0254353 А1), правопреемником по которым является автор настоящей заявки и содержание которых включено в настоящую заявку в виде ссылки. Способ представляет собой многостадийный процесс, включающий экстракцию муки из масличных семян канолы водным раствором соли; отделение полученного водного белкового раствора от остаточной муки из масличных семян; повышение концентрации белка в водном растворе, по меньшей мере, примерно до 200 г/л при одновременном 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 получением аморфной, клейкой, студнеобразной, подобной клейковине, белковой мицеллярной массы (РММ) и извлечение из супернатанта белковой мицеллярной массы, имеющей содержание белка, по меньшей мере, около 100% масс. (N×6,25). В контексте описания содержание белка определяется в пересчете на сухую массу. Извлеченная РММ может подвергаться сушке.

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

Способы, описанные в патентной заявке США №10/137391, по своей сути являются периодическими способами. В совместно рассматриваемых патентной заявке США №10/298678, поданной 19 ноября 2002 г. (публикация патентной заявки США №2004-0039174 А1 и WO 03/043439), и патентной заявке США №10/496071, поданной 15 марта 2005 г. (публикация патентной заявки США №2007-0015910), правопреемником по которым является автор настоящей заявки и содержание которых включено в настоящую заявку в виде ссылки, описан непрерывный способ получения изолятов белка канолы. Согласно этому способу мука из масличных семян канолы непрерывно смешивается с водным 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 пропускается через селективно-мембранную установку для увеличения содержания белка в водном белковом растворе, по меньшей мере, примерно до 50 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной; полученный концентрированный белковый раствор непрерывно смешивается с охлажденной водой с целью инициирования образования белковых мицелл, и белковые мицеллы непрерывно осаждаются отстаиванием, в то время как супернатант непрерывно сливается с осадка до тех пор, пока в резервуаре-отстойнике не накопится желательное количество РММ. Эта РММ извлекается из резервуара-отстойника и может подвергаться сушке. РММ имеет содержание белка, по меньшей мере, примерно 90% масс. (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, около 100% масс. Супернатант, слитый с осадка, может подвергаться обработке, обеспечивающей извлечение из него изолята белка канолы, как описано выше.

Известно, что семена канолы содержат примерно от 10% до 30% масс. белков, и было идентифицировано несколько различных белковых компонентов. Эти белки включают глобулин 12S, известный как круциферин; белок 7S и запасной белок 2S, известный как напин. Как указано в совместно рассматриваемых патентной заявке США №10/413371, поданной 15 апреля 2003 г. (публикация патентной заявки США №2004-0034200 и WO 03/088760), и патентной заявке США №10/510766, поданной 29 апреля 2005 г.(публикация патентной заявки США №2005-0249828), правопреемником по которым является автор настоящей заявки и содержание которых включено в настоящую заявку в виде ссылки, описанные выше способы, включающие разбавление концентрированного водного белкового раствора с образованием РММ и обработку супернатанта с целью извлечения из него дополнительного белка, приводят к получению изолятов с различным белковым профилем.

Так, полученный из РММ изолят белка канолы имеет следующее содержание белковых компонентов: примерно от 60% до 98% масс. белка 7S; примерно от 1% до 15% масс. белка 12S и от 0 до примерно 25% масс. белка 2S. Полученный из супернатанта изолят белка канолы имеет следующее содержание белковых компонентов: примерно от 60% до 95% масс. белка 2S; примерно от 5% до 40% масс. белка 7S и от 0 до примерно 5% масс. белка 12S. Таким образом, в полученном из РММ изоляте белка канолы преобладает белок 7S, а в полученном из супернатанта изоляте белка канолы доминирует белок 2S. Как указано в вышеупомянутых патентных заявках США №10/413371 и №10/510766, белок 2S имеет молекулярную массу около 14000 дальтон, белок 7S имеет молекулярную массу около 145000 дальтон, а белок 12S имеет молекулярную массу около 290000 дальтон.

Как указано в совместно рассматриваемых патентных заявках США №11/038086, поданной 21 января 2005 г. (WO 2005/067729), и №12/213500, поданной 20 июня 2008 г.(публикация патентной заявки США №2008/0299282), правопреемником по которым является автор настоящей заявки и содержание которых включено в настоящую заявку в виде ссылки, изолят белка канолы, полученный из супернатанта, может подвергаться обработке, обеспечивающей перевод его в форму, обладающую свойствами, которых не имеет полученный из супернатанта изолят белка канолы, а именно - растворимостью в широком диапазоне значений рН и прозрачностью в водных средах. Эти свойства позволяют использовать полученный из супернатанта изолят белка канолы после его обработки в производстве обогащенных белком канолы напитков, в частности, при кислотных значениях рН.

Канола известна также как рапсовое семя или масличный рапс.

Краткое изложение сущности изобретения

Авторами настоящей заявки предлагаются способы получения изолята белка канолы, содержащего как альбуминовую, так и глобулиновую белковые фракции, который показывает растворимость и прозрачность в подкисленных водных средах при поддержании умеренных условий обработки вышеописанных способов, но без осаждения белковой мицеллярной массы. Готовый изолят белка канолы не только полностью растворяется в воде при низком рН, но и имеет низкое содержание фитиновой кислоты и пригоден для использования в пищевых продуктах, кормах для домашних животных и в аквакультуре.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения изолята белка канолы, имеющего содержание белка канолы, по меньшей мере, примерно 90% масс. (N×6,25) d.b. (в пересчете на сухую массу), предпочтительно, по меньшей мере, около 100% масс., который включает:

(а) экстракцию муки из семян канолы при температуре, по меньшей мере, примерно 5°С с тем, чтобы инициировать солюбилизацию белка канолы из муки и образование водного белкового раствора, имеющего содержание белка примерно от 5 до 40 г/л и рН примерно от 5 до 6,8,

(b) отделение водного белкового раствора от отработанной муки из масличных семян,

(c) повышение концентрации белка в водном белковом растворе примерно до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения первого концентрированного белкового раствора,

(d) необязательно диафильтрацию первого концентрированного белкового раствора,

(e) добавление раствора кальциевой соли к первому концентрированному белковому раствору до электропроводности раствора примерно от 15 до 25 mS (миллисименс = мСм) с тем, чтобы вызвать образование осадка в первом концентрированном белковом растворе,

(f) удаление осадка из первого концентрированного белкового раствора,

(g) разбавление осветленного первого концентрированного белкового раствора с использованием примерно от 2 до 20, предпочтительно - примерно от 10 до 15, более предпочтительно - примерно 10 объемов воды, имеющей температуру примерно от 2°С до 90°С, предпочтительно - примерно от 10°С до 50°С, более предпочтительно - примерно от 20°С до 30°С,

(h) подкисление полученного разбавленного раствора до рН примерно от 2,5 до 4,0 с получением подкисленного прозрачного белкового раствора,

(i) повышение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора примерно до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения второго концентрированного белкового раствора,

(j) необязательно диафильтрацию второго концентрированного белкового раствора,

(k) необязательно сушку второго концентрированного белкового раствора с получением изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90% масс. (N×6,25) d.b., предпочтительно, по меньшей мере, около 100% масс. d.b.

Согласно изобретению возможно внесение ряда изменений в описанный выше способ, обеспечивающих получение изолята белка канолы, содержащего как альбуминовую, так и глобулиновую фракции, который показывает растворимость и прозрачность в подкисленной водной среде.

В одном таком измененном варианте к водному белковому раствору после отделения его от муки из масличных семян и перед его концентрированием может добавляться хлорид кальция. Осадок, образующийся после добавления хлорида кальция, удаляется.

Полученный водный раствор белка канолы может далее подвергаться обработке, включающей стадии концентрирования, разбавления, регулирования рН, дополнительного концентрирования и сушки, как описано выше.

Таким образом, в другом аспекте настоящего изобретения предлагается способ получения изолята белка канолы, имеющего содержание белка канолы, по меньшей мере, примерно 90% масс. (N×6,25) d.b., который включает:

(a) экстракцию муки из масличных семян канолы при температуре, по меньшей мере, примерно 5°С с тем, чтобы инициировать солюбилизацию белка канолы из муки и образование водного раствора белка канолы, имеющего содержание белка примерно от 5 до 40 г/л и рН примерно от 5 до 6,8,

(b) отделение водного раствора белка канолы от муки из масличных семян,

(c) добавление раствора кальциевой соли к водному белковому раствору до электропроводности раствора примерно от 15 до 25 мСм, предпочтительно - примерно от 17 до 20 мСм, с тем, чтобы вызвать образование осадка в растворе белка канолы,

(d) удаление осадка из водного раствора белка канолы,

(e) повышение концентрации белка в водном белковом растворе примерно до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения концентрированного белкового раствора,

(f) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора,

(g) разбавление концентрированного белкового раствора с использованием примерно от 2 до 20, предпочтительно - примерно от 10 до 15 объемов воды, имеющей температуру примерно от 2°С до 90°С,

(h) подкисление полученного разбавленного раствора до рН примерно от 2,5 до 4,0, предпочтительно - примерно от 3 до 3,5, с получением подкисленного прозрачного белкового раствора,

(j) необязательно диафильтрацию второго концентрированного белкового раствора,

Альтернативно, полученный водный раствор белка канолы может разбавляться в целях снижения его электропроводности, например, двумя объемами воды, а затем требуемый рН раствора может устанавливаться с помощью НСl. Разбавленный раствор может подвергаться далее концентрированию и диафильтрации в целях дальнейшего снижения его электропроводности для получения прозрачного раствора с низким рН, готового для сушки.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения изолята белка канолы, имеющего содержание белка канолы, по меньшей мере, примерно 90% масс.(N×6,25) d.b., который включает:

(b) отделение водного раствора белка канолы от муки из масличных семян,

(d) удаление осадка из водного раствора белка канолы,

(e) разбавление водного раствора белка канолы с использованием примерно от 0,5 до 10 объемов воды, имеющей температуру примерно от 2°С до 90°С;

(f) подкисление полученного разбавленного водного раствора до рН примерно от 2,5 до 4,0, предпочтительно - примерно от 3 до 3,5, с получением подкисленного прозрачного белкового раствора,

(g) повышение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора примерно до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения концентрированного белкового раствора,

(h) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора и

(i) необязательно сушку концентрированного белкового раствора с получением изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90% масс. (N×6,25) d.b.

В другом таком измененном варианте хлорид кальция может добавляться к частично концентрированному раствору белка канолы, а образующийся при этом осадок удаляться из частично концентрированного раствора белка канолы. Осветленный раствор может затем направляться в мембранную систему для окончательного концентрирования перед описанными выше последующими стадиями разбавления, регулирования рН, дополнительного концентрирования и сушки.

В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения изолята белка канолы, имеющего содержание белка канолы, по меньшей мере, примерно 90% масс.(N×6,25) d.b., который включает:

(a) экстракцию муки из масличных семян канолы при температуре, по меньшей мере, примерно 5°С с тем, чтобы инициировать солюбилизацию белка канолы в муке и образование водного белкового раствора, имеющего содержание белка примерно от 5 до 40 г/л и рН примерно от 5 до 6,8,

(b) отделение водного белкового раствора от отработанной муки из масличных семян,

(c) повышение концентрации белка в водном белковом растворе примерно до 50 г/л или ниже при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения частично концентрированного белкового раствора,

(d) добавление раствора кальциевой соли к частично концентрированному белковому раствору до электропроводности раствора примерно от 15 до 25 мСм, предпочтительно - примерно от 17 до 20 мСм, с тем, чтобы вызвать образование осадка в частично концентрированном белковом растворе,

(e) удаление осадка из частично концентрированного белкового раствора,

(f) дальнейшее повышение концентрации белка в частично концентрированном белковом растворе примерно до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения концентрированного белкового раствора,

(g) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора,

(h) разбавление концентрированного белкового раствора с использованием примерно от 2 до 20 объемов воды, имеющей температуру примерно от 2°С до 90°С,

(i) подкисление полученного разбавленного раствора до рН примерно от 2,5 до 4,0, предпочтительно - примерно от 3 до 3,5, с получением подкисленного прозрачного белкового раствора,

(j) повышение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора примерно до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения второго концентрированного белкового раствора,

(k) необязательно диафильтрацию второго концентрированного белкового раствора,

(l) необязательно сушку второго концентрированного белкового раствора с получением изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90% масс. (N×6,25) d.b.

Альтернативно, осветленный частично концентрированный раствор белка канолы может разбавляться в достаточной степени для снижения его электропроводности, после чего может проводиться регулирование рН, а затем концентрирование и диафильтрация раствора перед последующей сушкой.

Таким образом, в следующем аспекте настоящего изобретения предлагается способ получения изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90% масс. (N×6,25) d.b., который включает:

(a) экстракцию муки из масличных семян канолы при температуре, по меньшей мере, примерно 5°С с тем, чтобы инициировать солюбилизацию белка канолы из муки и образование водного белкового раствора, имеющего содержание белка примерно от 5 до 40 г/л и рН примерно от 5 до 6,8,

(b) отделение водного белкового раствора от отработанной муки из масличных семян,

(e) удаление осадка из частично концентрированного белкового раствора,

(f) разбавление концентрированного белкового раствора с использованием примерно от 0,5 до 20 объемов воды, имеющей температуру примерно от 2°С до 90°С,

(g) подкисление полученного разбавленного раствора до рН примерно от 2,5 до 4,0, предпочтительно - примерно от 3 до 3,5, с получением подкисленного прозрачного белкового раствора,

(h) повышение концентрации белка в подкисленном растворе белка канолы примерно до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения концентрированного белкового раствора,

(i) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора и

(j) необязательно сушку концентрированного белкового раствора с получением изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90% масс. (N×6,25) d.b.

В дополнительном измененном варианте способа водный раствор хлорида кальция может использоваться в качестве экстрагента для экстрагирования белка канолы из муки из масличных семян, в процессе которого удаляется фитат с отработанной мукой. Полученный таким путем раствор белка канолы может разбавляться в достаточной степени с использованием объема воды, достаточного для снижения электропроводности раствора, после чего может проводиться регулирование рН раствора перед его последующими концентрированном и сушкой.

(a) экстракцию муки из масличных семян канолы водным раствором кальциевой соли, предпочтительно имеющим концентрацию ниже примерно 1,0 М, более предпочтительно - примерно от 0,1 М до 0,15 М, при температуре, по меньшей мере, примерно 5°С с тем, чтобы инициировать солюбилизацию белка канолы из муки и образование водного раствора белка канолы, имеющего содержание белка примерно от 5 до 40 г/л и рН примерно от 5 до 6,8,

(b) отделение водного белкового раствора от муки из масличных семян,

(c) разбавление водного белкового раствора с использованием примерно от 0,5 до 20 объемов воды, имеющей температуру примерно от 2°С до 90°С,

(d) подкисление полученного разбавленного раствора белка канолы до рН примерно от 2,5 до 4,0, предпочтительно - примерно от 3 до 3,5, с получением подкисленного прозрачного белкового раствора,

(e) повышение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора примерно до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения концентрированного белкового раствора,

(f) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора,

(g) необязательно сушку концентрированного раствора с получением изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90% масс. (N×6,25) d.b. (в пересчете на сухую массу).

Изолят белка канолы, полученный способом изобретения, может использоваться в традиционных случаях применения белковых изолятов, а именно для обогащения белком пищевых продуктов технологической обработки и напитков, при эмульгировании жиров, в качестве агентов, формирующих структуру в хлебобулочных изделиях, и пенообразующих агентов в продуктах, содержащих вкрапления газа. В дополнение к этому, изолят белка канолы может формоваться в белковые волокна, пригодные для использования в аналогах мяса; может использоваться в качестве заменителя яичного белка или удешевляющей стоимость продукта добавки в тех пищевых продуктах, в которых яичный белок используется как связующий агент. Изолят белка канолы может использоваться как питательная добавка. Другие области применения изолята белка канолы включают корма для домашних животных, животные корма для сельскохозяйственного скота, использование для промышленных нужд и производство косметических изделий и средств личной гигиены.

Общее описание изобретения

Начальная стадия способа получения изолята белка канолы включает солюбилизацию белкового материала из муки из масличных семян канолы. Белковый материал, извлекаемый из муки из семян канолы, может быть нативным белком канолы, от природы содержащимся в семенах канолы, либо 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 варьируемым уровнем содержания неденатурированного белка, например, полученной от удаления масла канолы методом экстракции горячим гексаном или методом холодной экструзии. Удаление масла канолы из масличных семян канолы обычно осуществляется как отдельная операция описанного здесь способа получения белкового изолята.

Солюбилизация белка наиболее эффективно осуществляется при использовании раствора пищевой соли, поскольку присутствие соли ускоряет извлечение растворимого белка из муки из масличных семян. Если изолят белка канолы предназначается для непищевых целей, то могут использоваться химические реагенты непищевого качества. Соль обычно является хлоридом натрия, хотя могут использоваться и другие соли, такие как хлорид калия. Раствор соли имеет концентрацию, по меньшей мере, примерно 0,05 М, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 0,10 М, что позволяет достигать солюбилизации значительных количеств белка. По мере повышения концентрации раствора соли степень солюбилизации белка в муке из масличных семян первоначально начинает возрастать до тех пор, пока не достигнет максимального значения. Любое последующее повышение концентрации не приводит к увеличению общего количества солюбилизированного белка. Концентрация раствора пищевой соли, которая инициирует максимальную солюбилизацию белка, варьирует в зависимости от вида используемой соли. Обычно предпочитается, чтобы показатель концентрации раствора соли составлял ниже примерно 0,8 М, более предпочтительно - примерно от 0,1 М до 0,15 М.

В периодическом способе солюбилизация белка солью осуществляется при температуре примерно от 5°С до 75°С и предпочтительно сопровождается перемешиванием для сокращения времени солюбилизации, которое обычно составляет примерно от 10 до 60 минут. Предпочтительно проводить солюбилизацию таким образом, чтобы экстрагировать максимально достижимое на практике количество белка из муки из масличных семян с тем, чтобы обеспечить высокий общий выход продукта.

В качестве нижнего температурного предела выбрана температура примерно 5°С, поскольку при температуре, ниже указанной, солюбилизация замедляется, что делает этот процесс неэкономичным, в то время как в качестве предпочтительного верхнего температурного предела выбрана температура примерно 75°С, которая учитывает температуру денатурации белка.

В непрерывном способе экстрагирование белка из муки из масличных семян канолы проводится любым способом, совместимым с непрерывным процессом экстрагирования белка из муки из масличных семян канолы. В одном варианте воплощения способа мука из масличных семян канолы непрерывно смешивается с раствором пищевой соли, и смесь транспортируется по трубопроводу, длина которого и скорость потока в котором обеспечивают время нахождения смеси в трубопроводе, достаточное для достижения требуемого экстрагирования в соответствии с указанными в описании параметрами. В таком непрерывном способе стадия солюбилизации солью происходит быстро - за время примерно до 10 минут; предпочтительно проводить солюбилизацию таким образом, чтобы экстрагировать максимально достижимое на практике количество белка из муки из масличных семян канолы. Солюбилизация в непрерывном способе проводится при температурах примерно от 10°С до 75°С, предпочтительно - примерно от 15°С до 35°С.

Водный раствор пищевой соли в большинстве случаев имеет рН примерно от 5 до 6,8, предпочтительно - примерно от 5,3 до 6,2, причем рН раствора соли может устанавливаться на любом, требуемом для стадии экстракции, уровне в диапазоне рН примерно от 5 до 6,8 путем добавления любой подходящей кислоты, обычно соляной, или щелочи, обычно гидроксида натрия.

Концентрация муки из масличных семян в растворе пищевой соли на стадии солюбилизации может варьировать в широких пределах. Типичные показатели концентрации составляют примерно от 5% до 15% масс./об.

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

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

Водный раствор соли может содержать антиоксидант. В качестве антиоксиданта может использоваться любой, пригодный для данной цели, антиоксидант, например, сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество используемого антиоксиданта может варьировать примерно от 0,01% до 1% масс. раствора и предпочтительно составлять около 0,05% масс. Антиоксидант служит для ингибирования окисления фенольных соединений в белковом растворе.

Водная фаза от стадии экстракции может затем отделяться от остаточной муки канолы любым удобным способом, например способом с использованием декантирующей центрифуги с последующей обработкой 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 с приданием ему более светлой окраски и менее интенсивного желтого оттенка путем смешивания активированного угля в порошке или другого адсорбента красящих веществ с отделенным водным белковым раствором и последующего удаления адсорбента (обычно фильтрацией) с получением белкового раствора. Для удаления красящих веществ может применяться также диафильтрация.

Указанная стадия удаления красящих веществ может проводиться в любых, удобных для этого условиях, в большинстве случаев - при комнатной температуре отделенного водного белкового раствора, с использованием любого подходящего адсорбента красящих веществ. В случае использования активированного угля в порошке его количество может составлять примерно от 0,025% до 5% масс./об, предпочтительно - примерно от 0,05% до 2% масс./об.

Если мука из семян канолы содержит значительные количества жира, как указывается в патентах США №№5844086 и 6005076, правопреемником по которым является автор настоящей заявки и содержание которых включено в настоящую заявку в виде ссылок, то описанные в этих патентах стадии обезжиривания могут проводиться на отделенном водном белковом растворе и на концентрированном водном белковом растворе, что раскрывается ниже. Если предусмотрена стадия улучшения цвета, то эта стадия может проводиться после первой стадии обезжиривания.

В качестве альтернативы экстракции муки из масличных семян водным раствором соли такая экстракция может проводиться с использованием только одной воды, хотя использование только воды приводит к экстрагированию меньшего количества белка из муки из масличных семян, чем при использовании водного раствора соли. В случае проведения такой альтернативы соль в концентрациях, указанных выше, может добавляться к белковому раствору после отделения его от остаточной муки из масличных семян с тем, чтобы удержать белок в растворе в ходе стадии концентрирования, описанной ниже. Если удаление жира проводится в одну стадию, то соль обычно добавляется по завершении этой операции.

Другим альтернативным процессом является экстракция муки из масличных семян канолы раствором пищевой соли при относительно высоком значении рН - выше примерно 6,8, в большинстве случаев - примерно до рН 9,9. Значение рН раствора пищевой соли может устанавливаться на требуемом уровне в щелочной области рН с помощью любой пригодной пищевой щелочи, например, водного раствора гидроксида натрия. Альтернативно экстракция муки из масличных семян раствором соли может проводиться при относительно низком рН - ниже примерно рН 5, в большинстве случаев - ниже примерно рН 3. При использовании такой альтернативы водная фаза от стадии экстракции муки из масличных семян отделяется от остаточной муки канолы любым пригодным способом, например, с применением декантирующей центрифуги с последующей обработкой в тарельчатой центрифуге и/или фильтрацией для удаления остаточной муки. Отделенная остаточная мука может подвергаться сушке для последующего использования.

рН водного белкового раствора от стадии экстракции при высоком или низком рН устанавливается затем в диапазоне рН примерно от 5 до 6,8, предпочтительно - примерно от 5,3 до 6,2, как описано выше, перед последующей обработкой, которая обсуждается ниже. Такое регулирование рН может проводиться путем добавления любой подходящей кислоты, например соляной или щелочи, например гидроксида натрия в зависимости от потребности.

Водный раствор белка канолы концентрируется для увеличения концентрации белка в нем при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной. Такое концентрирование в большинстве случаев проводится для получения концентрированного белкового раствора, имеющего концентрацию белка примерно от 50 до 250 г/л, предпочтительно - около 200 г/л.

Стадия концентрирования может проводиться любым удобным путем, совместимым с периодическим или непрерывным процессом, например, с применением любой удобной селективно-мембранной технологии, такой как ультрафильтрация или диафильтрация, с использованием мембран, например мембран из полых волокон или мембран, свернутых в спирали, с соответствующей проницаемостью по молекулярной массе, например с проницаемостью примерно от 3000 до 100000 дальтон, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 дальтон, в зависимости от различных материалов, из которых изготовлены мембраны, и конфигурации мембран, а в случае непрерывного процесса - в зависимости от размеров мембран, обеспечивающих требуемую степень концентрирования водного белкового раствора по мере прохождения его через мембраны.

Концентрированный белковый раствор может затем подвергаться стадии диафильтрации с использованием водного раствора соли 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 ходе операции диафильтрации из водного раствора белка канолы удаляются дополнительные количества загрязняющих веществ, которые проходят через мембрану в пермеат. Операция диафильтрации может проводиться до тех пор, пока в пермеат не перейдут значительные дополнительные количества загрязняющих веществ и красящих веществ с видимой окраской. Указанная диафильтрация может осуществляться с применением той же мембраны, какая использовалась на стадии концентрирования. Однако, при необходимости, стадия диафильтрации может проводиться с применением отдельной мембраны с различной молекулярной проницаемостью, например, мембраны с проницаемостью по молекулярной массе примерно от 3000 до 100000 дальтон, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 дальтон, в зависимости от материала, из которого изготовлена мембрана, и конфигурации мембраны.

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

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

Как хорошо известно, ультрафильтрация и аналогичные селективно-мембранные технологии обеспечивают прохождение низкомолекулярных веществ через мембрану с одновременным удерживанием веществ с более высокой молекулярной массой на мембране. Низкомолекулярные соединения включают не только ионные разновидности пищевой соли, но и низкомолекулярные материалы, экстрагированные из исходного сырья, такие как углеводы, красящие вещества и антипитательные факторы, а также любые низкомолекулярные формы белка. Обычно выбирается мембрана с такой проницаемостью по молекулярной массе, которая обеспечивает удерживание значительной доли белка в растворе при одновременном прохождении загрязняющих веществ

Получение растворимого изолята белка канолы

Патент 2475036