Получение соевого белкового продукта с использованием экстракции с хлоридом кальция (s702/s7300/s7200/s7301)

Получение соевого белкового продукта с использованием экстракции с хлоридом кальция (s702/s7300/s7200/s7301)

Реферат

Ссылка на родственные заявки

Данная заявка притязает, согласно 35 USC 119(е), на приоритет по предварительным заявкам на патент США №61/202262, поданной 11 февраля 2009, и №61/213663, поданной 30 июня 2009.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к получению соевых белковых продуктов.

Предпосылки создания изобретения

В предварительных заявках на патент США №61/107112, поданной 21 октября 2008, 61/193457, поданной 2 декабря 2008, №61/202070, поданной 26 января 2009, №61/202553, поданной 12 марта 2009, №61/213717, поданной 7 июля 2009, №61/272241, поданной 3 сентября 2009, и заявке на патент США №12/603087, поданной 21 октября 2009. включенных в данное описание путем ссылок, описывается получение соевого белкового продукта, предпочтительно, соевого белкового изолята, который полностью растворим и способен давать прозрачные и устойчивые к действию высокой температуры растворы при низких значениях рН. Такой соевый белковый продукт можно использовать для обогащения белком, в частности, безалкогольных напитков и спортивных напитков, а также других кислых водных систем без выпадения белка в осадок. Соевый белковый продукт получают экстракцией источника соевого белка водным раствором хлорида кальция при естественном рН, необязательно, разбавляя полученный водный раствор соевого белка, доводя рН водного раствора соевого белка до значения от примерно 1,5 до примерно 4,4, предпочтительно, от примерно 2,0 до примерно 4,0, с получением подкисленного прозрачного раствора соевого белка, который перед сушкой можно, необязательно, сконцентрировать и/или подвергнуть диафильтрации.

Сущность изобретения

Было обнаружено, что экстракты с хлоридом кальция источника соевого белка можно получить другими процедурами с предоставлением эквивалентных по существу соевых белковых продуктов с содержанием белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на с.м. (d.b.), которые растворяются в кислых средах и образуют прозрачные и устойчивые к действию высокой температуры растворы при низком рН и поэтому могут использоваться для обогащения белком, в частности, безалкогольных напитков и спортивных напитков, а также других водных систем без выпадения белка в осадок. Соевый белковый продукт предпочтительно представляет собой изолят с содержанием белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% (N×6,25) на с.м.

В одном аспекте настоящего изобретения вещество источника соевого белка экстрагируют водным раствором хлорида кальция при естественном рН, и полученный водный раствор соевого белка подвергают ультрафильтрации и необязательной диафильтрации, и получают концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор соевого белка, который можно высушить и получить соевый белковый продукт. Уровень антипитательных ингибиторов трипсина в соевом белковом продукте можно регулировать путем выбора условий мембранной обработки таким образом, чтобы высвободить желательное количество ингибиторов в поток фильтрата.

В другом аспекте настоящего изобретения вещество источника соевого белка экстрагируют водным раствором хлорида кальция при естественном рН, и полученный водный раствор соевого белка подвергают ультрафильтрации и необязательной диафильтрации, и получают концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор соевого белка. Такой соевый белок можно фракционировать путем разбавления водой с образованием осадка, обогащенного глобулинами, и супернатанта, обогащенного альбуминами. Супернатант можно обработать так, как описано подробно ниже, с образованием соевых белковых продуктов с содержанием соевого белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.%, предпочтительно, изолята соевого белка с содержанием белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.%. Ингибиторы трипсина, представляющие собой белки, после разбавления обнаруживаются, главным образом, во фракции супернатанта. Фракцию, выпавшую в осадок, также можно обработать или высушить, так как она дает соевый белковый продукт, но с пониженным уровнем ингибиторов трипсина.

Изолят соевого белка по изобретению растворим при кислых значениях рН с образованием прозрачных и устойчивых к действию высокой температуры растворов. Изолят соевого белка можно использовать для обогащения белком, в частности, безалкогольных напитков и спортивных напитков, а также других водных систем без выпадения белка в осадок.

В другом аспекте настоящего изобретения концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор соевого белка, полученный так, как описано выше, разбавляют водой, но все белки снова растворяют, доводя рН до значения от примерно 1,5 до примерно 4,4, предпочтительно, от примерно 2,0 до примерно 4,0. Затем разбавленный и подкисленный раствор можно, необязательно, сконцентрировать и/или подвергнуть диафильтрации. Снижения уровня ингибиторов трипсина можно достичь путем продуманного подбора параметров мембранной обработки или необязательного использования стадии тепловой обработки подкисленного раствора.

Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к способу получения соевого белкового продукта с содержанием соевого белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на сухую массу, который включает:

(a) экстракцию источника соевого белка водным раствором хлорида кальция с растворением соевого белка из источника белка и образованием водного раствора соевого белка,

(b) отделение водного раствора соевого белка от оставшегося источника соевого белка,

(c) концентрирование водного раствора соевого белка путем использования селективного мембранного метода при сохранении, по существу, постоянной ионной силы,

(d) необязательную диафильтрацию концентрированного раствора соевого белка и

(e) сушку концентрированного раствора соевого белка.

Соевый белковый продукт предпочтительно представляет собой изолят с содержанием белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% (N×6,25) на с.м.

Вариант такой процедуры можно адаптировать для получения продукта с уменьшенным содержанием альбуминов и ингибиторов трипсина. В таком варианте концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор соевого белка разбавляют водой и получают осадок со сниженным содержанием альбуминов и ингибиторов трипсина. Осадок можно собрать и высушить и получить продукт или осадок можно растворить в воде при низком рН и затем высушить. С другой стороны, раствор, образовавшийся при повторном растворении осадка в воде при низком рН, перед сушкой можно, необязательно, подвергнуть тепловой обработке, и/или сконцентрировать, и/или подвергнуть диафильтрации.

Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к способу получения соевого белкового продукта с содержанием соевого белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на сухую массу, который включает:

(а) экстракцию источника соевого белка водным раствором кальциевой соли с растворением соевого белка из источника белка и образованием водного раствора соевого белка,

(b) отделение водного раствора соевого белка от оставшегося источника соевого белка,

(c) концентрирование водного раствора соевого белка путем использования селективного мембранного метода при сохранении, по существу, постоянной ионной силы,

(d) необязательную диафильтрацию концентрированного раствора соевого белка,

(e) разбавление концентрированного раствора соевого белка водой для того, чтобы вызвать образование осадка,

(f) отделение осадка от воды для разбавления, называемой супернатантом, и

(g) сушку отделенного осадка соевого белка.

Другой вариант такой процедуры можно адаптировать для получения продукта. В таком варианте концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор соевого белка разбавляют водой и понижают рН. Полученный прозрачный подкисленный раствор необязательно концентрируют, и/или подвергают диафильтрации, и/или подвергают тепловой обработке перед сушкой и получают продукт.

Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к способу получения соевого белкового продукта с содержанием соевого белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на сухую массу, который включает:

(a) экстракцию источника соевого белка водным раствором кальциевой соли с растворением соевого белка из источника белка и образованием водного раствора соевого белка,

(b) отделение водного раствора соевого белка от оставшегося источника соевого белка,

(c) концентрирование водного раствора соевого белка путем использования селективного мембранного метода при сохранении, по существу, постоянной ионной силы,

(d) необязательную диафильтрацию концентрированного раствора соевого белка,

(e) разбавление концентрированного раствора соевого белка водой для того, чтобы вызвать образование осадка,

(f) подкисление смеси осадка и воды для разбавления для повторного растворения белка и образования прозрачного раствора соевого белка,

(g) концентрирование прозрачного подкисленного раствора соевого белка путем использования селективного мембранного метода при сохранении, по существу, постоянной ионной силы,

(h) необязательную диафильтрацию концентрированного прозрачного подкисленного раствора соевого белка и

(i) сушку концентрированного и необязательно диафильтрованного прозрачного подкисленного раствора соевого белка.

Использование процедур по настоящему изобретению позволяет осуществлять получение соевого белкового продукта с естественным значением рН. Получение соевого белкового продукта без стадии подкисления создает возможность более легкого, безопасного и более экономичного получения, так как в таком случае нет необходимости в кислотах и работе с ними. Кроме того, такая процедура позволяет составителю рецептуры напитка подкислять белок и напиток подкислителем по своему выбору с установленными различными концентрациями и вкусовыми характеристиками различных кислот.

Хотя настоящее изобретение относится, главным образом, к получению изолятов соевого белка, предполагается, что можно получить соевые белковые продукты меньшей чистоты со свойствами, схожими со свойствами изолята соевого белка. Такие продукты меньшей чистоты могут иметь концентрацию белка, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на с.м.

Новые соевые белковые продукты по изобретению можно смешивать с порошковыми напитками для получения водных безалкогольных напитков или спортивных напитков путем их растворения в воде. Такая смесь может представлять собой порошковый напиток.

Соевые белковые продукты, раскрытые в данном описании, могут быть представлены в виде своих водных растворов высокой степени чистоты при кислых значениях рН, которые при указанных значениях рН устойчивы к действию высокой температуры.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к водному раствору соевого продукта, раскрытого в данном описании, который устойчив к действию высокой температуры при низком рН. Водный раствор может представлять собой напиток, который может представлять собой прозрачный напиток, в котором соевый белковый продукт полностью растворен, и прозрачный или непрозрачный напиток, непрозрачность которого соевый белковый продукт не повышает.

Соевые белковые продукты, полученные согласно способу из данного описания, лишены характерного бобового привкуса изолятов соевого белка и не только подходят для обогащения белком кислых сред, но могут быть использованы в самых разных обычных применениях белковых изолятов, включая, но не ограничиваясь указанным, обогащение белком подвергшихся обработке пищевых продуктов и напитков, эмульгирование масел, в качестве формообразователя в хлебобулочных изделиях и пенообразователя в газированных продуктах. Кроме того, соевый белковый продукт может быть сформирован в белковые волокна, применимые в заменителях мяса, и может использоваться в качестве заменителя яичного белка или наполнителя в пищевых продуктах, в которых яичный белок используют в качестве связующего вещества. Соевый белковый продукт можно использовать в качестве пищевой добавки. Другими применениями соевого белкового продукта являются корм для домашних животных, корм для животных и применения в промышленности и косметике и продуктах для личной гигиены.

Общее описание изобретения

Начальная стадия способа получения соевого белкового продукта включает растворение соевого белка из источника соевого белка. Источником соевого белка могут являться соевые бобы, или любой соевый продукт, или побочный продукт, образовавшийся при переработке соевых бобов, в том числе, но без ограничения, соевая мука грубого помола, соевые хлопья, соевая крупа и соевая мука тонкого помола. Источник соевого белка может быть использован в полной необезжиренной форме, частично обезжиренной форме или полностью обезжиренной форме. Когда источник соевого белка содержит существенное количество жира, как правило, в ходе процесса требуется стадия удаления жира. Соевый белок, извлеченный из источника соевого белка, может представлять собой белок, встречающийся в природе в соевых бобах, или белковый материал может представлять собой белок, модифицированный генетической манипуляцией, но обладающий характерными гидрофобными и полярными свойствами природного белка.

Растворение белка из вещества источника соевого белка осуществляют чаще всего с использованием раствора хлорида кальция пищевого сорта, хотя можно использовать растворы хлорида кальция других сортов. Когда соевый белковый продукт предназначается для использования в непищевых продуктах, можно использовать химикаты непищевых сортов. Кроме того, также можно использовать соли других щелочноземельных металлов, такие как магниевые соли. Кроме того, экстракцию соевого белка из источника соевого белка также можно осуществлять с использованием раствора кальциевой соли в сочетании с раствором другой соли, такой как хлорид натрия. Кроме того, экстракцию соевого белка из источника соевого белка можно осуществлять с использованием воды или раствора другой соли, такого как раствор хлорида натрия, с кальциевой солью, такой как хлорид кальция, последовательно добавляемых к водному раствору соевого белка, полученному на стадии экстрагирования. Затем осадок, образовавшийся после добавления кальциевой соли, удаляют перед последующей обработкой.

Когда концентрация раствора кальциевой соли возрастает, степень растворения белка из источника соевого белка сначала возрастает до тех пор, пока не достигнет максимальной величины. Любое дальнейшее увеличение концентрации соли не приводит к возрастанию общего количества растворенного белка. Концентрация раствора кальциевой соли, которая вызывает максимальное растворение белка, изменяется в зависимости от используемой соли. Обычно предпочтительно использовать концентрацию при величине менее чем примерно 1,0 М, и предпочтительнее, при величине от примерно 0,10 М до примерно 0,15 М.

В периодическом процессе растворение белка осуществляют при температуре от примерно 1°C до примерно 100°C, предпочтительно, от примерно 15° до примерно 35°C, предпочтительно, при перемешивании для уменьшения времени растворения, которое обычно составляет от примерно 1 до примерно 60 минут. Предпочтительно осуществлять растворение для экстракции, по существу, настолько большого количества белка из источника соевого белка, насколько это практически возможно, для обеспечения общего высокого выхода продукта.

В непрерывном процессе экстракцию соевого белка из источника соевого белка осуществляют любым способом, совместимым с осуществлением непрерывной экстракции соевого белка из источника соевого белка. В одном воплощении источник соевого белка непрерывно смешивают с раствором кальциевой соли и смесь подают по трубе или трубопроводу, длина которых и скорость потока обеспечивают время пребывания, достаточного, чтобы осуществить экстракцию согласно параметрам, описанным в данном описании. При такой непрерывной процедуре стадия растворения с солью осуществляется быстро за время до примерно 10 минут, предпочтительно, чтобы осуществить растворение для экстракции, по существу, настолько большого количества белка из источника соевого белка, насколько это практически возможно. Растворение при непрерывной процедуре осуществляют при температурах от примерно 1°C до примерно 100°C, предпочтительно, от примерно 15°C до примерно 35°C.

Экстракцию, как правило, проводят при рН от примерно 6 до примерно 11, предпочтительно, от примерно 5 до примерно 7. Значение рН системы экстракции (источник соевого белка и раствор кальциевой соли) можно при необходимости довести до любого нужного значения в интервале от примерно 5 до примерно 11 для использования на стадии экстрагирования путем использования любой подходящей кислоты, обычно хлороводородной кислоты, или щелочи, обычно гидроксида натрия, по мере необходимости.

Концентрация источника соевого белка в растворе кальциевой соли во время стадии растворения может изменяться в широких пределах. Типичные значения концентрации составляют от примерно 5 до примерно 15%, мас./об.

Раствор белка, полученный со стадии экстрагирования, как правило, имеет концентрацию белка от примерно 5 до примерно 50 г/л, предпочтительно, от примерно 10 до примерно 50 г/л.

На стадии экстрагирования белка водным раствором соли имеет место дополнительный эффект растворения жиров, которые могут присутствовать в источнике соевого белка, что затем приводит к присутствию жиров в водной фазе.

Водный раствор кальциевой соли может содержать антиоксидант. Антиоксидант может представлять собой любой подходящий антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество используемого антиоксиданта может изменяться от примерно 0,01 до примерно 1 мас.% от раствора, предпочтительно, составляет примерно 0,05 мас.%. Антиоксидант служит ингибитором окисления любых фенолов в растворе белка.

Затем водную фазу, полученную со стадии экстрагирования, можно отделить от оставшегося источника соевого белка любым подходящим способом, например, с использованием декантатер-центрифуги с последующей обработкой на тарельчатой центрифуге и/или фильтрацией для удаления оставшегося вещества источника соевого белка. После отделения оставшийся источник соевого белка можно высушить для утилизации. С другой стороны, после отделения оставшийся источник соевого белка можно переработать для извлечения оставшегося белка, например, обычной процедурой изоэлектрического осаждения или любой другой подходящей процедурой, и извлечь некоторое количество белка.

Когда источник соевого белка содержит значительные количества жира, как описано в патентах США №5844086 и №6005076, закрепленных за их правопреемниками и включенных в данное описание в виде ссылок, тогда для отделенного водного раствора белка могут быть осуществлены стадии обезжиривания, описанные в них. Альтернативно, обезжиривания отделенного водного раствора белка можно достичь любой другой подходящей процедурой.

Водный раствор соевого белка можно обработать адсорбентом, таким как порошкообразный активированный уголь или гранулированный активированный уголь, для удаления окраски и/или дурно пахнущих соединений. Такую обработку адсорбентом отделенного водного раствора соевого белка можно осуществлять в любых подходящих условиях, как правило, при температуре окружающей среды. В случае порошкообразного активированного угля его используют в количестве от примерно 0,025% до примерно 5%, мас./об., предпочтительно, от примерно 0,05% до примерно 2%, мас./об. Адсорбент можно удалить из раствора соевого белка любым подходящим способом, таким как фильтрация.

Если полученный водный раствор соевого белка имеет адекватную чистоту, его можно прямо высушивать для того, чтобы получить соевый белковый продукт. Для того чтобы снизить концентрацию примесей, водный раствор соевого белка можно перед сушкой обработать.

Водный раствор соевого белка можно сконцентрировать для повышения концентрации в нем белка при сохранении его ионной силы, по существу, постоянной. Такое концентрирование, как правило, осуществляют для получения концентрированного раствора соевого белка с концентрацией белка от примерно 50 до примерно 400 г/л, предпочтительно, от примерно 100 до примерно 250 г/л.

Стадию концентрирования можно осуществлять любым подходящим способом, совместимым с периодическим или непрерывным процессом, таким как использование любого подходящего селективного мембранного метода, такого как ультрафильтрация или диафильтрация, с использованием мембран, таких как мембраны из полых волокон или мембраны со спиральной намоткой, с отсечением фракции с подходящей молекулярной массой, такой как от примерно 3000 до примерно 1000000 дальтон, предпочтительно, от примерно 5000 до примерно 100000 дальтон, с учетом различия материалов и конфигурации мембран и в случае непрерывного процесса имеющих размеры, позволяющие достичь нужной степени концентрирования, когда водный раствор белка проходит через мембраны.

Как хорошо известно, ультрафильтрация и подобные селективные мембранные методы создают возможность для прохождения через мембрану низкомолекулярных частиц, препятствуя в то же время прохождению высокомолекулярных частиц. Низкомолекулярные частицы включают не только ионы соли пищевого сорта, но также низкомолекулярные вещества, экстрагированные из источника сырья, такие как углеводы, пигменты, низкомолекулярные белки и антипитательные факторы, такие как ингибиторы трипсина, которые сами представляют собой низкомолекулярные белки. Отсечение по молекулярной массе в мембране обычно выбирают для обеспечения сохранения значительной части белка в растворе, создавая в то же время возможность проникновения загрязнений сквозь мембрану, с учетом различных материалов и конфигурации мембран.

Затем концентрированный раствор соевого белка до или после завершения концентрирования можно подвергнуть стадии диафильтрации с использованием раствора кальциевой соли, такого как раствор хлорида кальция, при том же рН и той же концентрации кальциевой соли, как на стадии экстрагирования раствором. Если желательно уменьшение содержания соли в ультраконцентрате (ретентате), используемый раствор для диафильтрации может представлять собой водный раствор кальциевой соли при том же рН, но с меньшей концентрацией соли, чем раствор для экстракции. Однако концентрацию соли в растворе для диафильтрации следует выбирать таким образом, что уровень соли в ультраконцентрате остается достаточно высоким для сохранения желательной растворимости белка. Как указывалось, раствор для диафильтрации предпочтительно имеет рН, равный рН раствора белка, повергающегося диафильтрации. Значение рН раствора для диафильтрации можно регулировать с помощью любой подходящей кислоты, такой как хлороводородная кислота или фосфорная кислота, или щелочи, такой как гидроксид натрия. Такую диафильтрацию можно осуществлять с использованием от примерно 2 до примерно 40 объемов раствора для диафильтрации, предпочтительно, от примерно 5 до примерно 25 объемов раствора для диафильтрации. В процессе диафильтрации из водного раствора соевого белка удаляется дополнительное количество загрязнений за счет прохождения через мембрану с фильтратом. Операцию диафильтрации можно осуществлять до тех пор, пока в фильтрате не будет присутствовать дополнительное количество загрязнений или видимое окрашивание, или до тех пор, пока ультраконцентрат не будет достаточно очищен, с тем, чтобы после сушки получить соевый продукт с нужным содержанием белка, предпочтительно, изолят с содержанием белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25) на сухую массу. Такую диафильтрацию можно осуществлять с использованием такой же мембраны, как на стадии концентрирования. Однако, если желательно, стадию диафильтрации можно осуществлять с использованием отдельной мембраны с другим отсечением молекулярной массы, такой как мембрана с отсечением молекулярной массы в интервале от примерно 3000 до примерно 1000000 дальтон, предпочтительно, от примерно 5000 до примерно 100000 дальтон, с учетом различных материалов и конфигурации мембран.

Стадию концентрирования и стадию диафильтрации в данном случае можно осуществлять таким образом, что соевый белковый продукт, по существу, извлеченный путем сушки концентрированного и диафильрованного ультраконцентрата, содержит белка менее примерно 90 мас.% (N×6,25) на с.м., например, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на с.м. Путем частичного концентрирования и/или частичной диафильтрации водного раствора соевого белка возможно удалить загрязнения только частично. Такой раствор белка затем можно высушить и получить соевый белковый продукт с более низким уровнем чистоты. Такой соевый белковый продукт еще способен давать чистые растворы белка в кислых средах.

Антиоксидант может присутствовать в среде для диафильтрации во время, по меньшей мере, части стадии диафильтрации. Антиоксидант может представлять собой любой подходящий антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, используемого в среде для диафильтрации, зависит от используемых веществ и может изменяться от примерно 0,01 до примерно 1 мас.%, предпочтительно, составляет примерно 0,05 мас.%. Антиоксидант служит ингибитором окисления любых фенолов, присутствующих в концентрированном растворе соевого белка.

Стадию концентрирования и стадию диафильтрации можно осуществлять при любой подходящей температуре, как правило, от примерно 2° до примерно 60°C, предпочтительно, от примерно 20° до примерно 35°C, в течение периода времени, достаточного для осуществления концентрирования и диафильтрации до нужной степени. Используемые температура и другие условия до некоторой степени зависят от мембранной установки, используемой для мембранной обработки, и нужного концентрирования раствора белка и эффективности удаления загрязнений с фильтратом.

В сое существует два основных ингибитора трипсина, а именно ингибитор Кунитца, который представляет собой термолабильную молекулу с молекулярной массой приблизительно 21000 дальтон, и ингибитор Боумана-Бирка - более устойчивую к действию тепла молекулу с молекулярной массой примерно 8000 дальтон. Уровень активности ингибиторов трипсина в конечном соевом белковом продукте можно регулировать путем манипуляций над различными переменными процессов.

Например, стадии концентрирования и/или диафильтрации можно выполнять способом, благоприятным для удаления ингибиторов трипсина с фильтратом, вместе с другими загрязнениями. Удалению ингибиторов трипсина способствует использование мембраны с порами большего размера, такими как от примерно 30000 до 1000000 дальтон, работа с мембраной при повышенных температурах, таких как от примерно 30° до примерно 60°C, и использование больших объемов среды для диафильтрации, таких как от примерно 20 до примерно 40 объемов.

Далее, снижения активности ингибиторов трипсина можно достичь, подвергая вещества сои воздействию восстановителей, которые разрывают или перегруппировывают дисульфидные связи ингибиторов. Подходящие восстановители включают сульфит натрия, цистеин и N-ацетилцистеин.

Добавление таких восстановителей можно осуществлять на различных стадиях всего способа. Восстановитель можно добавлять с сырьем источником соевого белка на стадии экстрагирования, можно добавлять в очищенный водный раствор соевого белка после удаления оставшегося сырья источника соевого белка, можно добавлять в концентрированный раствор белка до или после диафильтрации или можно смешивать в сухом состоянии с высушенным соевым белковым продуктом. Добавление восстановителя можно объединить со стадиями мембранной обработки, описанными выше.

Если желательно сохранить активные ингибиторы трипсина в концентрированном растворе белка, этого можно достичь путем использования мембраны для концентрирования и диафильтрации с порами меньшего размера, работы с мембраной при более низких температурах и использования меньших объемов среды для диафильтрации и без использования восстановителя.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор белка можно, при необходимости, подвергнуть дополнительной операции обезжиривания, как описано в патентах США №5844086 и №6005076. С другой стороны, обезжиривания концентрированного и необязательно диафильтрованного раствора белка можно добиться с помощью любой другой подходящей процедуры.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный водный раствор белка можно обработать адсорбентом, таким как порошкообразный активированный уголь или гранулированный активированный уголь, для удаления окрашивания и/или дурно пахнущих соединений. Такую обработку адсорбентом можно осуществлять в любых подходящих условиях, как правило, при температуре концентрированного водного раствора белка, соответствующей температуре окружающей среды. В случае порошкообразного активированного угля его используют в количестве от примерно 0,025% до примерно 5%, мас./об., предпочтительно, от примерно 0,05% до примерно 2%, мас./об. Адсорбент можно удалить из раствора соевого белка любым подходящим способом, таким как фильтрация.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор соевого белка, полученный со стадии необязательного обезжиривания и необязательной обработки адсорбентом, можно подвергнуть стадии пастеризации для снижения микробной нагрузки. Такую пастеризацию можно осуществить в любых желательных условиях пастеризации. Как правило, концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор соевого белка греют при температуре от примерно 55° до примерно 70°C, предпочтительно, от примерно 60° до примерно 65°C, в течение от примерно 30 секунд до примерно 60 минут, предпочтительно, от примерно 10 минут до примерно 15 минут. Затем пастеризованный концентрированный раствор соевого белка можно охладить для сушки или дальнейшей обработки, предпочтительно, до температуры от примерно 15° до примерно 35°C.

Согласно одному аспекту данного изобретения концентрированный и необязательно диафильтрованный прозрачный водный раствор соевого белка можно высушить любым подходящим методом, таким как сушка распылением или сушка вымораживанием, и получить соевый белковый продукт. С другой стороны, у концентрированного и необязательно диафильтрованного водного раствора соевого белка можно довести рН от примерно 2,0 до примерно 4,0. Регулирование рН можно осуществлять любым подходящим способом, таким как добавление хлороводородной кислоты или фосфорной кислоты. Затем полученный подкисленный раствор соевого белка высушивают. В качестве другой альтернативы, раствор соевого белка с доведенным рН можно подвергнуть тепловой обработке для инактивации лабильных при нагревании антипитательных факторов, таких как ингибиторы трипсина, указанные выше. Такая стадия тепловой обработки также дает дополнительное преимущество для уменьшения микробной нагрузки. Как правило, раствор белка нагревают до температуры от примерно 70° до примерно 120°C, предпочтительно, от примерно 85° до примерно 95°C, в течение от примерно 10 секунд до примерно 60 минут, предпочтительно, от примерно 30 секунд до примерно 5 минут. Затем термообработанный подкисленный раствор соевого белка можно охладить до температуры от примерно 2° до примерно 60°C, предпочтительно, от примерно 20° до примерно 35°C. Затем полученный подкисленный термообработанный раствор соевого белка сушат.

В другом аспекте изобретения концентрированный раствор соевого белка, полученный со стадии концентрирования и стадии необязательной фильтрации, стадии необязательного обезжиривания, стадии необязательной обработки адсорбентом и стадии необязательной пастеризации, разбавляют для осуществления образования осадка путем смешивания концентрированного раствора белка с водой в объеме, требуемом для достижения желательной степени разбавления. Когда выпавший в осадок белок необходимо отделить от остальной водной фазы, называемой супернатантом, как в случае данного аспекта данного изобретения, степень разбавления, как правило, составляет от примерно 5 крат до примерно 25 крат, предпочтительно, от примерно 10 крат до примерно 20 крат. Вода, с которой смешивают концентрированный раствор белка, предпочтительно имеет температуру от примерно 1° до примерно 60°C, предпочтительно, от примерно 15° до примерно 35°C.

В периодическом процессе партию концентрированного раствора белка добавляют к стационарной массе воды нужного объема, как описано выше. Разбавление концентрированного раствора белка и последующее снижение ионной силы вызывает образование осадка белка. В периодической процедуре осадок белка оседает в массе воды. Оседанию можно способствовать, например, центрифугированием. Такое вызванное оседание уменьшает содержание влаги и содержание соли, поглощенных выпавшим в осадок белком.

С другой стороны, операцию разбавления можно осуществлять непрерывно, непрерывно подавая концентрированный раствор белка в один вход Т-образной трубы, в то время как воду для разбавления подают в другой вход Т-образной трубы, позволяя смешиваться в трубе. Воду для разбавления подают в Т-образную трубу со скоростью, достаточной для достижения нужной степени разбавления концентрированного раствора белка.

Смешивание концентрированного раствора белка и воды для разбавления в трубе инициирует образование осадка белка, и смесь непрерывно подают из выхода Т-образной трубы в емкость для оседания, из которой, когда она наполняется, супернатант переливается через край. Смесь предпочтительно подают в массу жидкости в емкости для оседания способом, который сводит к минимуму турбулентность в массе жидкости.

В непрерывном процессе выпавшему в осадок белку дают возможность оседать в емкости для оседания и процедуру продолжают до тех пор, пока в донной части емкости для оседания не соберется нужное количество осадка, после чего собранный осадок извлекают из емкости для оседания. Вместо оседания путем седиментации осадок можно разделять непрерывно центрифугированием.

За счет использования непрерывного процесса извлечения осадка соевого белка при сравнении с периодическим процессом начальную стадию экстрагирования белка можно значительно сократить по времени для одинакового уровня экстракции белка. Кроме того, в непрерывной операции существует меньше возможностей для загрязнения, чем в периодической процедуре, что ведет к более высокому качеству продукта, и процесс можно осуществлять в более компактном оборудовании.

Осевший осадок отделяют от оставшейся водной фазы или супернатанта, например, декантацией оставшейся водной фазы с осевшей массы или центрифугированием. Осадок можно промыть для удаления оставшегося супернатанта, например, от примерно 1 до примерно 10, предпочтительно, от примерно 2 до примерно 3, объемами воды, и затем снова извлечь осадок, как описано выше. Необязательно промытый осадок можно использовать во влажной форме или можно высушить любым подходящим методом, таким как сушка распылением или сушка вымораживанием, до сухого состояния. Сухой осадок имеет высокое содержание белка, превышающее примерно 60 мас.% белка, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 90 мас.% белка (N×6,25) и, предпочтительнее, по меньшей мере, примерно 100 мас.% (N×6,25). Сухой осадок имеет низкое содержание фитиновой кислоты, как правило, менее примерно 1,5 мас.%.

Супернатант, образовавшийся на стадии разбавления, можно отбросить или, если он имеет достаточную чистоту, высушить и получить соевый белковый продукт. Для того, чтобы снизить содержание примесей, супернатант можно обработать, подкислив, например, до рН от примерно 1,5 до примерно 4,4, предпочтительно, от примерно 2,0 до примерно 4,0, или не подкислять и высушить любым подходящим способом и получить один или несколько соевых белковых продуктов. Фракция супернатанта обогащена ингибиторами трипсина из-за фракционирования, происходящего при разбавлении. Супернатант можно обр