Получение кислоторастворимых изолятов соевого белка

Получение кислоторастворимых изолятов соевого белка

Реферат

Ссылка на родственные заявки

Для данной заявки, согласно Кодексу законов США, раздел 35, статья 119(e), испрашивается приоритет по предварительной заявке №61/213646, поданной 30 июня 2009 г.

Область техники

Данное изобретение относится к области производства соевых белковых продуктов.

Уровень техники

В предварительных патентных заявках США №№61/107112 (7865-373), поданной 21 октября 2008 г., 61/193457 (7865-374), поданной 2 декабря 2008 г., 61/202070 (7865-376), поданной 26 января 2009 г., 60/202553, поданной 12 марта 2009 (7865-383), 61/213717 (7865-389), поданной 7 июля 2009 г., 61/272241 (7865-400), поданной 3 сентября 2009 г. и патентной заявке США №12/603087 (7865-415), поданной 21 октября 2009 г., (публикация патента США №2010-0098818), принадлежащих заявителю данной заявки, раскрытие которых включено здесь посредством ссылок, описывается получение соевого белкового продукта, предпочтительно изолята соевого белка, который является полностью растворимым при низких величинах pH и способен к обеспечению прозрачных и стойких к нагреванию растворов при таких низких значениях pH. Этот соевый белковый продукт может использоваться для белкового обогащения пищевых продуктов, в частности, безалкогольных напитков и спортивных напитков, а также других кислых водных композиций без осаждения белка. Соевый белковый продукт готовится посредством подвергания источника соевого белка экстракции водным раствором хлорида кальция при естественном показателе pH, при необходимости разбавления полученного водного раствора соевого белка, доведения pH водного раствора соевого белка до значения от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно от около 2,0 до около 4,0, получения прозрачного подкисленного раствора соевого белка, который при необходимости может быть сконцентрирован и/или подвергнут диафильтрации перед сушкой.

Сущность изобретения

Авторами изобретения в настоящее время найдено, что соевый белковый продукт с сопоставимыми свойствами может быть получен способом, включающим экстракцию источника соевого белка водой, сопровождаемую до или после концентрирования добавлением к экстрагированному белковому раствору хлорида кальция. Образующийся при добавлении хлорида кальция осадок перед последующей обработкой удаляется.

Предлагаемый здесь соевый белковый продукт является растворимым при кислых pH, что обеспечивает получение прозрачных и устойчивых к нагреванию его водных растворов. Данный соевый белковый продукт может использоваться для белкового обогащения пищевых продуктов, в частности, безалкогольных напитков и спортивных напитков без осаждения белка.

В соответствии с одним объектом настоящего изобретения обеспечивается способ получения соевого белкового продукта с содержанием белка в пересчете на сухую массу (d.b.) (N×6,25) по меньшей мере около 60 масс.%, предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%, который включает:

(a) подвергание источника соевого белка экстракции водой при температуре по меньшей мере около 1ºC, предпочтительно от около 15ºC до около 35ºC с тем, чтобы вызвать солюбилизацию соевого белка в источнике соевого белка и привести к образованию водного белкового раствора, имеющего содержание белка от около 5 до около 50 г/л, предпочтительно от около 10 до около 50 г/л и pH от около 1,5 до около 11, предпочтительно от около 5 до около 7;

(b) отделение водного белкового раствора от остаточных количеств источника соевого белка;

(c) увеличение концентрации белка в водном белковом растворе до величины от около 50 до около 400 г/л, предпочтительно от около 100 до около 250 г/л при сохранении по существу постоянного показателя ионной силы посредством применения для получения концентрированного белкового раствора мембранно-селективной технологии;

(d) при необходимости диафильтрацию сконцентрированного белкового раствора;

(e) добавление раствора соли кальция, предпочтительно водного раствора хлорида кальция к сконцентрированному белковому раствору до достижения электропроводности от около 5 мСм до около 30 мСм, предпочтительно от около 15 мСм до около 25 мСм с тем, чтобы вызвать выпадение осадка в сконцентрированном белковом растворе;

(f) удаление осадка из сконцентрированного белкового раствора;

(g) разбавление осветленного сконцентрированного белкового раствора в воде, взятой в количествах от около 2 до около 20 объемов, предпочтительно от около 10 до около 15 объемов, имеющей температуру от около 2ºC до около 90ºC, предпочтительно от около 10ºC до около 50ºC, более предпочтительно около 20ºC до около 30ºC;

(h) подкисление полученного раствора до pH от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно от около 2,0 до около 4,0 для получения прозрачного подкисленного белкового раствора;

(d) при необходимости тонкую конечную очистку прозрачного подкисленного белкового раствора;

(j) увеличение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора до величины от около 50 до около 300 г/л, предпочтительно от около 100 до около 200 г/л при поддержании показателя ионной силы по существу неизменным с применением мембранно-селективной технологии с тем, чтобы получить второй сконцентрированный белковый раствор;

(d) при необходимости диафильтрацию второго сконцентрированного белкового раствора и

(l) при необходимости, сушку второго сконцентрированного белкового раствора для обеспечения соевого белкового продукта, имеющего содержание белка по меньшей мере около 60 масс.% (N×6,25) d.b., предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%.

В соответствии с изобретением в данную методику могут быть внесены многочисленные изменения, имеющие целью получение соевого белкового продукта, который являлся бы растворимым, прозрачным и устойчивым к нагреванию в кислой водной среде.

В одном таком варианте к водному белковому раствору после отделения от источника соевого белка и до концентрирования раствора может быть добавлен раствор соли кальция, предпочтительно водный раствор хлорида кальция. Образующийся на этом этапе в результате добавления хлорида кальция осадок удаляется.

Полученный водный раствор соевого белка может быть подвергнут дальнейшей обработке посредством выполнения этапов концентрирования, разбавления, регулирования рН, дальнейшего концентрирования и сушки, как описано выше.

Соответственно, согласно следующему объекту настоящего изобретения обеспечивается способ получения соевого белкового продукта с содержанием белка d.b. (N×6,25) по меньшей мере около 60 масс.%, предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%, который включает:

(а) подвергание источника соевого белка экстракции водой при температуре по меньшей мере около 1ºС, предпочтительно от около 15ºC до около 35ºC с тем, чтобы вызвать солюбилизацию соевого белка в источнике соевого белка и привести к образованию водного белкового раствора, имеющего содержание белка от около 5 до около 50 г/л, предпочтительно от около 10 до около 50 г/л и pH от около 1,5 до около 11, предпочтительно от около 5 до около 7;

(b) отделение водного белкового раствора от остаточных количеств источника соевого белка;

() добавление раствора соли кальция, предпочтительно водного раствора хлорида кальция к водному белковому раствору до достижения электропроводности от около 5 мСм до около 30 мСм, предпочтительно от около 15 мСм до около 25 мСм с тем, чтобы вызвать выпадение осадка в водном белковом растворе;

() удаление осадка из водного раствора соевого белка;

(e) увеличение концентрации белка в растворе соевого белка до величины от около 50 до около 400 г/л, предпочтительно от около 100 до около 250 г/л при сохранении по существу постоянного показателя ионной силы посредством применения для получения концентрированного белкового раствора мембранно-селективной технологии;

(f) при необходимости диафильтрацию сконцентрированного белкового раствора;

(g) разбавление сконцентрированного и при необходимости подвергнутого диафильтрации белкового раствора в воде, взятой в количествах от около 2 до около 20 объемов, предпочтительно от около 10 до около 15 объемов, имеющей температуру от около 2ºC до около 90ºC, предпочтительно от около 10ºC до около 50ºC, более предпочтительно около 20ºC до около 30ºC;

(h) подкисление полученного раствора до pH от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно от около 2,0 до около 4,0 для получения прозрачного подкисленного белкового раствора;

(i) при необходимости тонкую конечную очистку прозрачного подкисленного белкового раствора;

(j) увеличение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора до величины от около 50 до около 300 г/л, предпочтительно от около 100 до около 200 г/л при поддержании показателя ионной силы по существу неизменным с применением мембранно-селективной технологии с тем, чтобы получить второй сконцентрированный белковый раствор;

(k) при необходимости диафильтрацию второго сконцентрированного белкового раствора и

(l) при необходимости, сушку второго сконцентрированного белкового раствора для обеспечения соевого белкового продукта, имеющего содержание белка по меньшей мере около 60 масс.% (N×6,25) d.b., предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%.

В другом варианте к водному белковому раствору после отделения от источника соевого белка и до концентрирования раствора может быть добавлен раствор соли кальция, предпочтительно водный раствор хлорида кальция. Осадок, образующийся на этом этапе в результате добавления хлорида кальция, удаляется.

Полученный водный раствор соевого белка может быть далее подвергнут обработке на этапах частичного концентрирования, разбавления, регулирования pH, дальнейшего концентрирования и сушки.

Соответственно, согласно следующему объекту настоящего изобретения обеспечивается способ получения соевого белкового продукта с содержанием белка d.b. (N×6,25) по меньшей мере около 60 масс.%, предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%), более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%, который включает:

(a) подвергание источника соевого белка экстракции водой при температуре по меньшей мере около 1ºC, предпочтительно от около 15ºC до около 35ºC с тем, чтобы вызвать солюбилизацию соевого белка в источнике соевого белка и привести к образованию водного белкового раствора, имеющего содержание белка от около 5 до около 50 г/л, предпочтительно от около 10 до около 50 г/л и pH от около 1,5 до около 11, предпочтительно от около 5 до около 7;

(b) отделение водного белкового раствора от остаточных количеств источника соевого белка;

(c) добавление раствора соли кальция, предпочтительно водного раствора хлорида кальция к водному белковому раствору до достижения электропроводности от около 5 мСм до около 30 мСм, предпочтительно от около 15 мСм до около 25 мСм с тем, чтобы вызвать выпадение осадка в водном белковом растворе;

(d) удаление осадка из водного раствора соевого белка;

(e) частичное концентрирование водного белкового раствора до около 50 г/л или менее при поддержании показателя ионной силы по существу постоянным посредством применения мембранно-селективной технологии с целью обеспечения частично сконцентрированного белкового раствора;

(f) при необходимости диафильтрацию частично сконцентрированного белкового раствора;

(q) разбавление частично сконцентрированного белкового раствора в воде, взятой в количествах от около 0,5 до около 20 объемов, предпочтительно от около 1 до около 10 объемов, более предпочтительно от около 2 до около 5 объемов, имеющей температуру от около 2ºС до около 90ºС, предпочтительно от около 10ºС до около 50ºС, более предпочтительно около 20ºС до около 30ºС;

(h) подкисление полученного раствора до pH от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно от около 2,0 до около 4,0 для получения прозрачного подкисленного белкового раствора;

(i) при необходимости тонкую конечную очистку прозрачного подкисленного белкового раствора;

(j) увеличение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора до величины от около 50 до около 300 г/л, предпочтительно от около 100 до около 200 г/л при поддержании показателя ионной силы по существу неизменным с применением мембранно-селективной технологии с тем, чтобы получить сконцентрированный белковый раствор;

(k) при необходимости диафильтрацию сконцентрированного белкового раствора и

(l) при необходимости, сушку сконцентрированного белкового раствора для обеспечения соевого белкового продукта, имеющего содержание белка по меньшей мере около 60 масс.% (N×6,25) d.b., предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%.

В еще одном варианте к водному раствору соевого белка после отделения от источника соевого белка и до концентрирования раствора может быть добавлен раствор соли кальция, предпочтительно водный раствор хлорида кальция. Образующийся на этом этапе в результате добавления хлорида кальция осадок удаляется.

Полученный водный раствор соевого белка при необходимости может быть разбавлен, например, одним объемом воды, а затем его показатель рН отрегулирован с помощью кислоты. Подкисленный раствор может быть затем сконцентрирован и при необходимости подвергнут диафильтрации для обеспечения готового к сушке прозрачного раствора с низким рН.

Соответственно, в еще одном объекте настоящего изобретения обеспечивается способ получения соевого белкового продукта с содержанием белка d.b. (N×6,25) по меньшей мере около 60 масс.%, предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%, который включает:

(a) подвергание источника соевого белка экстракции водой при температуре по меньшей мере около ГС, предпочтительно от около 15ºС до около 35ºС с тем, чтобы вызвать солюбилизацию соевого белка в источнике соевого белка и привести к образованию водного белкового раствора, имеющего содержание белка от около 5 до около 50 г/л, предпочтительно от около 10 до около 50 г/л и рН от около 1,5 до около 11, предпочтительно от около 5 до около 7;

(b) отделение водного белкового раствора от остаточных количеств источника соевого белка;

(c) добавление раствора соли кальция, предпочтительно водного раствора хлорида кальция к водному белковому раствору до достижения электропроводности от около 5 мСм до около 30 мСм, предпочтительно от около 15 мСм до около 25 мСм с тем, чтобы вызвать выпадение осадка в водном белковом растворе;

(d) удаление осадка из белкового раствора;

(e) разбавление осветленного белкового раствора водой, взятой в количествах от около 0,5 до около 10 объемов, предпочтительно от около 0,5 до около 2 объемов, имеющей температуру от около 2ºC до около 90ºC, предпочтительно от около 10ºC до около 50ºC, более предпочтительно около 20ºC до около 30ºC;

(f) подкисление полученного раствора до рН от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно от около 2,0 до около 4,0 для получения прозрачного подкисленного белкового раствора;

(g) при необходимости тонкую конечную очистку прозрачного подкисленного белкового раствора;

(h) увеличение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора до концентрации белка от около 50 до около 300 г/л, предпочтительно от около 100 до около 200 г/л при поддержании показателя ионной силы по существу неизменным с применением мембранно-селективной технологии с тем, чтобы получить сконцентрированный белковый раствор;

(i) при необходимости диафильтрацию сконцентрированного белкового раствора и

(j) при необходимости сушку сконцентрированного белкового раствора для обеспечения соевого белкового продукта, имеющего содержание белка по меньшей мере около 60 масс.% (N×6,25) d.b., предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%.

В еще одном таком варианте к частично сконцентрированному раствору соевого белка может быть добавлен раствор соли кальция, предпочтительно водный раствор хлорида кальция, и из частично сконцентрированного раствора соевого белка удален образующийся осадок. Осветленный раствор может быть затем возвращен в мембранную систему для дополнительного концентрирования, выполняемого до описанных выше этапов разбавления, регулирования pH, дальнейшего концентрирования и сушки.

Соответственно, в дополнительном объекте изобретения обеспечивается способ получения соевого белкового продукта с содержанием белка (N×6,25) по меньшей мере около 60 масс.%), предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%, который включает:

(а) подвергание источника соевого белка экстракции водой при температуре по меньшей мере около 1ºC, предпочтительно от около 15ºC до около 35ºC с тем, чтобы вызвать солюбилизацию соевого белка в источнике соевого белка и привести к образованию водного белкового раствора, имеющего содержание белка от около 5 до около 50 г/л, предпочтительно от около 10 до около 50 г/л и pH от около 1,5 до около 11, предпочтительно от около 5 до около 7;

(b) отделение водного белкового раствора от остаточных количеств источника соевого белка;

(c) частичное концентрирование водного белкового раствора до около 50 г/л или менее при поддержании показателя ионной силы по существу постоянным посредством применения мембранно-селективной технологии с целью обеспечения частично сконцентрированного белкового раствора;

(d) при необходимости диафильтрацию частично сконцентрированного белкового раствора;

(e) добавление раствора соли кальция к частично сконцентрированному белковому раствору до достижения электропроводности от около 5 до около 30 мСм, предпочтительно от 15 до около 25 мСм с тем, чтобы вызвать выпадение осадка в частично сконцентрированном белковом растворе;

(f) удаление осадка из частично сконцентрированного белкового раствора;

(g) дальнейшее увеличение концентрации белка частично сконцентрированного белкового раствора до величины от около 50 до около 400 г/л, предпочтительно от около 100 до около 250 г/л при сохранении по существу постоянного показателя ионной силы посредством применения для получения концентрированного белкового раствора мембранно-селективной технологии;

(h) при необходимости диафильтрацию сконцентрированного белкового раствора;

(i) разбавление сконцентрированного белкового раствора в воде, взятой в количествах от около 2 до около 20 объемов, предпочтительно от около 10 до около 15 объемов, имеющей температуру от около 2ºC до около 90ºC, предпочтительно от около 10ºC до около 50ºC, более предпочтительно около 20ºC до около 30ºC;

(j) подкисление полученного раствора до pH от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно от около 2,0 до около 4,0 для получения прозрачного подкисленного белкового раствора;

(k) при необходимости тонкую конечную очистку прозрачного подкисленного белкового раствора;

(l) увеличение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора до концентрации белка от около 50 до около 300 г/л, предпочтительно от около 100 до около 200 г/л при поддержании показателя ионной силы по существу неизменным с применением мембранно-селективной технологии с тем, чтобы получить второй сконцентрированный белковый раствор;

(m) при необходимости диафильтрацию второго сконцентрированного белкового раствора и

(n) при необходимости, сушку второго сконцентрированного белкового раствора для обеспечения соевого белкового продукта, имеющего содержание белка по меньшей мере около 60 масс.% (N×6,25) d.b., предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%.

В качестве варианта частично сконцентрированный раствор соевого белка, осветленный после обработки хлоридом кальция, может быть достаточно разбавлен для того, чтобы уменьшить удельную электропроводность, подвергнут регулировке рН и затем сконцентрирован и подвергнут диафильтрации перед сушкой.

Соответственно, в следующем объекте изобретения обеспечивается способ получения соевого белкового продукта с содержанием белка (N×6,25) по меньшей мере около 60 масс.%, предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%, который включает:

(a) подвергание источника соевого белка экстракции водой при температуре по меньшей мере около 1ºС, предпочтительно от около 15ºC до около 35ºC с тем, чтобы вызвать солюбилизацию соевого белка в источнике соевого белка и привести к образованию водного белкового раствора, имеющего содержание белка от около 5 до около 50 г/л, предпочтительно от около 10 до около 50 г/л и pH от около 1,5 до около 11, предпочтительно от около 5 до около 7;

(b)отделение водного белкового раствора от остаточных количеств источника соевого белка;

(c) частичное концентрирование водного белкового раствора до концентрации белка около 50 г/л или менее при поддержании показателя ионной силы по существу постоянным посредством применения мембранно-селективной технологии с целью обеспечения частично сконцентрированного белкового раствора;

(d) при необходимости диафильтрацию частично сконцентрированного белкового раствора;

(e) добавление раствора соли кальция, предпочтительно водного раствора хлорида кальция к частично сконцентрированному белковому раствору до достижения электропроводности от около 5 мСм до около 30 мСм, предпочтительно от около 15 мСм до около 25 мСм с тем, чтобы вызвать выпадение осадка в частично сконцентрированном белковом растворе;

(f) удаление осадка из частично сконцентрированного белкового раствора;

(g) разбавление осветленного частично сконцентрированного белкового раствора в воде, взятой в количествах от около 0,5 до около 20 объемов, предпочтительно от около 1 до около 10 объемов, более предпочтительно от около 2 до около 5 объемов, имеющей температуру от около 2ºC до около 90ºC, предпочтительно от около 10ºC до около 50ºC, более предпочтительно около 20ºC до около 30ºC;

(h) подкисление полученного раствора до рН от около 1,5 до около 4,4, предпочтительно от около 2,0 до около 4,0 для получения прозрачного подкисленного белкового раствора;

(i) при необходимости тонкую конечную очистку прозрачного подкисленного белкового раствора;

(j) увеличение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора до величины от около 50 до около 300 г/л, предпочтительно от около 100 до около 200 г/л при поддержании показателя ионной силы по существу неизменным с применением мембранно-селективной технологии с тем, чтобы получить сконцентрированный белковый раствор;

(k) при необходимости диафильтрацию сконцентрированного белкового раствора и

(l) при необходимости, сушку сконцентрированного белкового раствора для обеспечения соевого белкового продукта, имеющего содержание белка по меньшей мере около 60 масс.% (N×6,25) d.b., предпочтительно по меньшей мере около 90 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере около 100 масс.%.

При том, что настоящее изобретение главным образом относится к производству изолятов соевого белка, предусматривается необходимость обеспечения соевых белковых продуктов меньшей чистоты, имеющих свойства, подобные изоляту соевого белка. Такие продукты с меньшей чистотой могут иметь концентрацию белка по меньшей мере около 60 масс.% (N×6.25) d.b.

Соевый белковый продукт изобретения может смешиваться с порошкообразными напитками для образования водных безалкогольных напитков или спортивных напитков при их растворении в воде. Такая смесь может являться порошкообразным напитком.

Обеспечиваемый здесь соевый белковый продукт может быть изготовлен в виде водного раствора, имеющего высокую степень прозрачности при кислотных величинах показателя pH и являющегося устойчивым к нагреванию при таких значениях pH.

В другом объекте настоящего изобретения обеспечивается водный раствор предлагаемого здесь соевого продукта, который является устойчивым к нагреванию при низких показателях pH. Водный раствор может являться напитком, который может быть прозрачным напитком, в котором соевый белковый продукт является полностью растворимым и прозрачным, или же непрозрачным напитком, в котором соевый белковый продукт не увеличивает степень помутнения. Соевый белковый продукт также имеет превосходную растворимость при pH от около 7 до около 8, придавая водным растворам превосходную прозрачность и устойчивость к нагреванию. Напиток может являться водным раствором соевого белкового продукта, приготовленного при pH от около 7 до около 8.

Соевые белковые продукты, полученные согласно представленному здесь способу, не обладают специфическим бобовым вкусом изолятов соевого белка и подходят не только для белкового обогащения кислых сред, но могут также использоваться в большом количестве обычных для белковых изолятов применений, включая, но не ограничиваясь белковым обогащением подвергаемых технологической обработке пищевых продуктов и напитков, эмульгированием масел, в качестве средства придания консистенции в выпечных изделиях и в качестве вспенивателя в продуктах с газовыми пузырьками. Помимо этого, соевому белковому продукту может быть придана форма белковых волокон, пригодных для применения в заменителях мяса, он может быть применен в качестве заменителя яичного белка или наполнителя в таких пищевых продуктах, где яичный белок используется в качестве связующего компонента. Соевый белковый продукт может использоваться в питательных добавках. Другие применения соевые белковые продукты находят в кормах для домашних животных, кормах для скота, в промышленных и косметических применениях и в средствах личной гигиены.

Раскрытие изобретения

Начальный этап способа обеспечения соевого белкового продукта включает солюбилизацию соевого белка из источника соевого белка с помощью воды. Источник соевого белка может быть соевыми бобами, или любым соевым продуктом, или побочным продуктом, получаемым при обработке сои, включая, но не ограничиваясь молотой соей, соевыми хлопьями, соевой крупой и соевой мукой. Источник соевого белка может использоваться в полножирной форме, частично обезжиренном виде или в полностью обезжиренной форме. Когда источник соевого белка содержит значительные количества жира, как правило, в ходе реализации способа требуется этап удаления масла. Соевый белок, извлекаемый из источника соевого белка, может быть белком, естественным образом встречающимся в сое, или же белковоподобный материал может являться белком, модифицированным генетическими манипуляциями, но обладающим характеристическими гидрофобными и полярными свойствами натурального белка.

При периодическом процессе солюбилизация белка осуществляется при температуре от около 1ºC до около 100ºC, предпочтительно от около 15ºC до около 35ºC и предпочтительно сопровождается перемешиванием для уменьшения времени солюбилизации, которое обычно составляет от около 1 до около 60 минут. Предпочтительность действия солюбилизации состоит в том, чтобы экстрагировать из источника соевого белка по существу настолько много белка, насколько это необходимо, с тем чтобы обеспечить высокий суммарный выход продукта.

В непрерывном процессе экстракция белка из источника соевого белка выполняется любым способом, совместимым с осуществлением непрерывной экстракции белка из источника соевого белка. В одном воплощении источник соевого белка непрерывно смешивается с водой, и смесь перемещается по трубе или трубопроводу, имеющему такую длину и с такой скоростью потока, которые обеспечивают время пребывания, достаточное для протекания желательной экстракции в соответствии с описанными здесь параметрами. При такой непрерывной методике этап солюбилизации белка протекает быстро, в течение времени вплоть до около 10 минут, предпочтительном для реализации эффекта солюбилизации, обеспечивающего экстрагирование по существу настолько большого количества белка из источника соевого белка, насколько это необходимо. Солюбилизация в непрерывном режиме проводится при температурах между около 1ºC и около 100ºC, предпочтительно между около 15ºC и около 35ºC.

Экстракция выполняется при естественных величинах показателя pH системы «источник соевого белка/вода», составляющих, как правило, от около 5 до около 7. В качестве варианта, если это оказывается необходимым, pH экстракции может быть отрегулирован до любой желательной величины в пределах диапазона от около 1,5 до около 11, предпочтительно от около 5 до около 7 при помощи любой подходящей кислоты, обычно соляной кислоты, или щелочи, обычно гидроксида натрия.

Концентрация источника соевого белка в воде во время этапа солюбилизации может варьировать в широких пределах. Типичные величины концентрации составляют от около 5 до около 15% (отношение массы к объему).

Этап экстракции белка водой обладает дополнительным эффектом солюбилизации жиров, которые могут присутствовать в источнике соевого белка, что затем приводит к жирам, присутствующим в водной фазе.

Белковый раствор, образующийся в результате проведения этапа экстракции, как правило, имеет концентрацию белка от около 5 до около 50 г/л, предпочтительно от около 10 до около 50 г/л.

Во время этапа экстракции может присутствовать антиоксидант. Антиоксидант может быть любым подходящим антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество применяемого антиоксиданта может варьировать от около 0,01 до около 1 масс.% от массы раствора, предпочтительно составляя около 0,05 масс.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления в белковом растворе любых фенольных соединений.

Водная фаза, образующаяся на этапе экстракции, затем может быть отделена от остаточных количеств источника соевого белка любым подходящим способом, таким как применение декантирующей центрифуги, сопровождаемое дисковым центрифугированием и/или фильтрацией для удаления остатков исходного материала соевого белка. Отделенные остатки источника соевого белка могут высушиваться для последующей реализации. В качестве варианта, отделенные остатки источника соевого белка перерабатываются для извлечения некоторых остаточных количеств белка. Например, отделенные остатки источника соевого белка могут быть подвергнуты обработке с помощью обычной методики изоэлектрического осаждения или любой другой подходящей для выделения такого остаточного белка методики.

В случаях, когда источник соевого белка содержит значительные количества жира, как это описывается в принадлежащих данному заявителю патентах США №№5844086 и 6005076, раскрытие которых включено здесь посредством ссылки, к отделенному водному раствору белка могут быть применены описанные там этапы обезжиривания. В качестве варианта обезжиривание водного белкового раствора может быть достигнуто с помощью любой другой подходящей методики.

Для удаления окрашивающих и/или придающих запах соединений водный раствор соевого белка может быть обработан адсорбентом, таким как порошкообразный активированный уголь или гранулированный активированный уголь. Такая обработка адсорбентом может выполняться в любых подходящих условиях, как правило, при температуре среды отделенного водного белкового раствора. В случае порошкообразного активированного угля используются количества, составляющие от около 0,025% до около 5% в единицах отношения массы к объему, предпочтительно от около 0,05% до около 2% (отношение массы к объему). Адсорбент может быть удален из раствора соевого белка любым удобным способом, например, фильтрацией.

В качестве варианта к обработке водного белкового раствора при pH экстракции перед дальнейшей, обсуждаемой ниже, обработкой, показатель pH водного раствора соевого белка, получаемого после этапа экстракции, может быть отрегулирован до диапазона от около 5 до около 7. Такое регулирование pH может быть выполнено с помощью любой подходящей для этих целей кислоты, такой как соляная кислота, или щелочи, такой как гидроксид натрия. В случае необходимости после регулирования pH и перед дальнейшей обработкой белковый раствор может быть осветлен с применением любой подходящей методики, такой как центрифугирование или фильтрация.

Водный раствор соевого белка затем подвергается концентрированию для увеличения концентрации содержащегося в нем белка при поддержании его показателя ионной силы по существу постоянным. Такое концентрирование, как правило, выполняется с тем, чтобы обеспечить сконцентрированный белковый раствор, имеющий концентрацию белка от около 50 до около 400 г/л, предпочтительно от около 100 до около 250 г/л.

Этап концентрирования может быть выполнен любым подходящем способом, совместимым с периодическим или непрерывным режимом, например, применением любой подходящей мембранно-селективной технологии, такой как ультрафильтрация или диафильтрация, с использованием таких мембран, как половолоконные мембраны или спирально-витые мембраны с подходящими молекулярными массами отсечения, например, от около 3000 до около 1000000 дальтон, предпочтительно от около 5000 до около 100000 дальтон, с обращением к различным материалам и конструкциям мембран и для непрерывной работы имеющим такие размеры, чтобы допускать желательную степень концентрации, при которой водный белковый раствор пропускается через мембрану.

Как известно, ультрафильтрация и подобные мембранно-селективные технологии позволяют низкомолекулярным частицам проходить через них, не допуская этого в случае продуктов с более высокой молекулярной массой. Низкомолекулярные продукты включают низкомолекулярные материалы, экстрагируемые из исходного материала, такие как углеводы, пигменты, низкомолекулярные белки и антипитательные факторы, такие как ингибиторы трипсина, которые сами по себе являются низкомолекулярными белками. С учетом различным материалов и конструкций мембраны молекулярная масса отсечения мембраны обычно выбирается так, чтобы гарантировать удержание значительной доли содержащегося в растворе белка, позволяя загрязнителям проходить насквозь.

До или после полного концентрирования белковый раствор может быть подвергнут этапу диафильтрации с использованием воды или водного раствора соли с такими же показателями электропроводности и рН, как и у белкового раствора. Такая диафильтрация может выполняться с использованием от около 2 до около 40 объемов диафильтрующего раствора, предпочтительно от около 5 до около 25 объемов диафильтрующего раствора. При выполнении диафильтрации из водного раствора соевого белка прохождением через мембрану с пермеатом удаляются дополнительные количества загрязнителей. Операция диафильтрации может производиться до тех пор, пока в пермеате не будет присутствовать никаких значительных дополнительных количеств загрязнителей или видимого окрашивания. Такая диафильтрация может выполняться с помощью той же самой мембраны, которая применяется на этапе концентрирования. Однако, если желательно, этап диафильтрации может производиться с использованием отдельной мембраны с другой молекулярной массой отсечения, такой как мембрана, имеющая молекулярную массу отсечения в диапазоне от около 3000 до около 1000000 дальтон, предпочтительно от около 5000 до около 100000 дальтон, с учетом при этом различных материалов и конструкций мембраны.

В среде диафильтрации во время по меньшей мере части этапа диафильтрации может присутствовать антиоксидант. 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 варьировать от около 0,01 до около 1 масс.%, предпочтительно составляя около 0,05 масс.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления любых фенольных соединений, присутствующих в белковом растворе.

Этап концентрирования и при необходимости этап диафильтрации могут проводиться при любой подходящей температуре, как правило, от около 2ºC до около 60ºC, предпочтительно от около 20ºC до около 35ºC, и в течение промежутка времени, обеспечивающего желательную степень концентрирования и диафильтрации. Характеристики температуры и других используемых условий до некоторой степени зависят от мембранного оборудования, применяемого при мембранной обработке раствора с целью обеспечения желательной концентра