2620949 - Получение изолята соевого белка с помощью экстракции хлоридом кальция ("s703 cip")

Получение изолята соевого белка с помощью экстракции хлоридом кальция ("s703 cip")

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения соевого белкового продукта с содержанием соевого белка по меньшей мере около 60 мас. % (N×6,25) по основе сухой массы реализуют следующим методом. Экстрагируют источник соевого белка водным раствором хлорида кальция при низком рН от 1,5 до 4,8 для солюбилизации соевого белка из источника соевого белка и образования водного раствора соевого белка. Отделяют водный раствор соевого белка от остаточного источника соевого белка. Необязательно разбавляют водный раствор. Доводят рН раствора до значения в пределах диапазона от 1,5 до 5,0, отличающегося от рН экстракции. Необязательно доочищают раствор для удаления остаточных твердых частиц. Концентрируют раствор при поддержании ионной силы в основном постоянной путем использования селективной мембранной технологии. Необязательно диафильтруют раствор. Доводят рН раствора до значения в пределах интервала от 1,5 до 7,0. Разбавляют раствор соевого белка в воде для образования преципитата. Отделяют преципитат, называемый супернатант, и сушат или промывают отделенный соевый белок водой в количестве от 1 до 10 объемов и извлекают отмытый преципитат, или солюбилизируют отделенный соевый преципитат в воде при низком рН для образования раствора соевого белка, который необязательно сушат. Изобретение обеспечивает растворимые при кислых значениях рН, прозрачные и термостабильные водные растворы без осаждения белка. 19 з.п. ф-лы, 16 табл., 8 пр.

Реферат

Ссылка на родственные заявки

Данная заявка является частичным продолжением находящейся в процессе одновременного рассмотрения заявки на патент США No. 12/828 212, поданной 30 июня 2010 г., которая имеет приоритет согласно 35 USC 119(е) по предварительной заявке на патент США No. 61/213647, поданной 30 июня 2009 г.

Область техники

Настоящее изобретение относится к получению соевых белковых продуктов.

Уровень техники

В заявках на патенты США No. 12/603 087 (7865-415), поданной 21 октября 2009 г.(US Patent Publication No. 2010-0098818) и 12/923 897 (7865-454), поданной 13 октября 2010 г.(US Patent Publication No. 2011-0038993), закрепленных за их патентодержателем, все сведения из которых включены в настоящий документ посредством ссылки, описывается получение соевого белкового продукта, предпочтительно изолята соевого белка, который полностью растворим и который в состоянии обеспечить прозрачные и термостабильные растворы при низких значениях рН. Этот соевый белковый продукт может быть использован для обогащения белками, в частности, безалкогольных напитков и спортивных напитков, а также других кислых водных систем, без осаждения белка. Соевый белковый продукт производят экстрагированием источника соевого белка водным раствором хлорида кальция при естественном рН, в некоторых случаях разбавляя образовавшийся водный раствор соевого белка, доводя рН водного раствора соевого белка до рН от приблизительно примерно 1,5 до приблизительно примерно 4,4, предпочтительно от приблизительно 2,0 до приблизительно 4,0, чтобы получить подкисленный прозрачный раствор соевого белка, который может быть необязательно концентрирован и/или подвергнут диафильтрации перед сушкой.

Сущность изобретения

Неожиданно было обнаружено, что соевый белковый продукт, имеющий содержание белка по меньшей мере приблизительно 60 масс.% (N х 6,25) с.о. может быть образован по методике, включающей экстракцию источника соевого белка хлоридом кальция при низких значениях рН.

В одном варианте реализации настоящего изобретения исходный соевый белковый материал экстрагируют водным раствором хлорида кальция при низком рН и образовавшийся водный раствор соевого белка необязательно разбавляют, необязательно регулируют рН в пределах кислой области, затем подвергают ультрафильтрации и, необязательно, диафильтрации, чтобы получить концентрированный и, необязательно, диафильтрованный раствор соевого белка, который может быть высушен, чтобы получить соевый белковый продукт.

В другом варианте реализации настоящего изобретения исходный соевый белковый материал экстрагируют водным раствором хлорида кальция при низком рН и образовавшийся в результате водный раствор соевого белка необязательно разбавляют, необязательно регулируют рН в пределах кислой области, затем подвергают ультрафильтрации и, необязательно, диафильтрации, чтобы получить концентрированный и, необязательно, диафильтрованный раствор соевого белка. Концентрированный и, необязательно, диафильтрованный раствор соевого белка необязательно может затем быть подвергнут регулированию рН в пределах рН от приблизительно 1,5 до приблизительно 7, предпочтительно от приблизительно 4 до приблизительно 7, более предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 7, и разбавлен водой, чтобы разделить соевые белки на преципитат, богатый глобулинами, и супернатант, богатый альбуминами и содержащий ингибиторы трипсина. Преципитат, образованный на этапе разбавления, может быть собран и далее переработан или высушен как есть, чтобы получить соевый белковый продукт, но с пониженным уровнем ингибиторов трипсина.

В другом варианте реализации настоящего изобретения концентрированный и, необязательно, диафильтрованный и, необязательно, подвергнутый регулированию рН раствор соевого белка, приготовленный, как описано выше, растворяют в воде. Доводят рН разбавленного образца до от приблизительно 1,5 до приблизительно 4,4, предпочтительно от приблизительно 2,0 до приблизительно 4,0, чтобы повторно солюбилизировать белок, осажденный на этапе разбавления. Разбавленный раствор с отрегулированным рН необязательно может быть затем термически обработан и/или концентрирован и/или диафильтрован.

Соевые белковые продукты, предлагаемые здесь, имея содержание белка по меньшей мере приблизительно 60 масс.% (N х 6,25) с.о., растворимы при кислых значениях рН, чтобы обеспечить их прозрачные и термостабильные водные растворы. Соевые белковые продукты могут быть использованы для обогащения белками, в частности, безалкогольных напитков и спортивных напитков, а также других кислых водных систем, без осаждения белка. Соевый белковый продукт предпочтительно является изолятом, имеющим содержание белка по меньшей мере приблизительно 90 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере приблизительно 100 масс.% (N х 6,25) с.о.

По одному объекту настоящего изобретения предоставляется способ получения соевого белкового продукта, имеющего содержание соевого белка по меньшей мере приблизительно 60 масс.% (N х 6,25), по основе сухой массы, который включает:

(a) экстрагирование источника соевого белка водным раствором соли кальция, как правило, раствором хлорида кальция, при низком рН, как правило, от приблизительно 1,5 до приблизительно 5,0, чтобы вызвать солюбилизацию соевого белка из источника белка и чтобы образовать водный раствор соевого белка,

(b) по меньшей мере частичное отделение водного раствора соевого белка от источника остаточного соевого белка,

(d) необязательно, доведение рН водного белкового раствора до значения в пределах от приблизительно 1,5 до приблизительно 5,0, предпочтительно от приблизительно 1,5 до приблизительно 4,4, более предпочтительно от приблизительно 2,0 до приблизительно 4,0, и отличающегося от рН экстракции,

(e) необязательно, доочистку водного раствора соевого белка чтобы удалить остаточные твердые частицы,

(f) необязательно, концентрированно водного раствора соевого белка при поддержании ионной силы в основном постоянной путем использования селективной мембранной технологии,

(g) необязательно, диафильтрацию концентрированного раствора соевого белка, и

(h) необязательно, сушку концентрированного и диафильтрованного раствора соевого белка.

Соевый белковый продукт предпочтительно является изолятом, имеющим содержание белка по меньшей мере приблизительно 90 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере приблизительно 100 масс.% (N х 6,25) с.о.

Вариант этого способа может быть адаптирован для получения продукта с пониженным содержанием альбуминов и ингибиторов трипсина. В таком варианте концентрированный и, необязательно, диафильтрованный раствор соевого белка необязательно подвергают регулированию рН в пределах от приблизительно 1,5 до приблизительно 7,0, предпочтительно от приблизительно 4,0 до приблизительно 7,0, более предпочтительно от приблизительно 5,0 до приблизительно 7,0, затем разбавляют в воде, чтобы получить преципитат с пониженным содержанием альбуминов и ингибиторов трипсина. Преципитат может быть собран и высушен, чтобы получить продукт, или преципитат может быть растворен в воде при рН от приблизительно 1,5 до приблизительно 4,4, предпочтительно от приблизительно 2,0 до приблизительно 4,0 и затем высушен. В качестве варианта, раствор, образованный растворением преципитата в воде при рН от приблизительно 1,5 до приблизительно 4,4, предпочтительно от приблизительно 2,0 до приблизительно 4,0, необязательно может быть термически обработан и/или доочищен и/или концентрирован и/или диафильтрован до сушки.

Таким образом, в другом объекте настоящего изобретения описывается способ получения соевого белкового продукта, имеющего содержание соевого белка по меньшей мере приблизительно 60 масс.% (N х 6,25), по основе сухой массы, который содержит:

(e) необязательно, доочистку водного раствора соевого белка, чтобы удалить остаточные твердые частицы,

(f) концентрированно водного раствора соевого белка при поддержании ионной силы в основном постоянной путем использования селективной мембранной технологии,

(g) необязательно, диафильтрацию концентрированного раствора соевого белка,

(h) необязательно, доведение рН концентрированного и, необязательно, диафильтрованного раствора соевого белка до значения в пределах от приблизительно 1,5 до приблизительно 7,0, предпочтительно от приблизительно 4,0 до приблизительно 7,0, более предпочтительно от приблизительно 5,0 до приблизительно 7,0,

(i) разбавление концентрированного и, необязательно, диафильтрованного раствора соевого белка с отрегулированным рН в воде,

(j) отделение преципитата, образованного из растворяющей воды, называемой супернатант, и

(k) сушку отделенного соевого белкового преципитата.

Соевый белковый продукт предпочтительно является изолятом, имеющим содержание белка по меньшей мере приблизительно 90 масс.%, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 100 масс.% (N х 6,25) с.о.

Другой вариант этого способа может быть адаптирован для получения продукта. В таком варианте концентрированный и, необязательно, диафильтрованный и, необязательно, подвергнутый регулированию рН раствор соевого белка разбавляют в воде и рН регулируют после разбавления, что повторно солюбилизирует преципитат, образованный на этапе разбавления. Получаемый в результате раствор с отрегулированным рН необязательно термически обрабатывают и/или доочищают, и/или концентрируют, и/или подвергают диафильтрации, чтобы получить продукт.

Таким образом, в дополнительном варианте реализации настоящего изобретения, описывается способ получения соевого белкового продукта, имеющего содержание соевого белка по меньшей мере приблизительно 60 масс.% (N х 6,25), по основе сухой массы, который содержит:

(d) необязательно доведение рН водного белкового раствора до значения в пределах от приблизительно 1,5 до приблизительно 5,0, предпочтительно от приблизительно 1,5 до приблизительно 4,4, более предпочтительно от приблизительно 2,0 до приблизительно 4,0, и отличающегося от рН экстракции,

(e) необязательно доочистку водного раствора соевого белка, чтобы удалить остаточные твердые частицы,

(g) необязательно диафильтрацию концентрированного раствора соевого белка,

(h) необязательно доведение рН концентрированного и, необязательно диафильтрованного раствора соевого белка до значения в пределах от приблизительно 1,5 до приблизительно 7,0, предпочтительно от приблизительно 4,0 до приблизительно 7,0, более предпочтительно от приблизительно 5,0 до приблизительно 7,0,

(i) разбавление концентрированного и, необязательно диафильтрованного раствора соевого белка с отрегулированным рН в воде,

(j) доведение рН разбавленного образца до значения в пределах от приблизительно 1,5 до приблизительно 4,4, предпочтительно от приблизительно 2,0 до приблизительно 4,0 чтобы повторно солюбилизировать белковый преципитат, образованный на этапе разбавления,

(k) необязательно концентрированно раствора соевого белка с отрегулированным рН при поддержании ионной силы в основном постоянной путем использования селективной мембранной технологии,

(l) необязательно диафильтрацию концентрированного раствора соевого белка, и

(m) сушку концентрированного и, необязательно диафильтрованного раствора соевого белка с отрегулированным рН.

Хотя это описание относится в основном к получению изолята соевого белка, этапы концентрации и/или диафильтрации, описанные здесь, могут быть изменены, чтобы получить соевый белковый продукт меньшей чистоты, например, соевый белковый концентрат, имеющий содержание белка по меньшей мере приблизительно 60 масс.%, но который обладает по существу теми же свойствами, что и изолят.

Новые соевые белковые продукты изобретения могут быть смешаны с сухими порошкообразными напитками для получения водных безалкогольных напитков или спортивных напитков путем растворения того же самого в воде. Такая смесь может быть сухим порошкообразным напитком.

Соевые белковые продукты, предоставляемые здесь, могут быть предоставлены как их водные растворы, имеющие высокую степень прозрачности при кислых значениях рН, и которые являются термически стабильными при этих значениях рН.

В другом аспекте настоящего изобретения предоставляется водный раствор соевого продукта, предоставленного здесь, который является термостабильным при низком рН. Водный раствор может быть напитком, который может быть прозрачным, в котором соевый белковый продукт полностью растворен и прозрачен или непрозрачным напитком, в котором соевый белковый продукт не повышает непрозрачность. Соевый белковый продукт также обладает хорошей растворимостью при рН приблизительно 7. Водный раствор соевого белкового продукта, приготовленный при рН, близком к нейтральному, например, при рН от приблизительно 6 до приблизительно 8, может быть напитком.

Соевые белковые продукты, полученные описанными здесь способами, отличаются отсутствием характерного бобового привкуса изолятов соевого белка и пригодны не только для обогащения белком кислой среды, но могут быть использованы в большом числе обычных способов применения белковых изолятов, включая, помимо прочего, обогащение белками продуктов питания и напитков, подвергавшимся технологической обработке, эмульгирование масел, как формователь корпуса хлебобулочных изделий и пенообразователь в продуктах, которые задерживают газы. В дополнение, соевому белковому продукту можно придать форму белковых волокон, полезных в аналогах мяса, и он может быть использован как заменитель яичного белка или наполнитель в продуктах питания, в которых яичный белок используют как связующее вещество. Соевый белковый продукт может также быть использован в пищевых добавках. Другими способами использования соевого белкового продукта является его использование в кормах для домашних и сельскохозяйственных животных, в промышленных и косметических целях и в средствах личной гигиены.

Общее описание изобретения

Начальный этап способа получения соевого белкового продукта включает солюбилизацию соевого белка из источника соевого белка. Источником соевого белка могут быть соевые бобы, или любые соевые продукты, или побочные продукты, полученные в ходе переработки соевых бобов, включая, помимо прочего, соевую муку разной крупности помола, соевые хлопья, соевые крупы. Источник соевого белка может быть использован в полножировой форме, частично обезжиренной форме или полностью обезжиренной форме. Если источник соевого белка содержит существенное количество жира, во время процесса обычно требуется этап обезжиривания. Соевый белок, извлеченный из источника соевого белка, может быть белком, естественно встречающимся в сое, или белковый материал может быть белком, модифицированным путем генетических манипуляций, но обладающий характеристиками гидрофобности и полярными свойствами натурального белка.

Солюбилизацию белка из соевого белкового исходного материала удобнее всего осуществлять, используя раствор хлорида кальция, хотя могут быть использованы растворы других солей кальция. Кроме того, могут быть использованы другие соединения щелочноземельных металлов, например, соли магния. Далее, экстракция соевого белка из источника соевого белка может быть осуществлена с использованием раствора соли кальция в сочетании с раствором другой соли, например, хлорида натрия. Кроме того, экстракция соевого белка из источника соевого белка может быть осуществлена с использованием воды или раствора другой соли, например, хлорида натрия, хлорида кальция, которые последовательно добавляют к водному раствору соевого белка, полученного на этапе экстракции. Преципитат, образовавшийся при добавлении хлорида кальция, затем удаляют перед дальнейшей обработкой.

По мере того, как концентрация раствора соли кальция повышается, степень солюбилизации белка из источника соевого белка на с самого начала начинает повышается до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное значение. Любое следующее повышение концентрации соли не повышает общее количество солюбилизированного белка. Концентрация раствора соли кальция, которая вызывает максимум солюбилизации белка, варьирует в зависимости от задействованной соли. Обычно предпочтительно использовать значения концентрации менее, чем приблизительно 1,0 М, и, более предпочтительно, значение от приблизительно 0,10 М до приблизительно 0,15 М.

В периодическом процессе солюбилизацию белка осуществляют при температуре от приблизительно 1°С до приблизительно 100°С, предпочтительно от приблизительно 15° до приблизительно 65°С, более предпочтительно от приблизительно 20°С до приблизительно 35°С, предпочтительно сопровождая взбалтыванием, чтобы уменьшить продолжительность солюбилизации, которая обычно составляет от приблизительно 1 до приблизительно 60 минут. Предпочтительно осуществлять солюбилизацию, чтобы экстрагировать в основном столько белка из источника соевого белка, насколько это возможно, так, чтобы обеспечить в целом наиболее высокий выход продукта.

При непрерывном процессе экстракцию соевого белка из источника соевого белка проводят любым способом, соответствующим осуществлению непрерывной экстракции соевого белка из источника соевого белка. В одном варианте реализации источник соевого белка непрерывно перемешивают с раствором соли кальция и смесь передают через трубку или трубопровод, имеющий длину, и при интенсивности потока в течение времени пребывания, достаточного, чтобы осуществить желаемую экстракцию в соответствии с описанными здесь параметрами. При такой непрерывной процедуре этап солюбилизации осуществляют быстро, предпочтительно осуществить солюбилизацию приблизительно за 10 минут, чтобы экстрагировать в основном столько белка из источника соевого белка, сколько возможно. Солюбилизацию в непрерывной процедуре осуществляют при температурах в промежутке от приблизительно 1°С до приблизительно 100°С, предпочтительно от приблизительно 15°С до приблизительно 65°С, более предпочтительно от приблизительно 20°С до приблизительно 35°С.

Экстракцию в основном проводят при рН от приблизительно 1,5 до приблизительно 5,0. рН экстракционной системы (источник соевого белка и раствор соли кальция) может быть доведен до любого желаемого значения в диапазоне от приблизительно 1,5 до приблизительно 5,0 для этапа экстракции путем использования любой подходящей пищевой кислоты, обычно соляной кислоты или фосфорной кислоты.

Концентрация источника соевого белка в растворе соли кальция во время этапа солюбилизации может варьировать в широких пределах. Типичные значения концентрации составляют от приблизительно 5 до приблизительно 15% масс./об.

Этап экстракции белка водным раствором соли кальция оказывает дополнительное действие в виде солюбилизации жиров, которые могут присутствовать в источнике соевого белка, что приводит затем к присутствию жиров водной фазе.

Белковый раствор, образовавшийся в результате этапа экстракции, в основном имеет концентрацию белка от приблизительно 5 до приблизительно 50 г/л, предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 50 г/л.

Водный раствор соли кальция может содержать антиоксидант. Антиоксидант может быть любым подходящим антиоксидантом, например, сульфитом натрия или аскорбиновой кислотой. Количество задействованного антиоксиданта может варьировать от приблизительно 0,01 до приблизительно 1 масс.% раствора, предпочтительно от приблизительно 0,05 масс.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления любых фенольных соединений в белковом растворе.

Водная фаза, образовавшаяся в результате этапа экстракции, затем может быть отделена от источника остаточного соевого белка любым подходящим способом, например, использованием декантерной центрифуги или любого удобного сита после дискового центрифугирования и/или фильтрации, чтобы удалить остаточный соевый белковый исходный материал. Отделенный источник остаточного соевого белка может быть высушен для того, чтобы его выбросить. В качестве варианта, отделенный источник остаточного соевого белка может быть переработан, чтобы извлечь некоторое количество остаточного белка. Отделенный источник остаточного соевого белка может быть подвергнут повторной экстракции свежим раствором соли кальция, с проведением повторной экстракции в интервале рН от приблизительно 1,5 до приблизительно 5,0, и белковый раствор, собранный после осветления, объединяют с исходным белковым раствором для дальнейшей переработки, как описано ниже. В качестве варианта, отделенный источник остаточного соевого белка может быть переработан способом обычной изоэлектрической преципитации или любым другим подходящим способом, чтобы извлечь такой остаточный белок.

Если источник соевого белка содержит существенное количество жира, как описано в патентах США Nos. 5844086 и 6005076, закрепленных за их патентодержателем, все сведения из которых включены в настоящий документ посредством ссылки, то затем могут быть осуществлены этапы обезжиривания, описанные там, на отделенном водном растворе белке. В качестве варианта, обезжиривание отделенного водного белкового раствора может быть достигнуто любым другим подходящим способом.

Водный раствор соевого белка может быть обработан адсорбентом, например, порошкообразным активированным углем или гранулированным активированным углем, чтобы удалить соединения, придающие цвет и/или запах. Такая обработка адсорбентом может быть проведена в любых подходящих условиях, в основном, при комнатной температуре отделенного водного белкового раствора. Для порошкообразного активированного угля используют количество от приблизительно 0,025% до приблизительно 5% масс./об., предпочтительно от приблизительно 0,05% до приблизительно 2% масс./об.. Адсорбирующий агент может быть удален из раствора соевого белка любыми подходящими способами, например, фильтрацией.

Образовавшийся водный раствор соевого белка может быть разбавлен, как правило, количеством от приблизительно 0,5 до приблизительно 10 объемов, предпочтительно от приблизительно 0,5 до приблизительно 2 объемов водного разбавителя, чтобы снизить проводимость водного раствора соевого белка до значения в основном ниже приблизительно 90 мСм, предпочтительно от приблизительно 4 до приблизительно 31 мСм. Такое разбавление обычно осуществляют, используя воду, хотя могут быть использованы разбавляющие солевые растворы, например, хлорид натрия или хлорид кальция, имеющие проводимость до приблизительно 3 мСм.

Разбавитель, с которым смешивают раствор соевого белка, может иметь температуру от приблизительно 2° до приблизительно 70°С, предпочтительно от приблизительно 15° до приблизительно 65°С, более предпочтительно от приблизительно 20° до приблизительно 35°С.

Разбавленный (необязательно) раствор соевого белка может быть подвергнут регулированию рН до значения, отличного от рН экстракции, остающимся в пределах от приблизительно 1,5 до приблизительно 5,0, предпочтительно от приблизительно 1,5 до приблизительно 4,4, более предпочтительно от приблизительно 2,0 до приблизительно 4,0, путем добавления любой подходящей пищевой кислоты, обычно соляной кислоты или фосфорной кислоты, или пищевой щелочи, обычно гидроксида натрия, при необходимости.

Разбавленный и, необязательно подвергнутый регулированию рН раствор соевого белка имеет проводимость в основном ниже приблизительно 95 мСм, предпочтительно от приблизительно 4 до приблизительно 36 мСм.

Водный раствор соевого белка может быть подвергнут термообработке, чтобы инактивировать термолабильные антипитательные факторы, например, ингибиторы трипсина, присутствующие в таком растворе как результат экстракции из соевого белкового исходного материала во время этапа экстракции. Такой этап нагревания также обеспечивает дополнительное преимущество уменьшения микробной нагрузки. В целом, белковый раствор нагревают до температуры от приблизительно 70° до приблизительно 160°С, предпочтительно от приблизительно 80° до приблизительно 120°С, более предпочтительно от приблизительно 85°С до приблизительно 95°С в течение от приблизительно 10 секунд до приблизительно 60 минут, предпочтительно от приблизительно 30 секунд до приблизительно 5 минут. Термически обработанный раствор соевого белка затем может быть охлажден для дальнейшей переработки, как описано ниже, до температуры от приблизительно 2°С до приблизительно 65°С, предпочтительно от приблизительно 20° до приблизительно 35°С.

Необязательно разбавленный, необязательно подвергнутый регулированию рН и необязательно термически обработанный белковый раствор может быть, необязательно доочищен любыми подходящими способами, например, фильтрованием, чтобы удалить любые остаточные твердые частицы.

Образовавшийся водный раствор соевого белка может быть непосредственно высушен, чтобы получить соевый белковый продукт. Чтобы получить соевый белковый продукт с пониженным содержанием примесей и пониженным содержанием соли, например, изолят соевого белка, водный раствор соевого белка может быть обработан перед сушкой.

Водный раствор соевого белка может быть концентрирован, чтобы повысить содержание в нем белка при поддержании ионной силы в основном постоянной. Такое концентрированно в основном проводят, чтобы получить концентрированный раствор соевого белка, имеющий содержание белка от приблизительно 50 до приблизительно 300 г/л, предпочтительно от приблизительно 100 до приблизительно 200 г/л.

Этап концентрирования может быть осуществлен любым подходящим способом, сочетающимся с периодическим или непрерывным процессом, например, использованием любой подходящей технологии с использованием селективной мембраны, например, ультрафильтрации или диафильтрации, используя мембраны, например, мембраны из полого волокна или спирально-навитые мембраны, с подходящим порогом отсечения молекулярной массы, например, от приблизительно 3000 до приблизительно 1000000 Дальтон, предпочтительно от приблизительно 5000 до приблизительно 100000 Дальтон, с учетом различных мембранных материалов и конфигурации, и, для непрерывного процесса, имеющей размеры, подходящие, чтобы обеспечить желаемую степень концентрирования, когда водный белковый раствор проходит через мембраны.

Как хорошо известно, ультрафильтрация и подобные технологии на основе использования селективной мембраны позволяют молекулам с низкой молекулярной массой проходить через них и предотвращают прохождение молекул с высокой молекулярной массой. Молекулы с низкой молекулярной массой включают в себя не только ионы пищевых солей, но также низкомолекулярные вещества, экстрагированные из исходного материала, например, углеводы, пигменты, низкомолекулярные белки и антипитательные факторы, например, ингибитор трипсина, который сам по себе является низкомолекулярным белком. Порог отсечения пропускаемой молекулярной массы мембраны обычно выбирают, чтобы обеспечить задержание достаточной доли белка в растворе, в то же время позволяя загрязнителям проходить сквозь мембрану, с учетом различных мембранных материалов и конфигурации.

Концентрированный раствор соевого белка затем может быть подвергнут этапу диафильтрации, используя воду или разбавленный солевой раствор. Диафильтрационный раствор может иметь свой естественный рН или рН, равный таковому белкового раствора, или диафильтруется при любом промежуточном значении рН. Такая диафильтрация может быть осуществлена с использованием от приблизительно 2 до приблизительно 40 объемов диафильтрационного раствора, предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 25 объемов диафильтрационного раствора. В процессе диафильтрации дополнительные количества загрязнителей удаляются из водного раствора соевого белка путем прохождения сквозь мембрану с пермеатом. Это очищает водный белковый раствор и может также уменьшить его вязкость. Процесс диафильтрации может быть осуществлен до тех пор, пока в пермеате не будет присутствовать значительных дополнительных количеств загрязнителя или видимого цвета, или до тех пор, пока ретентат не будет очищен настолько, чтобы получить, когда будет высушен, изолят соевого белка с содержанием белка по меньшей мере приблизительно 90 масс.% (N х 6,25) с.о. Такая диафильтрация может быть осуществлена, используя ту же самую мембрану, что и на этапе концентрирования. Однако, по желанию этап диафильтрации может быть осуществлен, используя отдельную мембрану с другим порогом отсечения молекулярной массы, например, мембрану, имеющую порог отсечения молекулярной массы в интервале от приблизительно 3000 до приблизительно 1000000 Дальтон, предпочтительно от приблизительно 5000 до приблизительно 100000 Дальтон, с учетом различных мембранных материалов и конфигурации.

В качестве варианта, этап диафильтрации может быть применен к водному белковому раствору до концентрирования или к частично концентрированному водному белковому раствору. Диафильтрация может также быть применена во множество моментов времени в течение процесса концентрирования. Если диафильтрацию применяют до концентрирования или к частично концентрированному раствору, образовавшийся диафильтрованный раствор может затем быть дополнительно концентрирован. Снижение вязкости, достигаемое путем многократного диафильтрования по мере того, как белковый раствор концентрируют, может обеспечить более высокую конечную, максимально возможную концентрацию белка, которая должна быть достигнута. Это уменьшает объем материала, который должен быть высушен.

Этап концентрирования и этап диафильтрации может быть осуществлен здесь таким образом, что последовательно извлекаемый соевый белковый продукт содержит менее, чем от приблизительно 90 масс.% белка (N х 6,25) с.о., например, по меньшей мере приблизительно 60 масс.% белка (N х 6,25) с.о. Путем частичного концентрирования и/или частичного диафильтрования водного раствора соевого белка возможно лишь частично удалить загрязнители. Этот белковый раствор может затем быть высушен, чтобы получить соевый белковый продукт с более низкими уровнями чистоты. Соевый белковый продукт все еще в состоянии образовывать прозрачные белковые растворы в кислых условиях.

Антиоксидант может присутствовать в диафильтрационной среде на протяжении по меньшей мере части этапа диафильтрации. Антиоксидант может быть любым подходящим антиоксидантом, например, сульфитом натрия или аскорбиновой кислотой. Количество задействованного антиоксиданта в диафильтрационной среде зависит от применяемых материалов и может варьировать от приблизительно 0,01 до приблизительно 1 масс.%, предпочтительно от приблизительно 0,05 масс.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления любых фенольных соединений, присутствующих в концентрированном растворе соевого белка.

Этап концентрирования и необязательный этап диафильтрации может быть осуществлен при любой подходящей температуре, как правило, от приблизительно 2°С до приблизительно 65°С, предпочтительно от приблизительно 20°С до приблизительно 35°С, в течение периода времени, чтобы осуществить желаемую степень концентрации и диафильтрации. Температура и другие используемые условия до некоторой степени зависят от мембранного оборудования, использованного, чтобы осуществить мембранную обработку, желаемой концентрации белка раствора и эффективности удаления загрязнителей в пермеат.

У сои имеется два основных ингибитора трипсина, а именно ингибитор Куница, который является термолабильной молекулой с молекулярной массой приблизительно 21,000 Дальтон, и ингибитор Баумана-Бирка, более термостабильная молекула с молекулярной массой от приблизительно 8000 Дальтон. Уровень активности ингибитора трипсина в конечном соевом белковом продукте можно регулировать путем изменения различных переменных процесса.

Как отмечалось выше, термообработка водного раствора соевого белка может быть использована, чтобы инактивировать термолабильные ингибиторы трипсина. Частично концентрированный или полностью концентрированный раствор соевого белка может также быть подвергнут термообработке, чтобы инактивировать термостабильные ингибиторы трипсина. Если термообработку применяют к частично концентрированному раствору соевого белка, образовавшийся термически обработанный раствор может затем быть дополнительно концентрирован.

Кроме того, этапы концентрирования и/или диафильтрации могут быть проведены способом, подходящим для удаления ингибиторов трипсина в пермеат наряду с другими загрязнителями. Удалению ингибиторов трипсина способствует использование мембраны с более крупным размером пор (например, от приблизительно 30000 до приблизительно 1000000 Да), использование мембраны при повышенных температурах (например, от приблизительно 30°С до приблизительно 65°С) и использование увеличенных объемов диафильтрационной среды (например, от приблизительно 20 до приблизительно 40 объемов).

Экстракция и/или мембранная обработка белкового раствора при более низком рН (1,5-3,0) может уменьшить активность ингибиторов трипсина относительно обработки раствора при более высоком рН (3,0-5,0). Если белковый раствор концентрируют и диафильтруют при нижней границе интервала рН, может быть желательно повысить рН ретентата до сушки. рН концентрированного и диафильтрованного белкового раствора может быть повышен до желаемого значения, например, рН 3, добавлением любой подходящей пищевой щелочи например, гидроксида натрия. Если желательно понизить рН ретентата до сушки, это может быть сделано путем добавления любой подходящей пищевой кислоты, например, соляной кислоты или фосфорной кислоты.

Кроме того, уменьшение активности ингибитора трипсина может быть достигнуто путем подвергания соевых материалов воздействию восстановителей, которые разрушают или перегруппировывают дисульфидные связи ингибиторов. Подходящие восстановители включают в себя сульфит натрия, цистеин и N-ацилцистеин.

Добавление таких восстановителей может быть осуществлено на различных этапах общего процесса. Восстановитель может быть добавлен с соевым белковым исходным материалом на этапе экстракции, может быть добавлен к осветленному водному раствору соевого белка после удаления остаточного соевого белкового исходного материала, может быть добавлен к концентрированному белковому раствору до или после диафильтрации или может быть в сухом виде смешан с сухим соевым белковым продуктом. Добавление восстановителя может быть объединено с этапом термообработки и этапами мембранной обработки,

Получение изолята соевого белка с помощью экстракции хлоридом кальция ("s703 cip")

Патент 2620949