СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОЛЯТА БЕЛКА ЛЬНА Российский патент 2008 года по МПК A23J1/14 A23J3/14 

Область техники

Настоящее изобретение относится к получению изолятов белка льна из муки из масличных семян льна.

Ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка претендует, согласно 35 Своду законов США 119(е), на дату приоритета, указанную в заявках на патенты США №60/491564, поданную 1 августа 2003 г., и №60/516875, поданную 4 ноября 2003 г.

Предшествующий уровень техники

В заявке на патент США №10/266 677, поданной 9 октября 2002 г., правопреемником по которой является автор настоящей заявки, и которая включена в перечень ссылок к настоящей заявке, описывается получение изолята белка льна. Как отмечено в указанной заявке, обеспечивается получение из масличных семян льна изолята белка, имеющего содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.%, при определении его по Кьельдалю - азот×6,25 (N×6,25), в пересчете на сухое вещество.

В указанном способе выход изолята белка льна ограничен из-за невозможности концентрирования белкового раствора до высокого содержания белка вследствие присутствия водорастворимой слизи. Слизь семян льна представляет собой клейкое вещество, состоящее в основном из полисахаридов. Присутствие слизи в белковых продуктах, выделенных другими способами из муки из масличных семян льна, затрудняет производство продуктов с достаточно высоким содержанием белка, которые можно классифицировать как изоляты.

Известно, что семена льна содержат примерно от 34 до 37 мас.% белков; в них идентифицировано также несколько различных белковых компонентов, отличающихся друг от друга коэффициентами седиментации (S). Эти белки включают глобулин 12S, известный как линин, и альбумин 2S, известный как колинин.

Масличные семена Linola® (далее - линола), реализуемые Agricore United, представляют собой мутантный сорт масличных семян льна с измененным жирно-кислотным составом и содержанием линоленовой кислоты (С 18:3), сниженным примерно с 50% в обычных масличных семенах льна до 2% с помощью традиционных методов инбридинга. Указанные модификации были предприняты в целях обеспечения получения из масличных семян линолы обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами пищевого масла, по существу идентичного по жирно-кислотному составу подсолнечному маслу.

Краткое описание изобретения

Авторами настоящей заявки установлено, что, если провести предварительную экстракцию семян льна при повышенной температуре с применением умеренно-щелочного раствора бикарбоната натрия с целью удаления слизи из них, то можно получить концентрированный водный белковый раствор с намного более высокой концентрацией, что обусловит более высокий выход получаемого изолята белка льна. В дополнение к этому, изолят белка льна можно получить из содержащей белок муки из семян льна путем изоэлектрического осаждения (IEP) или мицеллярным путем.

Установлено также, что доминирующим белковым компонентом в изолятах белка льна настоящего изобретения является белок 7S, который, по-видимому, является половиной глобулина 12S, известного как линин, и имеет молекулярную массу примерно от 162000 до 169000 Да при определении методом HPLC по времени удерживания в сравнении со стандартными растворами животного белка BioRad. Другие белковые компоненты изолятов белка льна настоящего изобретения включают линин, имеющий молекулярную массу примерно от 415000 до 440000 Да при определении методом HPLC по времени удержания в сравнении со стандартными растворами животного белка BioRad, и колинин, имеющий молекулярную массу примерно от 16000 до 17000 Да при определении методом HPLC по времени удерживания в сравнении со стандартными растворами животного белка BioRad.

Кроме того, установлено также, что относительное количественное содержание белковых компонентов в изоляте белка льна, полученном из белковой мицеллярной массы (РММ), и в изоляте белка льна настоящего изобретения, полученном из супернатанта, одинаково.

В частности, установлено, что полученный из РММ изолят белка льна, имеющий содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.%, содержит примерно от 65 до 95 мас.% белка 7S (1/2 линина), примерно от 0 до 20 мас.% линина и примерно от 0 до 20 мас.% колинина. Установлено, что полученный из супернатанта изолят белка льна, имеющий содержание белка, по меньшей мере, примерно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.%, содержит примерно от 65 до 95 мас.% белка льна 7S (1/2 линина), примерно от 0 до 20 мас.% линина и примерно от 0 до 20 мас.% колинина.

Одинаковый профиль белковых компонентов в изолятах белка льна, полученных из РММ и из супернатанта, обусловливает их одинаковое поведение в различных областях применения изолятов белка льна. Одинаковые профили содержания белков позволяют комбинировать изоляты белка льна, полученные из РММ и из супернатанта, в любых требуемых соотношениях без изменения состава, что приводит к увеличению производительности способа.

Изоляты белка льна, полученные из РММ, из супернатанта и изоэлектрическим осаждением, имеют очень схожий аминокислотный профиль. Установленные аминокислотные профили обсуждаются ниже в примерах.

Настоящее изобретение обеспечивает изолят белка льна, имеющий уникальный белковый профиль, и способ его производства, включающий предварительную экстракцию масличных семян. "Изолят белка" в контексте описания определяется как белок, содержащий, по меньшей мере, примерно 90 мас.% белка при определении его по Кьельдалю, т.е. азот, умноженный на коэффициент пересчета, - N×6,25. Термин "содержание белка" в контексте описания означает количество белка в изоляте белка в пересчете на сухое вещество.

Изолят белка льна, полученный описанным здесь способом, может применяться в традиционных областях использования белковых изолятов, например для обогащения пищевых продуктов белком, для эмульгирования масел, в качестве структурообразователей в хлебобулочных изделиях и в качестве пенообразователей в аэрированных продуктах. В дополнение к этому, изолят белка может формоваться в виде белковых волокон, использующихся в производстве аналогов мяса, использоваться как заменитель яичного белка или как наполнитель, добавляемый для удешевления пищевых продуктов, в которых традиционно используется яичный белок в качестве связующего агента. Изолят белка льна может применяться также как питательная добавка. К другим сферам использования изолята белка льна относятся производство кормов для домашних животных и сельскохозяйственного скота, промышленная переработка, производство косметических товаров и продуктов личной гигиены.

Краткое описание фигур

На фиг.1 и 2 представлены полученные методом HPLC хроматограммы изолятов белка линолы, при этом на фиг.1 представлена хроматограмма изолята белка линолы, полученного из РММ, а на фиг.2 - хроматограмма изолята белка линолы, полученного из супернатанта.

На фиг.3, 4 и 5 представлены полученные методом дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) термограммы изолятов белка линолы, при этом на фиг.3 представлена термограмма изолята белка линолы, полученного из РММ, на фиг.4 - изолята белка линолы, полученного из супернатанта, а на фиг.5 - изолята белка линолы, полученного IEP.

Подробное описание изобретения

Предварительная экстракция семян льна осуществляется с использованием водного раствора, обычно имеющего рН примерно от 7,5 до 9, предпочтительно при естественном рН водного раствора щелочного материала, при повышенной температуре примерно от 30 до 70°С, предпочтительно при примерно 50°С. Экстракция масличных семян льна может проводиться при отношении семян к раствору примерно от 1:1 до 1:20, предпочтительно - примерно от 1:5 до 1:10, с применением водного раствора, содержащего примерно от 0,2 до 0,7 М умеренно-щелочного материала. Предпочтительно водный раствор бикарбоната натрия, имеющий концентрацию примерно 0,5 М, используется при примерно 50°С и отношении семян льна к раствору около 1:8.

После предварительной экстракции масличных семян обычно путем размешивания масличных семян в водном щелочном растворе в течение примерно от 15 до 60 минут, предпочтительно - примерно от 30 до 60 минут, экстракция предпочтительно повторяется со свежим водным щелочным раствором до тех пор, пока из масличных семян не перестанет экстрагироваться слизь.

После экстракции масличные семена подвергаются последующей обработке с целью извлечения масла и получения муки из масличных семян, из которой можно выделить изолят белка льна.

Одним из способов, с помощью которого можно получить изолят белка льна из муки из масличных семян льна, является изоэлектрическое осаждение (IEP). Без проведения начального удаления слизи, как описано здесь, заявителям не удавалось получить изолят белка льна из муки из масличных семян льна путем изоэлектрического осаждения. Изоэлектрическое осаждение повсеместно используется для получения других белковых изолятов, например соевобелковых изолятов.

При изоэлектрическом осаждении мука из масличных семян льна или мука из масличных семян линолы экстрагируется водным щелочным раствором, в основном водным раствором гидроксида натрия, имеющим рН примерно от 8 до 12, предпочтительно - примерно от 9 до 11, при температуре примерно от 0 до 40°С, предпочтительно - примерно от 15 до 25°С, и при концентрации муки примерно от 2,5 до 10% (мас./об.), предпочтительно - примерно 5% (мас./об.).

После экстракции остаточная мука отделяется от водного раствора белка любым традиционным способом, таким как вакуум-фильтрация, с последующим центрифугированием и/или фильтрацией для удаления остаточной муки. Отделенная остаточная мука может подвергаться сушке для дальнейшего использования.

Затем раствор белка льна подкисляется до рН примерно от 3 до 5, предпочтительно - примерно 4, с использованием любой подходящей кислоты, такой как соляная кислота, чтобы инициировать образование осадка изолята белка льна или линолы. Осадок отделяется от супернатанта и высушивается. Сухой изолят белка льна, полученного изоэлектрическим осаждением, имеет высокое содержание белка - примерно выше 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, около 100 мас.%.

Альтернативно и предпочтительно изолят белка льна получают согласно способу, описанному в вышеупомянутой совместно рассматриваемой заявке на патент США №10/266677. Способ может осуществляться как последовательность периодических операций либо в непрерывном или полунепрерывном режиме.

Начальная стадия процесса производства изолята белка льна в соответствии со способом вышеупомянутой заявки включает солюбилизацию белкового материала из муки из масличных семян льна. Белковый материал, полученный из муки из семян льна, может быть нативным белком семян льна, или белковый материал может быть белком, модифицированным путем генетических манипуляций, но обладающим характерными для натурального белка гидрофобными и полярными свойствами. Льняная мука может быть любой льняной мукой, полученной после удаления льняного масла из масличных семян льна с варьирующим уровнем не денатурированного белка, что достигается, например, горячей экстракцией гексаном или методами холодной экструзии масла. Удаление льняного масла из масличных семян льна обычно осуществляется как отдельная операция от описанного здесь способа получения белкового изолята.

Солюбилизация белка наиболее эффективно осуществляется при использовании солевого раствора, поскольку присутствие соли благоприятствует удалению растворимого белка из муки из масличных семян. Соль обычно является хлоридом натрия, хотя могут использоваться и другие соли, такие как хлорид калия. Солевой раствор имеет ионную силу, по меньшей мере, примерно 0,10 М, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 0,15 М, в большинстве случаев - примерно до 0,2 М, т.е. достаточную для осуществления солюбилизации значительных количеств белка. Когда ионная сила солевого раствора повышается, степень солюбилизации белка из муки из масличных семян сначала увеличивается, пока не достигнет максимального значения. Любое последующее повышение ионной силы больше не приводит к увеличению общего количества солюбилизированного белка. Ионная сила солевого раствора, которая вызывает максимальную солюбилизацию белка, варьирует в зависимости от выбранных соли и муки из масличных семян.

Для достижения более высокой степени разбавления, требуемой для осаждения белка с увеличением ионной силы, обычно предпочтительнее использовать показатель ионной силы менее примерно 1,0, и более предпочтительно - примерно от 0,15 до 0,6.

В периодическом способе солюбилизация белка солью проводится при температуре выше примерно 0°С, предпочтительно при температуре до примерно 35°С, и предпочтительно сопровождается перемешиванием в целях сокращения времени солюбилизации, которое обычно составляет примерно от 10 до 90 мин. Предпочтительно солюбилизация проводится с целью экстрагирования максимально возможного количества белка из муки из масличных семян с тем, чтобы улучшить выход продукта. В качестве предпочтительного верхнего температурного предела выбрана температура примерно 35°С, поскольку при повышенных температурных уровнях периодический способ становится не экономичным.

В непрерывном способе экстракция белка из муки из масличных семян льна проводится любым способом, пригодным для осуществления непрерывной экстракции белка из муки из масличных семян льна. В одном из вариантов воплощения изобретения мука из масличных семян льна непрерывно смешивается с солевым раствором, и смесь транспортируется по трубопроводу, длина которого и скорость потока смеси в котором обеспечивают время ее пребывания, достаточное для осуществления требуемой экстракции в соответствии с указанными здесь параметрами. В этом непрерывном способе стадия солюбилизации солью осуществляется достаточно быстро - за время примерно до 10 минут; предпочтительно солюбилизация проводится с целью экстрагирования максимально возможного количества белка из муки из масличных семян льна. Солюбилизация в непрерывном способе предпочтительно осуществляется при повышенных температурах, в основном примерно до 60°С или выше.

Водный солевой раствор и мука из масличных семян льна имеют свой естественный рН примерно от 5 до 7, что обеспечивает формирование белкового изолята мицеллярным путем, как более подробно описывается ниже. Оптимальное значение рН для максимального выхода изолята белка льна или линолы варьирует в зависимости от выбранной муки из масличных семян льна.

При предельных и близких к предельным значениях рН в диапазоне рН образование белкового изолята мицеллярным путем происходит только частично и с более низким выходом по сравнению с выходом, достигаемым при остальных значениях диапазона рН. По этим причинам значения рН примерно от 5,3 до 6,2 являются предпочтительными.

На стадии экстракции рН солевого раствора при необходимости может быть доведен до любого требуемого значения в диапазоне примерно от 4 до 7 с помощью любой, пригодной для этого кислоты, обычно соляной, или щелочи, обычно гидроксида натрия.

Концентрация муки из масличных семян в солевом растворе на стадии солюбилизации может варьировать в широких пределах. Типичные значения концентрации составляют примерно от 5 до 15% (мас./об.).

Стадия экстракции белка водным солевым раствором характеризуется дополнительным эффектом солюбилизации жиров, которые могут присутствовать в муке из семян льна, что приводит к последующему присутствию жиров в водной фазе.

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

Водная фаза, полученная на стадии экстракции, может затем отделяться от остаточной муки из масличных семян льна любым удобным способом, таким как вакуум-фильтрация, с последующим центрифугированием и/или фильтрацией для удаления остаточной муки. Отделенная остаточная мука может подвергаться сушке для дальнейшего использования.

Если мука из семян льна содержит значительное количество жира, то в этом случае могут проводиться стадии обезжиривания отделенного водного белкового раствора и концентрированного водного белкового раствора, описанные на примере канолы в патентах США №№5844086 и 6005076, правопреемником по которым является автор настоящей заявки, и которые включены в перечень ссылок к настоящей заявке.

В качестве альтернативы экстракции муки из масличных семян льна водным солевым раствором такая экстракция может проводиться с использованием только воды, хотя при применении только одной воды экстрагируется, как было замечено, меньшее количество белка, чем при использовании водного солевого раствора. Если используется этот альтернативный способ, то к белковому раствору после его отделения от остаточной муки из масличных семян льна можно добавить соль в концентрациях, обсуждавшихся выше, с тем, чтобы удержать белок в растворе в ходе стадии концентрирования, описанной ниже.

Затем водный белковый раствор концентрируется для увеличения концентрации белка в нем при одновременном поддержании его ионной силы, в основном постоянной. Такое концентрирование обычно проводится с целью получения концентрированного белкового раствора, имеющего концентрацию белка, по меньшей мере, около 150 г/л, предпочтительно, по меньшей мере, около 250 г/л.

Стадия концентрирования может осуществляться любым, пригодным для этого способом в периодическом или непрерывном режиме, например с применением подходящей селективной мембранной технологии, такой как ультрафильтрация или диафильтрация, использующей мембраны, такие как мембраны из полых волокон или в форме спиралей, с требуемой пропускной способностью для соединений с различной молекулярной массой, например мембраны, проницаемые для соединений с молекулярной массой примерно от 3000 до 100000 Да, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 Да, в зависимости от материалов, из которых изготовлены мембраны и конфигурации мембран, а в непрерывном способе - и в зависимости от их размеров, для обеспечения требуемой степени концентрирования водного белкового раствора по мере его прохождения через мембраны.

Затем концентрированный белковый раствор может подвергаться стадии диафильтрации с использованием водного солевого раствора, обычно раствора хлорида натрия такой же молярности и с тем же рН, что и раствор для экстракции. Стадия диафильтрации может осуществляться с использованием примерно от 2 до 20 объемов диафильтруемого раствора, предпочтительно - примерно от 5 до 10 объемов диафильтруемого раствора. В ходе диафильтрации из водного белкового раствора удаляются дополнительные количества загрязняющих примесей при пропускании его через мембрану вместе с пермеатом. Процесс диафильтрации может осуществляться до тех пор, пока и в пермеате не останется значительного количества примесей. Такая диафильтрация может проводиться с использованием мембраны, проницаемой для соединений с молекулярной массой примерно от 3000 до 100000 Да, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 Да, в зависимости от различных материалов, из которых изготовлена мембрана и ее конфигурации.

В течение, по меньшей мере, части стадии диафильтрации в диафильтрационной среде может присутствовать антиоксидант. Антиоксидант может быть любым подходящим антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество используемого антиоксиданта в диафильтрационной среде зависит от используемых материалов и может варьировать примерно от 0,01 до 1 мас.%, предпочтительно - примерно 0,05 мас.%.

Стадия концентрирования и необязательная стадия диафильтрации могут выполняться при любой подходящей температуре, в основном примерно от 15 до 60°С, и в течение периода времени, достаточного для достижения требуемой степени концентрирования. Применяемые температура и другие условия в определенной степени зависят от мембранного оборудования, используемого для проведения концентрирования до требуемой концентрации белка в растворе.

Как хорошо известно, ультрафильтрация и аналогичные селективные мембранные технологии обеспечивают прохождение низкомолекулярных веществ через мембраны при одновременном удерживании высокомолекулярных веществ на мембранах. Низкомолекулярные вещества включают не только ионы пищевой соли, но и низкомолекулярные материалы, экстрагированные из исходного сырья, такие как углеводы, пигменты и антипитательные факторы, а также низкомолекулярные формы белка. Пропускная способность мембраны по молекулярной массе разделяемых веществ обычно подбирается с тем, чтобы гарантировать удержание значительной доли белка в растворе при одновременном пропускании загрязняющих примесей через мембрану, с учетом различных материалов, из которых может быть изготовлена мембрана, и ее конфигурации.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор может подвергаться пастеризации с целью уничтожения любых бактерий, которые могли попасть в исходную муку в процессе ее хранения или каким-либо другим путем, а затем экстрагироваться из муки в раствор изолята белка льна на стадии экстракции. Такая пастеризация может осуществляться при любых требуемых режимах пастеризации. В большинстве случаев концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор нагревается до температуры примерно от 55 до 70°С, предпочтительно - примерно от 60 до 65°С, в течение примерно от 10 до 15 минут, предпочтительно - примерно 10 минут. Затем пастеризованный концентрированный белковый раствор может охлаждаться для дальнейшей обработки, как описывается ниже, предпочтительно до температуры примерно от 25 до 40°С.

В зависимости от температуры, применяемой на стадии концентрирования, концентрированный белковый раствор может подогреваться до температуры, по меньшей мере, примерно от 20 до 60°С, предпочтительно - примерно от 25 до 40°С, в целях снижения вязкости концентрированного белкового раствора с тем, чтобы облегчить выполнение последующей стадии разбавления и образования мицелл.

Концентрированный белковый раствор не должен нагреваться выше температуры, выше которой температура концентрированного белкового раствора не позволит образоваться мицеллам при разбавлении охлажденной водой. Если требуется, концентрированный белковый раствор может подвергаться последующей стадии обезжиривания, как описано в патентах США №№5844086 и 6005076.

Затем концентрированный белковый раствор, полученный на стадии концентрирования и необязательной стадии обезжиривания, разбавляется с целью инициирования образования мицелл путем смешивания концентрированного белкового раствора с охлажденной водой, имеющей объем, необходимый для достижения требуемой степени разбавления. Концентрированный белковый раствор разбавляется примерно в 15 раз или менее, предпочтительно - примерно в 10 раз или менее.

Охлажденная вода, с которой смешивается концентрированный белковый раствор, имеет температуру ниже примерно 15°С, в основном примерно от 3 до 15°С, предпочтительно - ниже примерно 10°С, поскольку при этих пониженных температурах и указанных выше коэффициентах разбавления достигается повышенный выход белкового изолята в виде белковой мицеллярной массы.

В периодическом способе партия концентрированного белкового раствора добавляется к статической толще охлажденной воды, имеющей требуемый объем, как обсуждалось выше. Разбавление концентрированного белкового раствора и последующее уменьшение ионной силы вызывает образование хлопьевидной массы высокоассоциированных белковых молекул в форме дискретных капель белка в мицеллярной форме. В периодическом способе предусматривается осаждение белковых мицелл в толще охлажденной воды с образованием агрегатированной, коалесцентной, плотной, аморфной, клейкой, подобно клейковине, белковой мицеллярной массы (РММ). Осаждение можно ускорить с помощью центрифугирования. Такое индуцированное осаждение снижает содержание жидкости в белковой мицеллярной массе, уменьшая, тем самым, содержание влаги в ней в большинстве случаев примерно с 70 - 95 мас.% до примерно 50 - 80 мас.% от общей массы мицеллярной массы. Уменьшение содержания влаги в мицеллярной массе таким путем снижает также содержание поглощенной соли в мицеллярной массе и, следовательно, содержание соли в сухом изоляте.

Альтернативно операция разбавления может проводиться непрерывно путем непрерывной подачи концентрированного белкового раствора в одно входное отверстие Т-образного трубопровода, в то время как вода для разбавления подается в другое входное отверстие Т-образного трубопровода, благодаря чему достигается смешивание в трубопроводе. Вода для разбавления подается в Т-образный трубопровод со скоростью, достаточной для достижения требуемой степени разбавления концентрированного белкового раствора.

Смешивание концентрированного белкового раствора с водой для разбавления в трубопроводе инициирует образование белковых мицелл, а смесь непрерывно подается из выходного отверстия Т-образного трубопровода в резервуар для осаждения, из которого при его наполнении сливается супернатант. Смесь предпочтительно подается в толщу жидкости в резервуаре для осаждения таким способом, который минимизирует турбулентность в толще жидкости.

В непрерывном способе предусматривается осаждение белковых мицелл в резервуаре для осаждения с образованием агрегатированной, коалесцентной, плотной, аморфной, клейкой, подобно клейковине, белковой мицеллярной массы (РММ), при этом процесс продолжается до тех пор, пока на дне резервуара для осаждения не накопится требуемое количество РММ, после чего накопленная РММ удаляется из резервуара для осаждения.

Осажденный изолят отделяется от остаточной водной фазы или супернатанта, например, декантацией остаточной водной фазы из осажденной массы или центрифугированием. РММ может использоваться во влажном виде или может подвергаться сушке любым удобным способом, таким как распылительная сушка, сублимационная сушка или вальцовая вакуум-сушка, до сухой формы. Сухой изолят белка льна имеет высокое содержание белка, превышающее примерно 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100 мас.% (N×6,25), в основном не денатурированного (что установлено дифференциальной сканирующей калориметрией). Сухой изолят белка льна, полученный из муки из масличных семян, также имеет низкое остаточное содержание жира в случае применения способов, описанных в патентах США №№5844086 и 6005076, которое может составлять менее 1 мас.%.

Супернатант от стадии образования РММ и осаждения содержит значительные количества белка льна, не осажденного на стадии разбавления, поэтому супернатант может подвергаться последующей обработке с целью извлечения из него дополнительных количеств белка.

В таком способе супернатант от стадии разбавления с последующим удалением РММ может концентрироваться для увеличения концентрации белка в нем. Такое концентрирование может проводиться с применением пригодной для этого селективной мембранной технологии, такой как ультрафильтрация, использующей мембраны с требуемой пропускной способностью для соединений с различной молекулярной массой, например мембраны, способные пропускать низкомолекулярные соединения, включая пищевые соли и другие небелковые низкомолекулярные материалы, экстрагируемые из исходного сырья, и одновременно удерживать белок льна в растворе. Могут использоваться ультрафильтрационные мембраны, проницаемые для соединений с молекулярной массой примерно от 3000 до 100000 Да, в зависимости от материалов, из которых изготовлены мембраны, и конфигурации мембран. Концентрирование супернатанта в этом способе снижает также объем жидкости, который требуется выпарить для извлечения белка, и затраты энергии на сушку. Перед сушкой супернатант концентрируется в большинстве случаев до содержания белка примерно от 50 до 300 г/л, предпочтительно - примерно от 100 до 200 г/л.

Концентрированный супернатант может подвергаться сушке любым удобным методом, таким как распылительная сушка, сублимационная сушка или вальцовая вакуум-сушка, с получением дополнительного сухого изолята белка льна. Этот дополнительный изолят белка льна имеет высокое содержание белка, обычно выше примерно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, 100 мас.%, в основном не денатурированного (что установлено дифференциальной сканирующей калориметрией). При необходимости влажная РММ может комбинироваться с концентрированным супернатантом перед сушкой комбинированных потоков белка любым подходящим методом для обеспечения комбинированного изолята белка льна. Комбинированный изолят белка льна имеет высокое содержание белка, превышающее примерно 90 мас.% (N×6,25), предпочтительно, по меньшей мере, 100 мас.%, в основном не денатурированного (что установлено дифференциальной сканирующей калориметрией).

В другом альтернативном способе только часть концентрированного супернатанта может смешиваться, по меньшей мере, с частью РММ, и полученная смесь подвергаться сушке. Оставшаяся часть концентрированного супернатанта может подвергаться сушке, равно как и оставшаяся часть РММ. Кроме того, сухая РММ и сухой супернатант могут также смешиваться сухим способом в любых требуемых соотношениях.

С помощью такого способа можно извлекать несколько видов изолятов белка льна - в виде сухой РММ, сухого супернатанта и сухих смесей из РММ и супернатанта, взятых в различных соотношениях по массе, в большинстве случаев примерно от 5:95 до 95:5 по массе, что может быть желательно для обеспечения различных функциональных и питательных свойств.

Альтернативно для извлечения изолята белка льна может использоваться способ получения изолята белка канолы, описанный в совместно рассматриваемой заявке на патент США №60/544346, поданной 17 февраля 2004 г., правопреемником по которой является автор настоящей заявки, и которая включена в перечень ссылок к настоящей заявке. В соответствии с описанным в указанной заявке способом, полученный на стадии концентрирования концентрированный белковый раствор сразу подвергается сушке, а не последующей обработке для получения РММ и отдельной обработке супернатанта. Сушка концентрированного белкового раствора, который может также (необязательно) подвергаться диафильтрации и обезжириванию, как описано выше, может осуществляться любым удобным способом, таким как распылительная сушка, сублимационная сушка или вальцовая вакуум-сушка.

Изоляты белка, полученные сушкой непосредственно концентрированного белкового раствора, обычно характеризуются меньшей чистотой, в частности они имеют более высокое содержание соли, по сравнению с изолятами, полученными вышеописанным способом, поэтому эти изоляты предпочтительно используются не на пищевые цели, хотя их можно подвергнуть последующей обработке для снижения содержания соли любым удобным методом, таким как, например, диализ.

Относительные количества соответствующих белков в любом из указанных белковых изолятов могут определяться любым, пригодным для данной цели, аналитическим методом, например аналитическим методом разделения. Наиболее часто применяемые из этих методов используют селективные среды в колонке, которая позволяет проводить разделение по размерам. Для гель-проникающей хроматографии используются сферические материалы в форме геля. В случае применения давления, как в жидкостной хроматографии высокого давления (HPLC), используется жесткая среда. Последний метод известен также как безразмерная хроматография (SEC). Результаты, полученные с использованием таких методов на образцах изолятов белка льна, полученных описанным здесь способом, приводятся в примерах (см. ниже).

Изолят белка льна, полученный из РММ, и изолят белка льна, полученный из супернатанта, преимущественно состоят из белка 7S (1/2 линина), имеющего молекулярную массу примерно от 162000 до 169000 Да, наряду с минорными количествами линина, имеющего молекулярную массу примерно от 415000 до 440000 Да, и колинина, имеющего молекулярную массу примерно от 16000 до 17000 Да.

В большинстве случаев изолят белка льна, полученный из РММ, содержит:

примерно от 65 до 95 мас.% белка 7S (1/2 линина);

примерно от 0 до 20 мас.% линина и

примерно от 0 до 20 мас.% колинина.

В большинстве случаев изолят белка льна, полученный из супернатанта, содержит:

примерно от 65 до 95 мас.% белка 7S (1/2 линина);

примерно от 0 до 20 мас.% линина и

примерно от 0 до 20 мас.% колинина.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Этот пример иллюстрирует удаление слизи из муки из масличных семян линолы.

Масличные семена линолы промывали раствором бикарбоната натрия с различным уровнем концентрации путем смешивания водного бикарбоната натрия с масличными семенами линолы в соотношении семена:растворитель, равном 1:8, в течение одного часа при 50°С с использованием подвесного миксера на высокой скорости.

Промывку семян проводили водным раствором бикарбоната натрия при каждой из тестируемых его концентраций, чтобы сравнить количество слизи, удаляемой из семян, при различных концентрациях растворителя. Всего было промыто 500 г линолы в 4 л бикарбоната натрия при каждой концентрации.

Супернатант от каждой промывки декантировали и 100 мл, отобранных из каждого супернатанта, разбавляли в соотношении 1:1 88%-ным этанолом с целью осаждения солюбилизированной слизи. Затем слизь собирали и высушивали с тем, чтобы рассчитать общее количество слизи, удаленной из семян.

Количества, экстрагированные при различных концентрациях раствора бикарбоната натрия, показаны в таблице I.

Таблица IМасса слизи, удаленной в процессе первой промывки при каждой концентрацииКонцентрация бикарбоната натрияМасса слизи (г)0,1 М16,00,2 М16,40,3 М32,0

Как можно видеть из таблицы 1, концентрация бикарбоната натрия 0,5 М значительно более эффективна для удаления слизи, чем его пониженные концентрации. В дополнение к этому, при концентрации 0,5 М семена все еще были скользкими на ощупь, что объясняется наличием слизи. Во-вторых, была проведена идентичная промывка, в результате которой было дополнительно удалено 34 грамма слизи. После этой второй промывки была проведена третья промывка и дополнительно удалено еще 36,4 грамма слизи. И, наконец, четвертая промывка дала очень мало слизи, что указывало на полное удаление слизи из 500 граммов семян линолы. Общее количество удаленной слизи составило 102,8 грамма.

После указанных промывок семена больше не были скользкими на ощупь, как это было при наличии слизи, что служило еще одним признаком того, что большая часть слизи удалена.

Пример 2

Этот пример иллюстрирует приготовление льняной муки в соответствии с одним из вариантов воплощения изобретения.

К 25 кг масличных семян линолы, сорт 2047, добавляли 200 л 0,5 М бикарбоната натрия при 50°С в танке для смешивания на 400 л. Взвесь тщательно перемешивали в течение 1 часа. После отстаивания водную фазу декантировали, а осадок отбрасывали. Порцию 1 литр декантированной водной фазы разбавляли равным объемом этанола с целью осаждения слизи для проведения приблизительной оценки количества извлеченной слизи.

После декантации водной фазы семена дважды промывали горячей водопроводной водой для удаления остатков промывного раствора. Операции экстракции бикарбонатом натрия, разделения и промывки повторяли пятикратно. Затем семена дополнительно промывали четыре раза горячей водопроводной водой для удаления остатков промывного раствора и слизи. Было обнаружено, что семена потеряли свой характерный слизистый вид, что также служило признаком удаления слизи.

Установлено, что каждая последующая промывка водным раствором бикарбоната натрия удаляла меньше слизи, чем предыдущая, и что после пятой промывки из однолитровой порции промывного раствора, разбавленного этанолом, оседало очень мало слизи, что служило хорошим признаком того, что из семян была удалена большая часть слизи.

Затем семена просушивали, промывали и обезжиривали с целью извлечения масла из семян.

Пример 3

Этот пример иллюстрирует приготовление изолята белка линолы из муки с уменьшенным содержанием слизи путем изоэлектрического осаждения.

10 кг обезжиренных масличных семян линолы, подготовленных, как описывается в примере 2, добавляли к 200 л 0,15 М раствора NaCl при комнатной температуре и рН смеси доводили до 11,0 путем добавления 50 мас.% раствора гидроксида натрия. Взвесь перемешивали в течение одного часа, после чего проводили осаждение экстрагированной муки отстаиванием из полученного белкового раствора в течение одного часа.

Затем 100 л белкового раствора, имеющего содержание белка 13 г/л, сливали с осадка и фильтровали через фильтры 20 и 0,2 мкм в фильтрпрессе с целью осветления раствора. Полученный осветленный раствор помещали в холодильник при 4°С на 16 часов с тем, чтобы присутствующее в нем масло поднялось на поверхность, откуда его можно собрать. Масла было крайне мало, что свидетельствует об очень эффективной стадии обезжиривания.

Затем рН белкового раствора при температуре окружающей среды доводили до 4,0 с использованием 3 N HCl, и белок начинал сразу же осаждаться, изменяя цвет раствора с золотисто-желтого на молочно-белый. Как только перемешивание прекращали, белок быстро выпадал в осадок из раствора. Спустя двухчасовой период осаждения отстаиванием супернатант сливали с осадка и анализировали на содержание белка.

После удаления супернатанта 10л комковатого материала центрифугировали при 10000 xg в течение 5 минут с целью уменьшения остаточного содержания супернатанта в осажденном белке. Полученную лепешку восстанавливали в 4 л воды и высушивали распылительной сушкой с получением 293 г сухого изолята белка линолы от стадии IEP. Содержание белка в изоляте, высушенном распылительной сушкой, составило 101 мас.% (N×6,25) в сухом веществе.

Пример 4

Этот пример иллюстрирует функциональные свойства изолята белка линолы, полученного в примере 3.

Изолят белка линолы от стадии IEP, полученный в соответствии со способом примера 3 (IEP линола), тестировали на такие функциональные свойства, как пенообразующая и маслоудерживающая способность, и сравнивали его по этим свойствам с типичными образцами изолятов белка канолы, полученными из РММ и из супернатанта способом, описанным в совместно рассматриваемой заявке на патент США №10/137391, поданной 3 мая 2002 (WO 02/089597), правопреемником по которой является автор настоящей заявки, и которая включена в перечень ссылок к настоящей заявке.

Применявшиеся методики тестирования были аналогичны описанным в совместно рассматриваемой заявке на патент США №10/137306, поданной 3 мая 2002 (WO 02/089597), правопреемником по которой является автор настоящей заявки, и которая включена в перечень ссылок к настоящей заявке.

Для оценки пенообразующей способности использовали методику, описанную Philips et al. в J. Food Sci., 55:1441, 1990. Образцы белковых изолятов по 3,75 г помещали в индивидуальные лабораторные стаканы на 150 мл. К белку добавляли 60 мл 0,075 М раствора NaCl и сначала получали пасту путем растворения белка с несколькими мл жидкости. Смесь перемешивали на магнитной мешалке в течение 10 минут, рН раствора доводили до 7,00, используя 0,1 М раствор NaOH, и раствор перемешивали еще 10 минут. Затем вновь устанавливали рН 7,00, а объем жидкости доводили до 75 мл, используя требуемое количество 0,075 М NaCl, для получения 5 мас./об.% раствора белка. 75 мл раствора выливали в чашку миксера Hobart и фиксировали суммарный вес раствора, чашки и взбивалки миксера. Раствор белка взбивали на скорости 3 на протяжении 5 минут.

С помощью резинового шпателя осторожно отбирали количество пены, достаточное для наполнения двух мерных стаканов, тарированных на 125 мл. Избыток пены удаляли с помощью плоского конца большого ножа для выравнивания уровня пены в стакане по верхней кромке измерительного стакана и фиксировали массу пены. Пену осторожно возвращали в чашку миксера и взбивали еще 5 минут. Затем эту процедуру повторяли. Пену осторожно возвращали в чашку миксера и взбивали еще 5 минут, всего в течение 15 минут. Процедуру вновь повторяли.

% взбитости рассчитывали по следующему уравнению:

Тестировали также стабильность пены. Раствор белка готовили так же, как и для определения % взбитости, за исключением того, что раствор белка взбивали в течение 15 минут на скорости 3. С помощью резинового шпателя пену осторожно переносили в воронку с длинным концом, опущенным в цилиндр, отградуированный на 250 мл. В отверстие раструба воронки помещали небольшое количество стеклянной ваты, чтобы предупредить стекание пены и в то же время обеспечить дренаж жидкости.

Измеряли объем жидкости, накопленный в градуированном цилиндре, спустя 5, 10 и 15 минут. Объем, задержанный ватой, прибавляли к конечному объему.

Для определения маслоудерживающей способности использовали методику, описанную Swift et al. в Food Technol. 15, 436-72 (1961).

Эмульсию готовили по рецептуре, представленной в таблице II.

Таблица IIИнгредиентДобавленная масса (г)Белковый изолят0,5Уксус (без названия, 5% уксусная кислота55,2Масло канолы (CSP Foods)N/DСахар (Rogers, тонкий гранулированный)4,1Соль (Sifto)1,2Дистиллированная вода52,4N/D = не определена.

Сахар, соль и белковый изолят смешивали в сухом виде в лабораторном стакане на 600 мл. Далее смешивали воду и уксус, первоначально приготовляя пасту путем растворения белка с несколькими мл жидкости. Смесь перемешивали на магнитной мешалке в течение 5 минут. Лабораторный стакан объемом 2000 мл наполняли маслом канолы и фиксировали массу. В масло помещали всасывающий шланг.

Разгрузочный конец шланга соединяли с гомогенизатором, а насос заливали маслом до отметки #1 для обеспечения подачи от 40 до 50 мл/мин. В это же время гомогенизатор (Silversen LHRT) включали на скорость 5000 об./мин, а насос включали на подачу масла. Точку, в которой эмульсия была наиболее вязкой, отмечали визуально. В точке инверсии насос и гомогенизатор сразу отключали. Конец всасывающего шланга перехватывали зажимом для удержания в нем масла и определяли массу масла, вылившегося в стакан на 200 мл.

Полученные результаты приводятся ниже в таблицах III и IV.

Таблица IIIСравнение изолята белка линолы, полученного IEP, и изолята белка канолы (CPI), полученного из РММПартия% взбитости (объем пены)Стабильность пены (истечение MI за 15 мин)Маслоудерживающая способность (MI масла/100 мг белка)Глобулярный размер (мкм)CPI-11471,817,5147,718,9CPI-21030,432,7190,529,1CPI-31216,524,0119,824,3CPI-41051,245,3115,421,6CPI-51091,635,3124,528,0CPI-61196,134,0166,924,6Изолят белка линолы, полученный IEP1770,90,67118,959,0

Таблица IVСравнение изолята белка линолы, полученного IEP, и CPI канолы, полученного из супернатантаПартия% взбитости (объем пены)Стабильность пены (истечение MI за 15 мин)Маслоудерживающая способность (MI масла/100 мг белкаГлобулярный размер (мкм)CPI-72603,622,767,272,6CPI-81984,821,353,6151,7CPI-91924,422,043,3151,7CPI-101889,217,341,3192,4Изолят белка линолы, полученный IEP1170,90,67118,959,0

Как можно видеть из таблицы III, изолят белка линолы, полученный IEP, обладал пенообразующей способностью, превосходящей пенообразующую способность изолятов белка канолы, полученных из РММ, обеспечивая больший объем пены и ее меньшую текучесть (более высокая стабильность). Маслоудерживающая способность изолята белка линолы, полученного IEP, была сравнима с маслоудерживающей способностью изолята белка канолы, полученного из РММ, но характеризовалась большим глобулярным размером.

Как можно видеть из таблицы IV, объем пены, образованной изолятом белка линолы, полученным IEP, был меньше, чем объем пены, образованной изолятом белка канолы, полученным из супернатанта, но пена была значительно более стабильной. Изолят белка линолы обладал лучшими эмульгирующими свойствами по сравнению с изолятом белка канолы, выделенным из супернатанта. Маслоудерживающая способность изолята белка линолы была приблизительно в два раза выше, чем изолята белка канолы, выделенного из супернатанта, и имела меньший глобулярный размер.

Пример 5

Этот пример иллюстрирует получение изолята белка линолы мицеллярным путем из муки с пониженным содержанием слизи.

4 кг обезжиренной муки из масличных семян линолы, приготовленной, как описано в примере 2, добавляли к 80 л 0,5 М раствора NaCl при комнатной температуре (5 мас.%/об.). Взвесь перемешивали в течение одного часа, после чего осаждали отстаиванием в течение 1/2 часа и водный раствор белка сливали с осадка. Полученный декантацией водный белковый раствор имел содержание белка 7,1 г/л и объем 55 л. Раствор фильтровали через многослойный фильтр 20 мкм в фильтрпрессе для удаления суспендированных твердых частиц. Пресс промывали 20 л воды с целью обеспечения 75 л фильтрата, имеющего содержание белка 5,28 г/л.

Фильтрат подвергали ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран, проницаемых для соединений с молекулярной массой 300 Да, с целью концентрирования раствора до 1,3 л концентрированного водного белкового раствора (ретентат), имеющего содержание белка 174 г/л. Затем ретентат разбавляли в 9 объемах воды с температурой 4°С, что приводило к образованию белого помутнения из белковых мицелл.

После периода отстаивания 16 часов супернатант декантировали и центрифугировали для извлечения как можно большего количества осажденного материала и обеспечения 11 л супернатанта, имеющего содержание белка 1,11 г/л. Осадок изолята белка линолы, полученный на стадии осаждения, также центрифугировали для снижения его объема до минимального уровня.

Осадок изолята белка линолы подвергали сушке с получением 81 г сухого белка, что соответствовало 20 мас.% выходу белка, экстрагированного из муки из семян линолы. Сухой изолят белка линолы имел содержание белка 112 мас.% (N×6,25) в сухом веществе.

Осветленный супернатант концентрировали с использованием мембран, проницаемых для соединений с молекулярной массой 300 Да, до 1,25 л концентрированного супернатанта, содержащего 63,3 г/л белка. Концентрированный супернатант подвергали сушке с получением 77 г изолята белка линолы (выход 20%), имеющего содержание белка 106 мас.% (N×6,25) в сухом веществе.

Анализ двух фракций линолы методом жидкостной хроматографии высокого давления (HPLC) выполняли, как описывается в совместно рассматриваемой заявке на патент США №10/413371, поданной 15 апреля 2003 (WO 03/088760), правопреемником по которой является автор настоящей заявки, и которая включена в перечень ссылок к настоящей заявке.

Пример 6

Этот пример иллюстрирует функциональные свойства изолятов белка линолы, полученных из РММ и из супернатанта согласно примеру 5.

Изоляты белка линолы из РММ и из супернатанта, полученные способами примера 5, тестировали на такие функциональные свойства, как пенообразующая и маслоудерживающая способность, в соответствии с методиками, описанными в примере 4, и сравнивали по указанным свойствам с типичными изолятами белка канолы (CPI) из РММ и из супернатанта, полученными способом, описанным в упомянутой выше заявке на патент США №10/137391 (WO 02/089597).

Полученные результаты представлены в нижеследующих таблицах V и VI.

Таблица VСравнение изолята белка линолы и CPI из РММПартия% взбитости (объем пены)Стабильность пены (истечение MI спустя 15 мин)Маслоудерживающая способность (MI масла/100 мг белка)Глобулярный размер (мкм)CPI-11471,817,5147,718,9CPI-21030,432,7190,529,1CPI-31216,524,0119,824,3CPI-41051,245,3115,421,6CPI-51091,635,3124,528,0CPI-61196,134,0166,924,6Изолят белка линолы из РММ1464,02,0139,519,8Изолят белка линолы из супернатанта1470,0081,411,8

Таблица VIСравнение изолята белка линолы и CPI из супернатантаПартия% взбитости (объем пены)Стабильность пены (истечение MI спустя 15 мин)Маслоудерживающая способность (MI масла/100 мг белка)Глобулярный размер (мкм)CPI-72603,622,767,272,6CPI-81984,821,353,6151,7CPI-91924,422,043,3151,7CPI-101889,217,341,3192,4CPI-112776,84,047,1118,9Изолят белка линолы из РММ1464,02,0139,519,8Изолят белка линолы из супернатанта1470,0081,411,8

Как можно видеть из таблиц V и VI, функциональные свойства изолятов белка линолы из РММ и из супернатанта очень похожи, что можно было ожидать из сходства их HPLC-свойств, причем основные различия в эмульгируемости между двумя фракциями заключаются в маслоудерживающей способности и глобулярном размере.

В большинстве случаев функциональность изолятов белка линолы из РММ и из супернатанта является такой же хорошей или превосходящей функциональность изолятов белка канолы из РММ и из супернатанта. Изоляты белка линолы из РММ и из супернатанта по объему образуемой ими пены являются более слабыми, но по стабильности образуемой ими пены изоляты белка линолы превосходили изоляты белка канолы.

Пример 7

Этот пример иллюстрирует анализ изолятов белка линолы из РММ и из супернатанта, полученных в примере 5.

HPLC анализ двух изолятов белка линолы, проведенный, как описывается в совместно рассматриваемой заявке на патент США №10/413371, поданной 15 апреля 2003 г., правопреемником по которой является автор настоящей заявки, и которая включена в перечень ссылок к настоящей заявке, показал, что каждый изолят состоит, в основном, из одних и тех же компонентов, что можно видеть на фиг.1 и 2. В обоих изолятах белка линолы основной белковый компонент имеет молекулярную массу приблизительно от 162000 до 169000 Да, а содержащиеся в меньшем количестве компоненты имеют молекулярную массу, соответственно, от 16000 до 17000 Да и от 415000 до 440000 Да. Эти результаты суммированы в таблицах VII и VIII.

Таблица VIIHPLC профили изолята белка линолы из РММБелковые фракции12S-линин78-1/2 линина2S-
колининПрочие% белковых пиков11,978,09,20,9М.М. в кДа415-440162-16916-17 

Таблица VIIIHPLC профили изолята белка линолы из супернатантаБелковые фракции12S-линин7S-1/2 линина2S-
колининПрочие% белковых пиков6,476,912,64,1М.М. в кДа415-440162-16916-17 

Пример 8

Этот пример иллюстрирует аминокислотный анализ.

Изоляты белка линолы, приготовленные, как описывается в примерах 3 и 5, анализировали на содержание аминокислот.

Аминокислотный анализ представлен в нижеследующей таблице IX.

Таблица IXг/100 г сухого веществаМ.М.(1) аминокислотыАминокислотаИзолят, полученный из РММИзолят, полученный из супернатантаИзолят, полученный IEP133,1Аспарагиновая11,5011,4011,90119,1Треонин3,973,803,77105,1Серин4,744,874,88204,2Триптофан1,841,811,75146,1Глутаминовая21,1021,0019,1075,1Глицин5,615,625,2689,1Аланин4,674,784,90121,1Цистеин1,301,280,96117,1Валин5,305,705,92149,2Метионин1,471,421,48131,2Изолейцин4,334,494,93131,2Лейцин5,335,365,76181,2Тирозин2,292,362,25165,2Фенилаланин4,854,865,86155,2Гистидин2,032,022,09146,2Лизин2,732,342,69174,2Аргинин11,8012,1012,20115,1Пролин3,733,874,05 Суммарное содержание:98,5799,0899,75 Средняя М.М.(1) аминокислот134,75135,33136,43 m.m.b безводном состоянии (2)116,74117,32118,41Примечание: (1) Молекулярная масса «свободных» аминокислот.(2) Средневзвешенная молекулярная масса полимерных аминокислот.Примечание: не вводились поправки на глутамин или аспарагин, которые включены соответственно в глутаминовую и аспарагиновую кислоты.

Значения, представленные в таблице IX, отражают количество аминокислот в граммах в 100 граммах сухого вещества. Данные были пересчитаны на 100 граммов аминокислоты, и вновь полученные значения представлены в нижеследующей таблице X.

Таблица ХСуммарное содержание аминокислоты: г/100 г аминокислотАминокислотаИзолят белка, полученный из РММИзолят белка, полученный из супернатантаИзолят белка, полученный методом IEPАспарагиновая *11,711,511,9Треонин^e4,03,83,8Серии4,84,94,9Триптофан^e1,91,81,8Глутаминовая*21,421,219,1Глицин5,75,75,3Аланин4,74,84,9Цистеин^e1,31,31,0Валин^e5,45,85,9Метионин^e1,51,41,5Изолейцин^e4,44,54,9Лейцин^e5,45,45,8Тирозин2,32,42,7Фенилаланин^e4,94,95,9Гистидин^e2,12,02,1Лизин^e2,82,42,7Аргинин^e12,012,212,2Пролин3,83,94,1Сумма:100,0100,0100,0Сумма незаменимых а.к.45,645,647,5е = 11 незаменимых аминокислот; а.к. = аминокислоты;
* Глутаминовая кислота и аспарагиновая кислота включают глутамин и аспарагин, соответственно.

Как можно видеть из таблицы IX и таблицы X, аминокислотные профили изолятов белка линолы, полученных из РММ, из супернатанта и методом IEP, очень похожи.

Таблица IX включает молекулярные массы отдельных аминокислот. Показаны средние молекулярные массы «свободных» аминокислот вместе с их индивидуальными количествами в трех изолятах белка, и в сумме они составляют примерно 135 Да.

Показаны также средневзвешенные молекулярные массы (М.М.) в безводном состоянии, поскольку белки являются биополимерами безводных аминокислот (каждая минус молекула воды, за исключением одной концевой аминокислоты в полипептиде). Средние молекулярные массы полимерных аминокислот в полипептиде составляет примерно от 117 до 118 кДа. Таблица X показывает также незаменимые аминокислоты, которые не могут синтезироваться человеческим организмом. Общее содержание одиннадцати незаменимых аминокислот очень похоже во всех трех изолятах белка.

Пример 9

Этот пример иллюстрирует анализ изолятов белка линолы методом дифференциальной сканирующей калориметрии.

Изоляты белка линолы, полученные, как описано в примерах 3 и 5, подвергали анализу дифференциальной сканирующей калориметрией. Дифференциальная сканирующая калориметрия - это инструментальный метод, который измеряет фазовый переход, возникающий в биомолекулах. Образец помещается в герметично запаиваемый сосуд с некоторым количеством воды или буферного раствора и нагревается с постоянной скоростью, например 10°С/мин, в специфическом диапазоне температур, например от 20 до 150°С. Второй сосуд, содержащий воду или буферный раствор, нагревается одновременно и служит контролем. В процессе повышения температуры записывается термограмма поглощения энергии, называемой эндотермическим тепловым потоком. Комплексные биологические соединения, такие как белки, поглощают энергию, и эта энергия изменяет конформацию молекулы, денатурируя или развертывая ее. Денатурация протекает специфично у индивидуальных белков или других биомолекул, и анализ позволяет определить температуру денатурации T_D и изменение энтальпии (ΔН) в джоулях/г образца. Термограмма показывает энергетический «колодец», представляющий фазовый переход от нативного белка к денатурированному. Дно «колодца» представляет значение T_D. Отсутствие энергетического «колодца» указывает на то, что денатурация полностью завершилась.

Как можно видеть из фиг.3, 4 и 5, изоляты белка линолы, полученные из РММ и из супернатанта, весьма схожи по своей тепловой стабильности, что можно было ожидать из их одинаковых свойств при HPLC, причем изолят белка линолы из РММ обладает несколько более высокой стабильностью. Термограмма, полученная дифференциальной сканирующей калориметрией, для изолята белка линолы, полученного методом IEP, указывает на то, что этот белковый изолят является в большей степени денатурированным в противоположность изолятам белка линолы, полученным из РММ и из супернатанта, которые по существу являются не денатурированными.

Краткое изложение сущности изобретения

Если говорить кратко, то настоящее изобретение обеспечивает улучшенный способ производства изолятов белка льна, в котором предварительно экстрагируется слизь из масличных семян льна перед последующим выделением масла и приготовлением муки из масличных семян льна, что обеспечивает повышенный выход получаемых белковых изолятов и достижение большей гибкости способа их выделения. Настоящее изобретение обеспечивает также новые изоляты белка льна, имеющие уникальный белковый профиль. Возможны модификации в масштабе настоящего изобретения.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Изоляты белка льна получают способом, в котором масличные семена льна предварительно экстрагируют для удаления из них слизи перед их дроблением для извлечения масла и получения муки. Затем содержащую белок муку из семян льна подвергают обработке с целью извлечения из нее изолята белка льна. Предлагаемое изобретение позволяет выделить изолят белка льна, имеющий улучшенные функциональные свойства. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 табл., 5 ил.

1. Способ получения изолята белка льна, включающий

удаление слизи из масличных семян льна путем экстракции семян умеренно-щелочным водным раствором умеренно-щелочного материала при температуре от 30 до 70°С при соотношении семян и раствора от 1:1 до 1:20,

дробление экстрагированных масличных семян для извлечения масла и получения муки,

и обработку муки для извлечения из нее изолята белка льна, включающую изоэлектрическое осаждение раствора белка льна из щелочного раствора белка льна, полученного экстракцией муки водным щелочным раствором или

солюбилизацию белка в указанной муке из масличных семян льна путем экстракции с применением водного раствора хлорида натрия, имеющего ионную силу, по меньшей мере, 0,10 М при рН от 5 до 7 для обеспечения водного раствора белка, имеющего концентрацию от 5 до 40 мг/л,

концентрирование водного белкового раствора до концентрации, по меньшей мере, 150 г/л с использованием селективной мембранной технологии,

разбавление концентрированного белкового раствора водой, имеющей температуру ниже примерно 15°С, для образования белковых мицелл и

сбор и извлечение указанных белковых мицелл в виде белковой мицеллярной массы изолята белка льна.