ПОЛУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОГО ИЗОЛЯТА БЕЛКА КАНОЛЫ Российский патент 2013 года по МПК A23J1/14 A23J3/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к получению изолята белка канолы.

Предшествующий уровень техники

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

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

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

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

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

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

Канола известна также как рапсовое семя или масличный рапс.

Краткое изложение сущности изобретения

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

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

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

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

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

(d) необязательно диафильтрацию первого концентрированного белкового раствора,

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

(f) удаление осадка из первого концентрированного белкового раствора,

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

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

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

(j) необязательно диафильтрацию второго концентрированного белкового раствора,

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

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

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

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

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

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

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

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

(d) удаление осадка из водного раствора белка канолы,

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

(f) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора,

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

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

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

(j) необязательно диафильтрацию второго концентрированного белкового раствора,

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

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

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

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

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

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

(d) удаление осадка из водного раствора белка канолы,

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

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

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

(h) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора и

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

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

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

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

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

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

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

(e) удаление осадка из частично концентрированного белкового раствора,

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

(g) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора,

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

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

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

(k) необязательно диафильтрацию второго концентрированного белкового раствора,

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

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

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

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

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

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

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

(e) удаление осадка из частично концентрированного белкового раствора,

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

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

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

(i) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора и

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

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

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

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

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

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

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

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

(f) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора,

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

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

Общее описание изобретения

Начальная стадия способа получения изолята белка канолы включает солюбилизацию белкового материала из муки из масличных семян канолы. Белковый материал, извлекаемый из муки из семян канолы, может быть нативным белком канолы, от природы содержащимся в семенах канолы, либо белковый материал может представлять собой генетически модифицированный белок, но обладающий характерными для нативного белка гидрофобными и полярными свойствами. Мука канолы может быть любой мукой канолы, полученной от удаления масла канолы из масличных семян канолы с варьируемым уровнем содержания неденатурированного белка, например, полученной от удаления масла канолы методом экстракции горячим гексаном или методом холодной экструзии. Удаление масла канолы из масличных семян канолы обычно осуществляется как отдельная операция описанного здесь способа получения белкового изолята.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Водная фаза от стадии экстракции может затем отделяться от остаточной муки канолы любым удобным способом, например способом с использованием декантирующей центрифуги с последующей обработкой в тарельчатой центрифуге и/или фильтрацией для удаления остаточной муки. Отделенная остаточная мука может подвергаться сушке для последующего использования.

Цвет готового изолята белка канолы можно улучшить с приданием ему более светлой окраски и менее интенсивного желтого оттенка путем смешивания активированного угля в порошке или другого адсорбента красящих веществ с отделенным водным белковым раствором и последующего удаления адсорбента (обычно фильтрацией) с получением белкового раствора. Для удаления красящих веществ может применяться также диафильтрация.

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

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

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

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

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

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

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

Концентрированный белковый раствор может затем подвергаться стадии диафильтрации с использованием водного раствора соли такой же молярности и с таким же рН, что и экстракционный раствор. Указанная диафильтрация может осуществляться с использованием примерно от 2 до 20 объемов диафильтрационного раствора, предпочтительно - примерно от 5 до 10 объемов диафильтрационного раствора. В ходе операции диафильтрации из водного раствора белка канолы удаляются дополнительные количества загрязняющих веществ, которые проходят через мембрану в пермеат. Операция диафильтрации может проводиться до тех пор, пока в пермеат не перейдут значительные дополнительные количества загрязняющих веществ и красящих веществ с видимой окраской. Указанная диафильтрация может осуществляться с применением той же мембраны, какая использовалась на стадии концентрирования. Однако, при необходимости, стадия диафильтрации может проводиться с применением отдельной мембраны с различной молекулярной проницаемостью, например, мембраны с проницаемостью по молекулярной массе примерно от 3000 до 100000 дальтон, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 дальтон, в зависимости от материала, из которого изготовлена мембрана, и конфигурации мембраны.

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

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

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

Концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор может подвергаться, при необходимости, последующей операции обезжиривания, как описано в патентах США №5844086 и 6005076.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный белковый раствор может подвергаться операции удаления красящих веществ, альтернативной описанной выше операции удаления красящих веществ. Для этой цели может использоваться активированный уголь в порошке, а также гранулированный активированный уголь (GAC). Другим материалом, который может применяться в качестве адсорбента красящих веществ, является поливинилпирролидон.

Стадия обработки адсорбентом красящих веществ может проводиться при любых удобных условиях, в большинстве случаев при комнатной температуре раствора белка канолы. В случае применения активированного угля в порошке его количество может составлять примерно от 0,025% до 5% масс./об., предпочтительно - примерно от 0,05% до 2% масс./об. Если в качестве адсорбента красящих веществ используется поливинилпирролидон, то его количество может составлять примерно от 0,5% до 5% масс./об., предпочтительно - примерно от 2% до 3% масс./об. Адсорбент красящих веществ может удаляться из раствора белка канолы любым, пригодным для этого, способом, например, фильтрацией.

Концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор белка канолы от необязательной стадии удаления красящих веществ может подвергаться пастеризации с целью уменьшения в нем бактериальной нагрузки. Такая пастеризация может осуществляться при любых желательных режимах пастеризации. В большинстве случаев концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор белка канолы пастеризуется при температуре примерно от 55°С до 70°С, предпочтительно - примерно от 60°С до 65°С, в течение примерно от 10 до 15 минут, предпочтительно - в течение примерно 10 минут. Затем пастеризованный концентрированный раствор белка канолы может охлаждаться для последующей обработки, описанной ниже, предпочтительно до температуры примерно от 25°С до 40°С.

После стадии концентрирования и необязательных стадий диафильтрации, удаления красящих веществ и пастеризации к полученному раствору добавляется пищевая кальциевая соль, обычно хлорид кальция, в целях предупреждения осаждения мицелл в ходе последующей стадии разбавления. Указанное добавление инициирует образование осадка, содержащего, главным образом, фитат кальция. Хлорид кальция добавляется в количестве, достаточном для получения раствора с электропроводностью в большинстве случаев примерно от 15 до 25 мСм, предпочтительно - примерно от 17 до 20 мСм. Хлорид кальция может добавляться в виде концентрированного водного раствора или в сухом виде.

Добавление хлорида кальция может проводиться при температуре окружающей среды - примерно от 20°С до 35°С, но может применяться и температура в диапазоне примерно от 5°С до 70°С. После добавления хлорида кальция осажденный фитат удаляется из белкового раствора, например, центрифугированием.

Затем концентрированный белковый раствор от стадии осаждения фитата разбавляется путем смешивания ретентата с водой, берущейся в объеме, требуемом для достижения желательной степени разбавления. Благодаря добавленному хлориду кальция указанное разбавление не приводит к осаждению белковых мицелл. Концентрированный белковый раствор в большинстве случаев разбавляется примерно в 2-20 раз, предпочтительно - примерно в 10-15 раз.

Вода, с которой смешивается концентрированный белковый раствор, имеет температуру примерно от 2°С до 90°С, предпочтительно - примерно от 10°С до 50°С, более предпочтительно - примерно от 20°С до 30°С.

Затем величина рН разбавленного ретентата устанавливается на уровне примерно от 2,5 до 4,0, предпочтительно - примерно от 3 до 3,5, путем добавления любой подходящей кислоты, например, соляной с получением прозрачного водного раствора белка канолы.

Прозрачный водный раствор белка канолы концентрируется для повышения концентрации белка в нем при одновременном поддержании ионный силы раствора, в основном, постоянной. Указанное концентрирование в большинстве случаев проводится для получения концентрированного белкового раствора, имеющего концентрацию белка примерно от 50 до 250 г/л, предпочтительно - примерно от 100 до 150 г/л.

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

Концентрированный белковый раствор может подвергаться затем стадии диафильтрации с использованием воды. Для этой цели может использоваться вода с нативным рН; с рН, равным рН диафильтруемого белкового раствора, или с любым рН в диапазоне от нативного рН воды до рН белкового раствора. Такая диафильтрации может проводиться с использованием примерно от 2 до 20 объемов диафильтрационного раствора, предпочтительно - примерно от 5 до 10 объемов диафильтрационного раствора. В ходе операции диафильтрации из прозрачного водного раствора белка канолы удаляются дополнительные количества загрязняющих веществ, которые проходят через мембрану вместе с пермеатом. Операция диафильтрации может проводиться до тех пор, пока в пермеат не перейдут значительные дополнительные количества загрязняющих веществ и красящих веществ с видимой окраской. Такая диафильтрация может осуществляться с использованием той же мембраны, какая использовалась на стадии концентрирования. Однако, при необходимости, диафильтрация может проводиться с использованием отдельной мембраны, например, мембраны с проницаемостью по молекулярной массе примерно от 3000 до 100000 дальтон, предпочтительно - примерно от 5000 до 10000 дальтон, в зависимости от различных материалов, из которых изготовлена мембрана, и конфигурации мембраны.

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

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

Концентрированный и необязательно диафильтрованный прозрачный водный раствор белка канолы может подвергаться сушке любым удобным способом, таким как распылительная сушка или сублимационная сушка. Описанная выше стадия пастеризации может проводиться на растворе белка канолы перед его сушкой. Сухой изолят белка канолы имеет высокое содержание белка - выше примерно 90% масс., предпочтительно, по меньшей мере, около 100% масс. (рассчитывается по Кьельдалю N×6,25) в пересчете на сухую массу (d.b.). Изолят белка канолы имеет низкое содержание фитиновой кислоты - в большинстве случаев ниже примерно 1,5% масс.

Как отмечалось выше, существует несколько вариантов описанного здесь способа получения изолята белка канолы, которые включают некоторые модификации раскрытых в описании стадий способа.

Полученный способом изобретения изолят белка канолы содержит как альбуминовую, так и глобулиновую фракции, растворим в подкисленной водной среде, что делает указанный изолят идеальным для введения в напитки, как газированные, так и негазированные, в целях обогащения их белком. Такие напитки показывают широкий диапазон кислотных значений рН - примерно от 2,5 до 5. Обеспечиваемый изобретением изолят белка канолы может добавляться в указанные напитки в любом подходящем количестве, обеспечивающем обогащение этих напитков белком, например, в количестве, по меньшей мере, около 5 г изолята белка канолы из расчета на 12 жидких унций напитка (355, 2 мл). Добавленный изолят белка канолы растворяется в напитке и не ухудшает прозрачность напитка.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Пример 1

Настоящий пример описывает получение нового изолята белка канолы в соответствии с одним вариантом воплощения изобретения.

К 'а' кг муки канолы добавляли 'b' л 'с' М раствора NaCl при температуре окружающей среды и перемешивали 30 минут для получения водного белкового раствора. Остаточную муку канолы удаляли, а полученный белковый раствор частично осветляли путем центрифугирования с получением 'd' л частично осветленного белкового раствора, имеющего содержание белка 'е' % масс. Затем частично осветленный белковый раствор фильтровали для дополнительного осветления и получали раствор в объеме 'f' л, имеющий содержание белка 'g' % масс.

Аликвоту 'h' л раствора белкового экстракта уменьшали в объеме до 'i' л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой (PES) мембране с проницаемостью по молекулярной массе 'j' дальтон, а затем подвергали диафильтрации на той же мембране с использованием 'k' л '1' М раствора NaCl. Диафильтрованный ретентат пастеризовали при 60°С в течение 10 минут.Полученный пастеризованный концентрированный белковый раствор имел содержание белка 'm' % масс.

Затем электропроводность концентрированного раствора доводили до 'n' мСм добавлением к концентрированному раствору пищевого хлорида кальция. После этого ретентат центрифугировали для удаления осадка, образовавшегося при добавлении хлорида кальция. Затем 'о' кг осадка ресуспендировали в 'p' л раствора хлорида кальция с электропроводностью 19 мСм и центрифугировали для извлечения как можно большего количества белка из раствора. Супернатант от стадии промывки объединяли с обработанным ретентатом. В одном из примеров указанную процедуру промывки повторяли дважды. Полученные 'q' л осветленного ретентата разбавляли 'r' объемами RO-воды (воды, обработанной методом обратного осмоса). (Примечание: в процессе разбавления образования мицелл не происходило). Затем рН этого раствора доводили до рН 's' с помощью НСl. Параметры с 'а' по 's' для двух процессов приводятся в нижеследующей табл.I.

Таблица I   BW-SA082-C31-08a BW-SA082-D14-08A а 20 20 b 200 200 с 0,15 0,15 d NA 168 е 1,36 1,18 f 160 171 g 1,09 0,89 h 160 171 i 6,25 5 j 100000 100000 k 18,75 25 l 0,15 0,15 m 23,95 25,93 n 19,8 18,34 o 1,86 1,84 p 1,2 1,8 q 6,28 7,7 r 10 10 s 3 3

Прозрачный раствор с установленным рН сокращали в объеме до 't' л путем ультрафильтрации с использованием полиэфирсульфоновой (PES) мембраны с проницаемостью по молекулярной массе 'u' дальтон, и полученный концентрат подвергали диафильтрации на той же мембране с использованием 'v' л воды. Диафильтрованный концентрат содержал 'w' % масс. белка.

Общий выход белка из фильтрованного белкового раствора составил 'x' % масс. Концентрат сушили распылительной сушкой до получения готового продукта, обозначенного 'y' С700 и имевшего содержание белка 'z' % (N×6,25) d.b. (в пересчете на сухую массу). Параметры с 't' по 'z' для двух процессов приводятся в нижеследующей табл.II.

Таблица II y BW-SA082-C31-08a BW-SA082-D14-08A t 13,46 17 u 10000 10000 v 174 95 w 7,72 5,25 х 62 67 z 101 101

Пример 2

Настоящий пример описывает получение нового изолята белка канолы в соответствии с другим аспектом изобретения.

К 20 кг муки канолы добавляли 200 л 0,15 М раствора Nad при температуре окружающей среды и перемешивали 30 минут до получения водного белкового раствора. Остаточную муку канолы удаляли, а полученный белковый раствор частично осветляли путем центрифугирования с получением 153 л частично осветленного белкового раствора, имеющего содержание белка 1,30% масс. Затем частично осветленный белковый раствор фильтровали для дополнительного осветления и получали раствор в объеме 172 л, имеющий содержание белка 1,29% масс.

Электропроводность фильтрата доводили до 18,57 мСм путем добавления к нему пищевого хлорида кальция. После этого фильтрат центрифугировали для удаления осадка, образовавшегося при добавлении хлорида кальция, с получением 160 л обработанного фильтрата.

160 л обработанного фильтрата сокращали в объеме до 6,88 л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой (PES) мембране с проницаемостью по молекулярной массе 100000 дальтон. Этот образец не подвергали диафильтрации. Затем ретентат пастеризовали при 60°С в течение 1 минуты. Полученный пастеризованный концентрированный белковый раствор имел содержание белка 19,44% масс. Стадия пастеризации неожиданно привела к заметному осаждению белка.

Затем 6,74 л пастеризованного ретентата разбавляли в 10 объемах холодной (3°С) воды, очищенной методом обратного осмоса, и доводили рН до 3 добавлением НСl. После этого раствор осветляли центрифугированием и фильтрацией с удалением твердых веществ, предположительно образовавшихся на стадии пастеризации.

Прозрачный раствор с установленным рН концентрировали с 76,5 л до 20,5 кг путем ультрафильтрации с использованием полиэфирсульфоновой (PES) мембраны с проницаемостью по молекулярной массе 10000 дальтон. Диафильтрация не проводилась. Концентрированный белковый раствор содержал 4,08% масс. белка.

Общий выход белка из фильтрованного белкового раствора составил 37,8% масс. Концентрат обрабатывали активированным углем и сушили распылительной сушкой до получения готового продукта, обозначенного BW-SA082-D21-08A C700FC, который имел содержание белка 98,63% (N×6,25) d.b.

Пример 3

Настоящий пример описывает получение образца, который при сушке дает новый изолят белка канолы согласно другому аспекту изобретения.

К 60 кг муки канолы добавляли 600 л 0,15 М раствора NaCl при температуре окружающей среды и перемешивали 30 минут до получения водного белкового раствора. Остаточную муку канолы удаляли, а полученный белковый раствор частично осветляли центрифугированием с получением 511 л частично осветленного белкового раствора, имеющего содержание белка 1,78% масс. Затем частично осветленный белковый раствор фильтровали для дополнительного осветления с получением раствора в объеме 534 л, имеющего содержание белка 1,51% масс.

К аликвоте 500 мл фильтрованного белкового раствора добавляли достаточное количество хлорида кальция для повышения электропроводности раствора до 20,6 мСм. Добавление СаСl привело к образованию белого осадка, который удаляли центрифугированием с получением прозрачного раствора.

Обработанный и осветленный белковый раствор разбавляли затем 3 объемами воды, очищенной методом обратного осмоса, и рН раствора устанавливали на уровне рН 3,05 с помощью НСl. Образования помутнения не наблюдалось, и прозрачность раствора оставалась высокой. Содержание белка в разбавленном и подкисленном растворе составило 0,53% масс.

Затем 1450 мл разбавленного и подкисленного раствора сокращали в объеме до 200 мл на ультрафильтрационной установке Vivaflow 200, оборудованной мембраной Hydrosart с проницаемостью по молекулярной массе 10000 дальтон. После этого частично сконцентрированный белковый раствор подвергали диафильтрации на той же мембране с использованием 200 мл воды с рН 3, очищенной методом обратного осмоса, для уменьшения электропроводности раствора.

Далее диафильтрованный раствор концентрировали дополнительно до получения примерно 30 мл прозрачного ретентата с содержанием белка 12,39% масс.

Пример 4

Настоящий пример описывает получение нового изолята белка канолы согласно другому аспекту изобретения.

К 60 г муки канолы добавляли 600 мл 0,10 М раствора СаСl при температуре окружающей среды и перемешивали 30 минут до получения водного белкового раствора. Остаточную муку канолы удаляли, а полученный белковый раствор осветляли путем центрифугирования и фильтрации с получением 330 мл осветленного белкового раствора, имеющего содержание белка 1,17% масс. Осветленный белковый раствор разбавляли двумя объемами воды, очищенной методом обратного осмоса, с получением 990 мл разбавленного раствора, имеющего содержание белка 0,41% масс. рН этого раствора понижали до 3,03 путем добавления разбавленной соляной кислоты. После стадий разбавления и регулирования рН белковый раствор оставался прозрачным.

Аликвоту (920 мл) разбавленного и подкисленного белкового раствора сокращали в объеме до 35 мл путем концентрирования на ультрафильтрационной установке Vivaflow 200, оборудованной мембраной Hydrosart с проницаемостью по молекулярной массе 10000 дальтон. Концентрированный белковый раствор имел содержание белка 6,84% масс.

Аликвоту (32 мл) концентрированного белкового раствора подвергали диафильтрации с 5 объемами (160 мл) воды, очищенной методом обратного осмоса, на той же мембране, какая использовалась на стадии начального концентрирования. Диафильтрованный и концентрированный белковый раствор имел содержание белка 7,06% масс.

Общий выход белка из первоначального фильтрованного белкового раствора составил 60,4. Диафильтрованный концентрированный белковый раствор подвергали сублимационной сушке с получением готового продукта, обозначенного С701, который имел содержание белка 93,42% (N×6,25) w.b. (в пересчете на сухую массу).

Резюме

Если говорить кратко, то настоящее изобретение предлагает новый способ получения изолята белка канолы, содержащего альбуминовую и глобулиновую фракции, который показывает растворимость и прозрачность в подкисленной водной среде. Возможны модификации способа в масштабе настоящего изобретения.

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

1. Способ получения изолята белка канолы, имеющего содержание белка канолы, по меньшей мере, 90 мас.% (N×6,25) d.b. (в пересчете на сухую массу), включающий:
(a) экстракцию муки из масличных семян канолы при температуре, по меньшей мере, 5°С с тем, чтобы инициировать солюбилизацию белка канолы из муки и образование водного белкового раствора, имеющего содержание белка от 5 до 40 г/л и рН от 5 до 6,8,
(b) отделение водного белкового раствора от отработанной муки из масличных семян,
(ci) повышение концентрации водного белкового раствора до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения первого концентрированного белкового раствора,
(di) необязательно диафильтрацию первого концентрированного белкового раствора,
(ei) добавление раствора кальциевой соли к первому концентрированному и необязательно диафильтрованному белковому раствору до электропроводности раствора от 15 до 25 mS (миллисименс, мСм) с тем, чтобы вызвать образование осадка в первом концентрированном белковом растворе, и
(fi) удаление осадка из первого концентрированного белкового раствора или
(cii) добавление раствора кальциевой соли к водному белковому раствору до электропроводности от 15 до 25 мСм с тем, чтобы вызвать образование осадка в концентрированном белковом растворе,
(dii) удаление осадка из раствора белка канолы,
(eii) повышение концентрации белка в водном белковом растворе до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения первого концентрированного белкового раствора, и
(fii) необязательно диафильтрацию первого концентрированного белкового раствора или
(ciii) повышение концентрации белка в водном белковом растворе до 50 г/л или ниже при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения частично концентрированного белкового раствора,
(diii) добавление раствора кальциевой соли к частично концентрированному белковому раствору до электропроводности от 15 до 25 мСм с тем, чтобы вызвать образование осадка в частично концентрированном белковом растворе,
(eiii) удаление осадка из частично концентрированного белкового раствора,
(fiii) дальнейшее повышение концентрации белка в частично концентрированном белковом растворе до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения первого концентрированного белкового раствора, и необязательно диафильтрацию первого концентрированного белкового раствора,
(g) разбавление осветленного первого концентрированного белкового раствора с использованием от 2 до 20 объемов воды, имеющей температуру от 2 до 90°С,
(h) подкисление полученного разбавленного раствора до рН от 2,5 до 4,0 с получением подкисленного прозрачного белкового раствора,
(i) повышение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения второго концентрированного белкового раствора,
(j) необязательно диафильтрацию второго концентрированного белкового раствора и
(k) необязательно сушку второго концентрированного белкового раствора с получением изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, 90 мас.% (N×6,25) d.b.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кальциевая соль является хлоридом кальция.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что раствор хлорида кальция добавляется к концентрированному и необязательно диафильтрованному белковому раствору в количестве, достаточном для получения раствора с электропроводностью от 17 до 20 мСм.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый концентрированный белковый раствор разбавляется с использованием от 10 до 15 объемов воды.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что полученный разбавленный раствор подкисляется до рН от 3 до 3,5.

6. Способ получения изолята белка канолы, имеющего содержание белка канолы, по меньшей мере, 90 мас.% (N×6,25) d.b. (в пересчете на сухую массу), включающий:
(a) экстракцию муки из масличных семян канолы при температуре, по меньшей мере, 5°С с тем, чтобы инициировать солюбилизацию белка канолы из муки и образование водного раствора белка, имеющего содержание белка от 5 до 40 г/л и рН от 5 до 6,8,
(b) отделение водного белкового раствора от отработанной муки из масличных семян,
(c) необязательно повышение концентрации белка в водном белковом растворе до 50 г/л или ниже при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения частично концентрированного раствора,
(d) добавление раствора кальциевой соли к водному белковому раствору в отсутствие необязательной стадии (с) или к частично концентрированному белковому раствору в присутствии необязательной стадии (с) до электропроводности от 15 до 25 мСм с тем, чтобы вызвать образование осадка в белковом растворе, и удалением осадка из белкового раствора,
(f) разбавление частично концентрированного белкового раствора с использованием примерно от 0,5 до 20 объемов воды, имеющей температуру от 2 до 90°С,
(g) подкисление полученного разбавленного раствора до рН от 2,5 до 4,0 с получением подкисленного прозрачного белкового раствора,
(h) повышение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения концентрированного белкового раствора,
(i) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора и
(j) необязательно сушку концентрированного белкового раствора с получением изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, 90 мас.% (N×6,25) d.b.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что кальциевая соль является хлоридом кальция.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что раствор хлорида кальция добавляется к концентрированному и необязательно диафильтрованному белковому раствору в количестве, достаточном для получения раствора с электропроводностью от 17 до 20 мСм.

9. Способ по п.6, отличающийся тем, что первый концентрированный белковый раствор разбавляется с использованием от 10 до 15 объемов воды.

10. Способ по любому из пп.6-9, отличающийся тем, что полученный разбавленный раствор подкисляется до рН от 3 до 3,5.

11. Способ получения изолята белка канолы, имеющего содержание белка канолы, по меньшей мере, 90 мас.% (N×6,25) d.b. (в пересчете на сухую массу), включающий:
(a) экстракцию муки из семян канолы водным раствором кальциевой соли при температуре, по меньшей мере, 5°С с тем, чтобы инициировать солюбилизацию белка канолы из муки и образование водного раствора белка канолы, имеющего содержание белка от 5 до 40 г/л и рН от 5 до 6,8,
(b) отделение водного белкового раствора от муки из масличных семян,
(c) разбавление водного белкового раствора с использованием от 0,5 до 10 объемов воды, имеющей температуру от 2 до 90°С,
(d) подкисление полученного разбавленного раствора белка канолы до рН от 2,5 до 4,0 с получением подкисленного прозрачного белкового раствора,
(e) повышение концентрации подкисленного прозрачного белкового раствора до 50-250 г/л при одновременном поддержании ионной силы раствора, в основном, постоянной с применением селективно-мембранной технологии для получения концентрированного белкового раствора,
(f) необязательно диафильтрацию концентрированного белкового раствора,
(g) необязательно сушку концентрированного раствора с получением изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, 90 мас.% (N×6,25) d.b.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что кальциевая соль является хлоридом кальция.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что водный раствор кальциевой соли имеет концентрацию ниже 1,0 М.

14. Способ по п.11, отличающийся тем, что водный раствор кальциевой соли имеет концентрацию от 0,10 до 0,55 М.

15. Способ по любому из пп.11-14, отличающийся тем, что полученный разбавленный раствор подкисляется до рН от 3 до 3,5.

16. Изолят белка канолы, имеющий содержание белка, по меньшей мере, 90 мас.% (N×6,25) d.b. (в пересчете на сухую массу), который содержит как альбуминовую, так и глобулиновую фракции белка канолы и который является растворимым в подкисленной водной среде, полученный согласно способу по любому из пп.1-15.

17. Изолят белка канолы по п.16, отличающийся тем, что подкисленной водной средой является напиток, имеющий рН в диапазоне примерно от 2,5 до 5.

18. Изолят белка канолы по п.16, имеющий содержание фитиновой кислоты менее 1,5 мас.%.

19. Изолят белка канолы по любому из предшествующих пп.16-18, имеющий содержание белка, по меньшей мере, 100 мас.% (N×6,25) d.b. (в пересчете на сухую массу).