Способ получения концентрата белка из листьев Советский патент 1984 года по МПК A23K1/14 

Изобретение относится к способам получения протеиновой кормовой добавки из зеленой массы, в частности из листьев. Известен способ получения протеи новой кормовой добавки из люцерны, включакщий отделение сока путем пре сования и последуютг(ее нагревание 1 Этот способ не позволяет извлекать из растительного сырья все про теиновые фракции, имеющиеся в нем. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб получения концентрата белка из листьев, включающий вьщеление из сока листьев белка, содержащего хлоропластовую фракцию 2. Однако вьщеленный из листьев концентрат белка не обладает достаточной стабильностью при хранении. Целью изобретения является увели чение стабильности концентрата при длительном хранении. Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения концентрата белка из листьев, включающему вьщеление из сока листьев белка, содержащего хлоропластовую фрак цию, белок.в водной среде смешивают с природным жиром, смесь гомогенизируют, отделяют водную фа.зу, а оставшуюся водную фракцию высушивают. При этом белок смешивают с жиром при 80 °С. Кроме того, к белку добавляют 39,5-60% жира в расчете на сухой вес белка. Из белков растительного проис- хождения белок листьев приобретает все большее кормовое значение, поскольку, при переработке листьев дос тигается существенно больший выход бе ка в расчете на единицу площади возделывания культуры, чем в случае полу чения белка из семян растений. При переработке белок растений экстрагируют из клеток и затем выделяют, причем чаще всего используют способ коагуляции, который осу ществляется в одну или несколько ст дий.. При более низких температурах можно вьщелять сок хлоропласта, на второй стадии - при более высоких температурах - фракцию белка цитопласта. Обе фракции имеют примерно одинаковьй состав аминокислот и оди наковое их соотношение. В таблице приводится состав амин кислот фракций белка хлоропласта и цитопласта ячменя, люпина и китайской капусты. Из таблицы видно, чтофракция белка хлоропласта содержит больше глицина, изолейцина, лейцина и фенилаланина, в то время как во белка цитопласта выше содержание треонина и лизина. Однако, как показали эксперименты, in vitro и in vivo имеется существенное различие между кормовой ценностью белковой фракции хлоропласта и цитопласта,несмотря на сходность их аминокислотного состава.В биологическом отношении фракция белка хлороппаста. менее ценна, что,вероятно, связано с тем, что растительные клетки хлоропласта обогащены соединениями типа фенолов и сорбция комплекса жир - белок в живом организме заторможена. Дпя вьщеления белковой фракции хлоропласта и цитопласта возможно также применение растворителей (этанола и ацетона), которые пригодны кроме того для выведения из Листьевого белка пигментов и токсичных веществ, что позволяет получить продукт без запаха и цвета. В растительных белках основное кояичество жиров и полифенолов находится в хлоропласте, поэтому с целью получения фракции белка цитопласта без запах и привкуса отделяют фракцию белка хлоропласта, которая содержит 50-60% белка, 25-30% жиров и растительных красителей. В лип.оидной матрице хлоропластов распределены хлорофилл, ответственный за фотосинтез, а также в качестве сопровождающих его пигментов каротиноиды. Окраска фракции хлоропласта обуславливается .растительными пигментами типа хлорофилла и каротиноидов, а также растительными таннинами, продуктами окисления природных полифенолов. Компонентами, придающими запах, являются полифенолы и продукты окислительного разложения ненасьш енных жирных кислот. Экстракцию растворителя осуществляют 4-5-ю противоточными операциями при соотношении растворитель:сухое вещество 10:1 и при температуре, близкой к температуре кипения растворителя. Таким образом могут быть в основном удалены компоненты, влияющие на цвет и запах, однако экстракция растворителями из-за высокой стоймости оборудования и больших производственных расходов нерентабельна :даже тогда, когда работают с простейшими растворителями типа ацетона или изопропанола. Несмотря на дорогостоящую обработ ку растворителями биологическая ценность фракции белка хлоропласта повы шается весьма незначительно. Состав белковой фракции цитоплазмы благоприятнее, Эта фракция почти не содержит примесей жиров и поэтому может использоваться без ограничений в качестве заменителя белка или для обогащения белка. Поэтому вьщвигается задача-таким образом изменить свойства белковой фракции хлоропласта, чтобы они приблизились к свойствам белковой фракции цитоплазмы.Эту цель можно осуществить путем отделения примесей. В вегетативном состоянии содержание воды в хлоропласте слишком высоко, оно соответствует примерно содержанию воды в зеленых растениях, которое составляет в период вегетации 75-85%. В сипьноводосодержащей среде требуется специфичное состояние жиров, содер1жащихся в хлоропластидах, чтобы они смогли в водной среде образовать единищ 1 гомогенной структуры. Жиры могут образовывать с истинными белками линопротеиды, которые : коагулируют под воздействием тепла и через определенный промежуток времени агрегируются и выпадают в оса - док xлoпья 0{. Состав высажденной таким образом белковой 4факций хлоpotmacTd не изменяется, т.е. белок и жировая часть высаждаются совмест но. Соотношение белок:жир не меняется и.после коагуляции. При более подробном исследовании системы белок :жир оказалось, однако, что заслу ; живают внимания не только химические ; свойства соединений, но и коллоидные свойства системы. Коллоидную систему из-за ее сложных свойств трудно вьщелить, не меняя при этом свойств отдельных компонентов, поскольку полидисперсная система, пост роенная из волокнистых молекул, распадается только под воздействием определенных энергетических условий. Жиры, содержащиеся в белковой фракции элоропласта, распределяются 11 ОТ общего сосЛедукшщм образом, держания жиров .Фосфолипоиды , 15-25 Сульфолипоиды2-5 Галастозилдиглицериды 20-30 Стероидоэфир0,,5 Стероидоглюкозид 0,5-1,0 Хлорофилл6-12 Каротиноид1,5-2,5 Хинон1,5-2,0 Воска и углеводороды 7-10 Химические свойства компонентов жиров существенно различаются. Парафиновые углеводороды неполярны, фосфолипоиды полярны. Вследствие этого отличается также их поведение по отношению к органическим растворителям. Фосфолипоиды, например лецитин, не растворимы в ацетоне, в то время как нейтральные жиры и частично воска растворяются в этом растворителе. Элорофилл не извлекается из высушенных размолотых частей растения бензолом или петролейным эфиром, а извлекается ацетоном или спиртом. Из ацетонового или спиртового экстракта хлорофилл можно перевести в бензольную форму, но хотя его растворимость в бензоле больше, но бензолом он не извлекается. (акже существена разница в поведении по отношению к петропейному эфиру. Экстракция полярньа ш растворителями не. дает желаемых результатов, поскольку лишь с большигш трудностями, с низким выходом- и экономически невыгодно может быть получен белый или слабоокрашен- . ньй продукт. Присутствие жировой фракции не- благоприятно влияет на биологическую ценность белка, поскольку биологически отрицательное действие примесей ухудшает, с одной стороны, возможность использования белка, а с другой стороны, -структура комплекса белок:жир ухудшает усвояемость или возможность использования белка. Задачей изобретения является разложеш€е ассоциативно-коллоидной структуры и структуры комплекса белок:жир растительного белка, в частности растительного белка, содержащего фракцию хлоропласта, благодаря чему могут быть получены добавки с кормам повышенной биологической ценное- . ти или источники белка, пригодные ля дальнейшей переработки и длителього хранения. $113 Способ осуществляют следующим образом. . , Растительный белок, содержащий белковую фракцию хлоропласта, во влажном состоянии в водной среде при водят во взаимодействие со смешивающимися с растительным белком приемлемыми с точки зрения биологии питания жирами, маслами или жирными кислотами, их солями или эфирами или со смесями указанньк веществ.Смесь по мере надобности гомогенизируют на коллоидной мельнице, затем отделяют водную фазу от растительного белка, содержащего дополнительные жиры, а также от дополнительного жира, вьвделенную фазу высушивают или перерабатывают далее. . Растительный белок может быть получен коагуляцией свежим из сока, извлеченного прессованием, однако может также применяться высушенный., к началу процесса увлажненный растительный белок. В качестве жира используются животные и растительные масла, различные их смеси, а также жирные кислоты, предпочтительно жирные кислоты, содержащие более 10 атомов углерода, их соли, простые и смешанные глицериды и сложные эфиры. Жир не должен прогоркнуть, и поэтому его стабилизируют добавкой антиоксидантов. Благоприятны.; жиры или.смеси жиров с температурой размягчения вьше 30-35 iC. При контактировании растительного белка с жиром важное значен1 е имеет температура. Предпочтительна темпер4тура- 40-80с, верхний предел составляет 100 с. Эта температура необходи1У1а ё том случае,, когда дополнительный жир применяют в большом и бытке, а также проводят при этой температуре обезвоживание влажного коагуляционного осадка. Количество прибавляемого жира так же может варьироваться в широких пределах. Минимальное количество составляет 25% жира в расчете на сухой вес растительного белка, однако оптимальным является 50-100% жира Высушенный растительный белковый кон центрат может поглотить 3-4-кратное количество жира от содержания липоидов (сухой вес). Согласно изобретению, коллоидная система белковой фракц 1и хлоропласта разлагается добавками жиров, которые не чужды системе и имеют похожие свойства. Таким образом, при разложении системы достигается однородная консистенция. Фракция белка хлороплас-. та в состоянии поглотить дополнительный жир в тонком распределении и может быть высушена совместно с ним. Высушенный продукт устройств в хранении, поскольку жиры и масла повышают устойчивость при хранении красителей, растворимых в жирах,т.е. оказывают на растительные пигменты стабилизирующее действие. Кроме того, жиры имеют преимущества с точки зрения биологической полезности продукта, поскольку они ослабляют коллоидную стабильность, которая препятствует использованию; благодаря этому улучшается биологическая применимость белковой хлоропласта. Получаемые добавки к кормам благодаря повьш1енному содержанию в них жира энергетически богаче, чем необработанный белок. Энергоресурс добавок к кормам, который может быть метабализирован, возрастает в зависимости от добавки жира с калорийностью 7000-8000 ккал/кг. Это повьш1ение энергоресурса особенно благоприятно при разведении домашней птицы, когда предпочтительно введение концентрированных кормов и необходимы каротинриды. Получаемый согласно предлагаемому способу улучшенный концентрат белка листьев содержит не менее 25% (в расчете на его сухой вес) приемпемых с точки зрения биологии и питания природных жиров или масел,- жирных кислот, их производных или смесей указанных веществ, Разница между общим содержанием жиров, которое может быть извлечено хлороформом и метанолом в соотношении 2:1, и содержанием жира-сырца, экстрагируе-. мого петролейным эфиром, по сравнению с величинами перед обработкой изменяется минимум на 50%. Соотношение между содержанием жиров и жира-сырца составляет у продуктов, содержащих белковую фракцию хлоропласта, 2-3:1 и изменяется в результате обработки по предлагаемому способу до 1-1,3:1.: Пример 1, Перерабатывают 1000 кг отделенного при 50-55 С влажного белкового концентрата хлоропласта, полученного из яюцерны. Сок, извлеченный прессованием, пере рабатывают известным способом для получения белковой фракции цитоплас и белка хлоропласта.. Последний отделяют в декантаторе, а затем в ряд последовательно подключенных очищающих сепараторов, причем получают суспензию с содержанием сухого вещества 25-30%i .. Суспензию можно транспортировать насосом. Затем ее обрабатывают допо нительным жиром. В емкости, снабженной обогревающей рубашкой, расплавляют 100 кгговяжьего жира (его также можно загружать в уже расплавленном состоянии) . К говяжьему жиру прибавляют 300 мг/кг антиоксиданта типа бутилгидрокситолуола или триметилэтоксихинолина. ТКяр нагревают до 801 и при энергичном лерёмешиваний прибавляют 1000 кг белкового концентрата хлоропласта. Одновременно с началом прибавления запускают коллоидную мельницу Перемепювание и размол продолжают при sot в течение 15 мин. После окончания обработки смесь сепарирую в еще теплом состоянии. На декантаторе отделяют жидкую фазу от твердо Шдкая фаза состоит из теплого раствора и из расплава говяжьего жира Последний имеет темно-коричневьй цвет с зеленым отливом, что обуслов лено белковым концентратом хлоропласта. После сепарирования из декантатора отбирают следующие фракци Твердая фаза. . 755 кг продукта с содержанием сухого вещества 32-35%. Продукт содержит, % в расчете на сухое вещест во: белок-сьрец 60, жир-сьфец 15-17 общий жир 20-21, минеральные вещества 8.г Водный раствор. 210 кг с содержанием сухого веще ства 4-5 вес.%. Водный раствор содержит минеральные вещества, водорастворимый углеводородпектин. Расплав говяжьего жира.110-115 кг расплава говяжьего жира с содержанием твердой фазы 95-98 вес.%. Расплав говяжьего жира содержит компоненты жиров хлороплас та, перешедшие в фазу ра&ппава Суспензию, полученную в декантаторе, высушивают обычньв путем. Ис ходный материап содержит 26,8% общего жира и 10,5% жира-сырца, Содержание жиров в белковой фракции элоро,пласта изменяют таким образом, что соотношение общий жир:жир-сырец существенно сдвигается в направлении жира-сырца, который может быть извлечен неполярными растворителями. .В исходном материале указанное соотношение равно 2,6: 1 , в целевом продукте оно составляет 1,3:1. Пример 2. Обрабатывают 1000 кг вьщеленного при 82°С из сока, извлеченного прессованием, нефракционированного белкового концентрата, полученного из люцерны. Белковый концентрат содержит, % в пересчете на сухое вещество: белок-сырец 52, жирсырец 9,9, общий жир 22,3, кроме того ксантофилл 1400 мг/кг и кароти11 800 мг/кг. При сепарировании на декантаторе продукт содержит 55% сухого вещества. Псшученную тонкую взвесь суспендируют водой, устанавливая 20%-ное содержание твердой фазы в суспензии. Легкольющуюся суспензию прибавляют к 80 г моноглицерида стеариновой кислоты, нагретого до 80°С,при этом знергично перемешивают и приводят в действие коллоидную мельницу. После завершения прибавления перемешивают и размалывают еще 30 мин. Перед прибавлением суспензии в расплав к моноглицерину стеариновой кислоты прибавляют 100 г триметилэтилоксихинолина в качестве антиоксиданта. После окончания . тепловой .обработки и коллоидного размола продукт подвергают распылительной сушке. Продукт содержит, % в пересчете на сзгхое вещество: белок-сьфец 42, жир-сырец 32, общий жир 35, вода 5, кроме того, в его состав входят каротин 580 мг/кг и ксантофилл 1200 мг/кг. Жир, имеющийся в продукте, можно извлеч: полярными или неполярныьш растворителями. Выход улучшенного продукта 430 кг. Соотношение общий жир :жир-сь1рец 1:1. Пример 3. 1000 кг белкового концентрата хлоропласта перерабатывают после обычного разделения во влажном состоянии способом, описан- V I -. нь1м в примере 2. После завершения тепловой обработки и размола суспеизИю отделяют во влажном состоянии.

Получают три фазы: водную, которую объединяют с маточником, оставшимся после отделения белковой фракции цитоплазмы, и далее перерабатывают с ним совместно (водная фаза образуется в количестве 700 кг, содержание в ней твердого вещества 3,9-4%); 95 кг расплавленного жира, которьй используют в качестве Д|(бавки для обогащения зеленой твердую фазу в виде 950 кг взвеси с содержанием сухого вещества 32%. Последнюю высушивают способом, описанным в примере 2,

Продукт содержит, % в пересмртре на сухое вещество: белок-С1фец 60, общий жир 18, жир-сырец 16,50 при влажности 8%. Соотношение оборой жир:жир-сырец составляет 1,1:1.

Пример 4. К 200 кг сухого белкового концентрата (содержание сухого вацества 92%) прибавляют 5 кг пропиленгликоля и увлажняют

при 400 кг воды, прибавляемой порциями.

Во время смачивания массу замеуквают. После 3 - 6- асового отстаивания прибдвлением воды устававливают содер |;а{Щ1е сухого веществу

20%. Легкоцьишо юся суспензию далее обрабатывают по способу, отшсанному в примере 2,

В качестве добавляемого жира прйменяют 50 кг грв1 жьегр жира. Црспухт не .отделяют, а сразу же вьюушнвахгг Получают 250 кг хфодукта, в котором соотношение обпрй жир:жир-сырец равно 1,3:1.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КрНЦЕНТIPATA БЕЛКА из ЛИСТЬЕВ,- включающий вьцхеление из сока листьев белка, содержащего хлорогшастовую фракцию, отличающийся тем, что, с целью увеличения стабильности концентрата при хранении, белок.в водной среде смешивают с природш В4 жиром, смесь гомогенизируют, отделяют водную фазу, а оставшуюся белковую фракцию высушивают. 2 Способ по п.1, о тли ч а ю - белок смешивают щ и и с я тем, что, с жиром при 80%. 3. Способ по П.1., .отличающ и и с я , тем,- что к белку добавляют 39,5-60% жира в расчете на сухой вес белка.