Белковый продукт канолы из супернатана
Группа изобретений относится к пищевой промышленности. Белковый продукт канолы имеет содержание белка менее чем 88.98 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 60 мас.% (N×6,25), в расчете на сухую массу, и содержит, по меньшей мере, 85 мас.% белка канолы 2S и менее чем 15 мас.% белка канолы 7S от белка канолы, предпочтительно, по меньшей мере, 90 мас.% белка канолы 2S и менее чем 10 мас.% белка канолы 7S от белков канолы. Способ включает получение водного раствора белков 2S и 7S, термическую обработку водного раствора для осаждения белка канолы 7S или изоэлектрическое осаждение белка канолы 7S из водного раствора, удаление осадка белка 7S из водного раствора и извлечение белкового продукта канолы, имеющего содержание белка менее чем 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 60 мас.% (N×6,25) в расчете на сухую массу. Напиток включает указанный белковый продукт канолы. Группа изобретений позволяет получить продукт, который является полностью растворимым в широком диапазоне значений pH и способен давать прозрачные обогащенные белками напитки. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 пр.
Область техники
Настоящее изобретение относится к получению белковых продуктов канолы и их применению в водном растворе, включая безалкогольные напитки и спортивные напитки.
Уровень техники
В одновременно рассматриваемых Патентных Заявках США №№: 11/038,086, поданной 21 января 2005 года (опубликованная патентная заявка №2005-0181112, WO 2005/067729) и 12/213,500, поданной 20 июня 2008 года (опубликованная патентная заявка №2008-0299282, WO 2009/152621), переуступленных патентовладельцу настоящего изобретения, и изобретение которых включено здесь в качестве ссылок, описано получение изолята белка канолы, имеющего содержание белка, по меньшей мере, около 90 масс.% (N × 6,25), в расчете на сухую массу (d.b.), предпочтительно, по меньшей мере, около 100 масс.% путем термической обработки или изоэлектрического осаждения супернатанта (который может быть частично концентрированным или концентрированным), образовавшегося после осаждения мицеллярной массы белка канолы, что вызывает осаждение белка канолы 7S из супернатанта. После удаления осажденного белка канолы 7S обработанный супернатант высушивают.
Изолят белка канолы, образованный таким образом, с повышенным содержанием белка 2S, по сравнению с необработанным супернатантом, проявляет в водном растворе свойства, лучшие, чем изолят белка канолы, полученный непосредственно из необработанного супернатанта. В дополнение к равной или большей растворимости при различных величинах рН, 28-обогащенный изолят белка канолы, предложенный там, может способствовать улучшению прозрачности в растворе в случае безалкогольных напитков и спортивных напитков, обеспечивая прозрачность обогащенных белками напитков, включая кислые напитки, такие как безалкогольные напитки и спортивные напитки.
Канола также известна как семена рапса или масло из семян рапса.
Сущность изобретения
Было обнаружено, что, если способы, описанные в вышеупомянутых заявках США 11/038,086 и 12/213,500, осуществлять таким образом, чтобы продукт, обогащенный белком канолы 2S, содержал менее чем около 90 масс.% (N × 6,25), в расчете на сухую массу, и, следовательно, не являлся изолятом, так, например, по меньшей мере, около 60 масс.% (N × 6,25), в расчете на сухую массу, при каковой концентрации белковый продукт канолы считают концентратом, то получают белковый продукт канолы, который одинаковым образом полностью растворим в широком диапазоне значений рН и который способен давать прозрачные обогащенные белками напитки, включая кислые напитки, такие как безалкогольные напитки и спортивные напитки.
Этот результат достигается путем исключения или сокращения стадии диафильтрации, осуществляемой на супернатанте, или путем прекращения стадии ультрафильтрации, осуществляемой на супернатанте ранее; таким образом, чтобы меньшие количества загрязнений удалялись во время этих стадий, и, следовательно, белковый продукт канолы получали менее чистым, чем изолят.
В соответствии с одним объектом настоящего изобретения, предложен способ получения белкового продукта канолы, имеющего повышенное содержание белка канолы 2S, который содержит:
(a) получение водного раствора 2S- и 7S-белков, состоящего преимущественно из 2S-белка,
(b) термическую обработку водного раствора с целью вызвать осаждение белка канолы 7S,
(c) удаление осажденного белка 7S из водного раствора, и
(d) извлечение белкового продукта канолы, имеющего содержание белка менее чем около 90 масс.% (N × 6,25), в расчете на сухую массу, и имеющего повышенное содержание белка канолы 2S.
В соответствии с другим объектом настоящего изобретения, предложен способ получения белкового продукта канолы, имеющего повышенное содержание белка канолы 2S, который содержит:
(a) получение водного раствора белков 2S и 7S, состоящего преимущественно из
белка 2S,
(b) изоэлектрическое осаждение белка 7S из водного раствора,
(c) удаление осажденного белка 7S из водного раствора, и
(d) извлечение белкового продукта канолы, имеющего содержание белка менее чем около 90 масс.% (N × 6,25), в расчете на сухую массу, и имеющего повышенное содержание белка канолы 2S по сравнению с водным раствором белков 2S и 7S.
Белковые продукты канолы, получаемые здесь, содержат, по меньшей мере, около 85 масс.% белка канолы 2S и менее чем около 15 масс.% белка канолы 7S, предпочтительно, по меньшей мере, около 90 масс.% белка канолы 2S и менее чем около 10 масс.% белка канолы 7S и, более предпочтительно, столь высокое содержание белка 2S насколько возможно. Как отмечено выше, такой белковый продукт канолы получают путем термической обработки или изоэлектрического осаждения супернатанта, частично концентрированного супернатанта и концентрированного супернатанта, как описано более подробно ниже. Термическая обработка или изоэлектрическое осаждение супернатанта, частично концентрированного супернатанта и концентрированного супернатанта вызывает осаждение белка 7S, который можно удалить из обработанного супернатанта любыми подходящими способами, такими как центрифугирование или фильтрация. Белок 2S не повреждается при обработке и, следовательно, обработка повышает содержание имеющегося белка 2S путем снижения содержания белка 7S.
Белковый продукт канолы растворим в водном растворе в широком диапазоне значений рН, как правило, от около рН 2 до около рН 7,5, предпочтительно, от около 2 до около 4; и при этом, как правило, имеет растворимость, равную или большую, чем у белкового продукта канолы, состоящего преимущественно из белка 2S и полученного непосредственно из супернатанта путем образования и осаждения мицелл белка канолы в тех же экспериментальных условиях получения. В дополнение, водные растворы белкового продукта канолы в безалкогольных напитках, включая как газированные, так и негазированные безалкогольные напитки и спортивные напитки, включая как газированные и негазированные спортивные энергетические напитки, такие как коммерчески доступные, обладают большей прозрачностью, чем такие же водные растворы, полученные из белкового продукта канолы, состоящего преимущественно из белка 2S и полученного непосредственно из супернатанта путем образования и осаждения мицелл белка канолы в тех же условиях получения.
Концентрация белкового продукта канолы в водном растворе, включая раствор в безалкогольных напитках и спортивных напитках, может изменяться в зависимости от предполагаемого применения раствора. Как правило, концентрация белка может изменяться от около 0,1 до около 30 масс.%, предпочтительно, от около 1 до около 5 масс.%.
Предложенные белковые продукты канолы являются подходящими не только для обогащения белком кислых сред, но могут быть использованы в широком спектре традиционных областей применения белковых продуктов, включая, но, не ограничиваясь, обогащением белком переработанных продуктов и напитков, эмульгированием масел, приданием формы выпечке и вспениванием в продуктах, которые содержат газы. В дополнение, белковые продукты канолы могут быть превращены в белковые волокна, используемые в аналогах мяса, и могут быть использованы в качестве заменителя яичного белка или наполнителя в пищевых продуктах, где яичный белок применяют в качестве связующего вещества. Белковые продукты канолы могут также быть применены в пищевых добавках. Другими сферами применения белковых продуктов канолы являются: корм для домашних животных, корм для животных, а также промышленное и косметическое применение и средства личной гигиены.
Подробное описание изобретения
Таким образом, настоящее изобретение включает водные растворы белкового продукта канолы, включая не только те, что были упомянуты выше, но также другие напитки, такие как соки, алкогольные напитки, напитки на основе кофе и напитки на молочной основе.
Начальная стадия способа приготовления белковых продуктов канолы включает солюбилизацию белкового материала из муки из масличных семян канолы. Белковый материал, выделяемый из муки из семени канолы, может представлять собой натуральный белок, имеющийся в семени канолы, или белковый материал может представлять собой белок, модифицированный с помощью генетических манипуляций, но обладающий характерными гидрофобными и полярными свойствами натурального белка. Каноловая мука может быть любой каноловой мукой, полученной в результате удаления канолового масла из масличного семени канолы с различными уровнями неденатурированного белка, что является, например, результатом методов экстракции горячим гексаном или холодной масляной экструзии. Удаление канолового масла из масличного семени канолы обычно осуществляют в виде операции, отдельной от процедуры выделения белкового продукта канолы, описанной здесь.
Солюбилизацию белка осуществляют наиболее эффективно при использовании раствора соли пищевого качества, т.к. присутствие соли способствует выделению растворимого белка из муки из масличного семени. Если изолят белка канолы предполагается использовать для непищевых целей, могут быть использованы химикаты непищевого качества. Солью обычно является хлорид натрия, хотя другие соли, такие как хлорид калия, могут быть использованы. Раствор соли имеет ионную силу, по меньшей мере, около 0,05, предпочтительно, по меньшей мере, около 0,10, чтобы обеспечить возможность осуществления солюбилизации значительных количеств белка. При повышении ионной силы раствора соли степень солюбилизации белка в муке из масличного семени сначала повышается, пока не дойдет до максимального уровня. Любое дальнейшее повышение ионной силы не увеличивает общее количество солюбилизованного белка. Ионная сила раствора соли пищевого качества, который вызывает максимальную солюбилизацию белка, изменяется, в зависимости от используемой соли и выбранной муки из масличного семени.
Ввиду увеличения степени разбавления, требуемой для осаждения белка при возрастании ионной силы, обычно является предпочтительным применение ионной силы на уровне менее чем около 0,8 и, более предпочтительно, на уровне от около 0,1 до около 0,15.
В периодическом способе солевую солюбилизацию белка осуществляют при температуре от около 5°С до около 75°С, предпочтительно, сопровождая ее перемешиванием, чтобы уменьшить время солюбилизации, которое составляет обычно от около 10 до около 60 минут. Предпочтительно осуществлять солюбилизацию так, чтобы экстрагировать, по сути, столько белка из муки из масличного семени, сколько является практически возможным, с тем, чтобы обеспечить общий высокий выход продукта.
Нижняя температурная граница выбрана около 5°С, т.к. солюбилизация протекает непрактично медленно ниже этой температуры, в то время как верхняя предпочтительная температура граница выбрана от около 75°С с учетом температуры денатурации некоторых из данных белков.
В непрерывном способе экстракцию белка из муки из масличного семени канолы осуществляют любым способом, согласующимся с осуществлением непрерывной экстракции белка из муки из масличного семени канолы. В одном воплощении, муку из масличного семени канолы непрерывно смешивают с соляным раствором пищевого качества, и смесь подают через трубу или желоб, имеющие длину и обеспечивающие скорость потока, достаточные для того, чтобы за время пребывания в них осуществлять желаемую экстракцию, в соответствии с параметрами, описанными здесь. При такой непрерывной процедуре стадию солевой солюбилизации осуществляют быстро, за время до около 10 минут; предпочтительно, осуществлять солюбилизацию так, чтобы экстрагировать, по сути, столько белка из муки из масличного семени канолы, насколько является практически возможным. Солюбилизацию в непрерывной процедуре осуществляют при температурах между около 10°С и около 75°С, предпочтительно между около 15°С и около 35°С.
Водный соляной раствор пищевого качества, как правило, имеет рН от около 5 до около 6,8, предпочтительно, от около 5,3 до около 6,2, рН раствора соли может быть установлен на любом желаемом уровне в диапазоне от около 5 до около 6, 8 для целей стадии экстракции путем использования любой подходящей кислоты, обычно хлористоводородной кислоты, или щелочи, обычно гидроксида натрия, по мере необходимости.
Концентрация муки из масличных семян в соляном растворе пищевого качества во время стадии солюбилизации может изменяться в широких пределах. Типичные концентрации составляют от около 5 до около 15% м/о (масса/объем).
Стадия экстракции белка водным раствором соли имеет дополнительный эффект солюбилизации жиров, которые могут присутствовать в каноловой муке, что затем приводит к наличию жиров в водной фазе.
Раствор белка, полученный в результате стадии экстракции, как правило, имеет концентрацию белка от около 5 до около 40 г/Л, предпочтительно, от около 10 до около 30 г/Л.
Водный раствор соли может содержать антиоксидант. Антиоксидант может быть любым подходящим антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество используемого антиоксиданта может изменяться от около 0,01 до около 1 масс.% от массы раствора, предпочтительно около 0,05 масс.%. Антиоксидант служит для того, чтобы ингибировать окисление фенольных веществ в растворе белка.
Водную фазу, полученную в результате стадии экстракции, затем можно отделить от остатка каноловой муки любым подходящим способом, таким как использование декантирующей центрифуги, а затем дисковой центрифуги и/или фильтрация для удаления остатка муки. Отделенный остаток муки может быть высушен для реализации.
Окраска белкового продукта канолы, выделяемого из раствора белка канолы, может быть улучшена, в смысле, ослаблена, и сделана менее интенсивно желтой путем смешивания порошкообразного активированного угля или другого агента, адсорбирующего пигмент с отделенным водным раствором белка и последующим удалением адсорбента, обычно с помощью фильтрации, с образованием раствора белка. Диафильтрацию раствора белка канолы также можно применять для удаления пигмента.
Стадия удаления пигмента может быть проведена в любых подходящих условиях, как правило, при комнатной температуре отделенного водного раствора белка, с использованием любого подходящего агента, адсорбирующего пигмент. В случае порошкообразного активированного угля используют количество от около 0,025% до около 5% м/о, предпочтительно, от около 0,05% до около 2% м/о.
Если мука из семян канолы содержит значительные количества жира, как описано в Патентах США №№5,844,086 и 6,005,076, переуступленных патентовладельцу настоящего изобретения, и описания которых включены в настоящее описание в качестве ссылок, тогда стадии обезжиривания, описанные здесь, или любую другую подходящую процедуру обезжиривания можно осуществлять на отделенном водном растворе белка и на концентрированном водном растворе белка, обсуждаемом ниже. Если осуществляют стадию улучшения окраски, такую стадию можно осуществить после первой стадии обезжиривания.
В качестве альтернативы экстракции водным раствором соли, которой подвергают муку из масличного семени, такую экстракцию можно провести с использованием чистой воды, хотя при применении чистой воды, как правило, экстрагируется меньше белка из муки из масличного семени, чем в случае водного раствора соли. Если используют такую альтернативу, тогда соль в концентрациях, обсуждаемых выше, можно добавлять к раствору белка после отделения от остатка муки из масличного семени для того, чтобы удерживать белок в растворе во время стадии концентрирования, описанной ниже. Если проводят первую стадию удаления жира, соль, как правило, добавляют после завершения таких операций.
Другой альтернативной процедурой является экстракция, которой подвергают муку из масличного семени, раствором соли пищевого качества при относительно высоких уровнях рН, выше около 6,8, как правило, до около 9,9. Показатель рН раствора соли пищевого качества может быть доведен до желаемого щелочного уровня путем применения любой подходящей щелочи пищевого качества, такой как водный раствор гидроксида натрия. Альтернативно, муку из масличного семени можно подвергнуть экстракции раствором соли при относительно низком рН, ниже около рН 5, как правило, вплоть до около рН 3. Если используют такую альтернативу, водную фазу, полученную в результате стадии экстракции из муки из масличного семени, затем отделяют от остатка каноловой муки любым подходящим способом, таким как использование декантерного центрифугирования, с последующим дисковым центрифугированием и/или фильтрацией для удаления остатка муки. Отделенный остаток муки может быть высушен для реализации.
Затем рН водного раствора белка, полученного на стадии экстракции при высоком или низком рН, устанавливают на уровне от около 5 до около 6,8, предпочтительно, от около 5,3 до около 6,2, как обсуждалось выше, перед дальнейшей обработкой, обсуждаемой ниже. Такое регулирование рН можно осуществить с использованием любой подходящей кислоты, такой как хлористоводородная кислота, или щелочи, такой как гидроксид натрия, в зависимости от конкретного случая.
Водный раствор белка концентрируют для увеличения концентрации белка в нем, в то время как ионную силу такового поддерживают практически постоянной. Такое концентрирование, как правило, осуществляют с образованием концентрированного раствора белка, имеющего концентрацию белка, по меньшей мере, около 50 г/Л, предпочтительно, по меньшей мере, около 200 г/Л, более предпочтительно, по меньшей мере, около 250 г/Л.
Стадию концентрирования можно осуществлять любым подходящим способом, соответствующим периодическому или непрерывному способу, таким как использование любой подходящей технологии селективных мембран, такой как ультрафильтрация или диафильтрация, применение мембран, таких как мембраны из пустотелого волокна или рулонные мембраны, с подходящей отсечкой по молекулярному весу, такой как от около 3000 до около 100000 дальтон, предпочтительно, от около 5000 до около 10000 дальтон, с учетом различных материалов и конфигураций мембран, а для непрерывного способа - с учетом размеров, позволяющих достичь желаемого уровня концентрации после прохождения водного раствора белка через мембраны.
Как хорошо известно, ультрафильтрация и подобные технологии селективных мембран позволяют низкомолекулярным частицам проникать через мембрану и в то же время препятствуют проникновению высокомолекулярных частиц. Низкомолекулярные частицы включают не только ионные частицы соли пищевого качества, но также низкомолекулярные материалы, экстрагированные из исходного материала, такие как углеводороды, пигменты и антипитательные факторы, а также любые низкомолекулярные формы белка. Отсечку по молекулярному весу для мембран обычно выбирают такой, чтобы обеспечить сохранение значительного содержания белка в растворе и в то же время позволить загрязнениям проникать через нее, с учетом различных материалов и конфигураций мембран.
Концентрированный раствор белка затем можно подвергнуть стадии диафильтрации с использованием водного раствора соли той же молярности и рН, что и экстрагирующий раствор. Такую диафильтрацию можно осуществить с использованием от около 2 до около 20 объемов раствора диафильтрации, предпочтительно, от около 5 до около 10 объемов раствора диафильтрации. При проведении диафильтрации дополнительные количества загрязнений удаляют из водного раствора белка путем прохождения через мембрану с пермеатом. Операцию диафильтрации можно осуществлять до тех пор, пока никаких значительных дополнительных количеств загрязнения и видимой окраски не останется в пермеате. Такую диафильтрацию можно осуществлять с использованием той же мембраны, как для стадии концентрирования. Однако при необходимости стадию диафильтрации можно осуществлять с использованием отдельной мембраны с другой отсечкой по молекулярному весу, такой как мембрана, имеющая отсечку по молекулярному весу в пределах от около 3000 до около 100000 дальтон, предпочтительно, от около 5000 до около 10000 дальтон, с учетом различных материалов и конфигурации мембран.
Антиоксидант может присутствовать в среде диафильтрации во время, по меньшей мере, части стадии диафильтрации. Антиоксидант можно любым подходящим антиоксидантом, таким как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, используемого в среде диафильтрации, зависит от используемых материалов и может изменяться от около 0,01 до около 1 масс.%, предпочтительно, около 0,05 масс.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления фенольных веществ, присутствующих в концентрированном растворе изолята белка канолы.
Стадию концентрирования и стадию диафильтрации можно осуществлять при любой подходящей температуре, как правило, от около 20° до около 60°С, предпочтительно, от около 20 до около 30°С, и в течение периода времени, необходимого для достижения желаемой степени концентрации. Температура и другие используемые условия до некоторой степени зависят от мембранного оборудования, применяемого для достижения концентрации и от желаемой концентрации белка в растворе.
Концентрированный и, при необходимости, диафильтрованный раствор белка можно подвергнуть дальнейшей операции обезжиривания, если требуется, как описано в Патентах США №№5,844,086 и 6,005,076.
Концентрированный и, при необходимости, диафильтрованный раствор белка можно подвергнуть операции обесцвечивания, альтернативной операции обесцвечивания, описанной выше. Порошкообразный активированный уголь, а также гранулированный активированный уголь (ГАУ) могут быть использованы здесь. Другим материалом, который можно быть применять в качестве цветопоглощающего агента, является поливинилпирролидон.
Стадию обработки цветопоглощающим агентом можно проводить в любых подходящих условиях, как правило, при комнатной температуре, концентрированного и, при необходимости, диафильтрованного раствора белка канолы. В случае порошкообразного активированного угля можно использовать количество от около 0,025% до около 5% м/о, предпочтительно, от около 0,05% до около 2% м/о. В случае применения поливинилпирролидона в качестве цветопоглощающего агента можно использовать количество от около 0,5% до около 5% м/о, предпочтительно, от около 2% до около 3% м/о. Цветопоглощающий агент можно удалить из раствора белка канолы любым подходящим способом, таким как фильтрация.
Концентрированный и, при необходимости, диафильтрованный раствор белка, полученный в результате необязательной стадии обесцвечивания, можно подвергнуть пастеризации, чтобы снизить микробную нагрузку. Такую пастеризацию можно осуществлять в любых желаемых условиях пастеризации. Как правило, концентрированный и, при необходимости, диафильтрованный раствор белка нагревают до температуры от около 55° до около 70°С, предпочтительно, от около 60° до около 65°С, от около 10 до около 15 минут, предпочтительно, около 10 минут. Пастеризованный концентрированный раствор белка затем можно охладить для дальнейшей обработки, как описано ниже, предпочтительно, до температуры от около 25° до около 40°С.
В зависимости от температуры, используемой на стадии концентрирования и необязательной стадии диафильтрации, и от того, осуществляют или нет стадию пастеризации, концентрированный раствор белка можно нагреть до температуры, по меньшей мере, около 20° и вплоть до около 60°С, предпочтительно, от около 25° до около 40°С, чтобы уменьшить вязкость концентрированного раствора белка для облегчения выполнения следующей стадии разбавления и мицеллообразования. Концентрированный раствор белка не следует нагревать сверх температуры, выше которой не происходит мицеллообразование при разбавлении охлажденной водой.
Концентрированный раствор белка, полученный в результате стадии концентрирования и необязательной стадии диафильтрации, необязательной стадии обесцвечивания, необязательной стадии пастеризации и необязательной стадии обезжиривания, затем разбавляют для того, чтобы осуществлять мицеллообразование путем смешивания концентрированного раствора белка с охлажденной водой, имеющей объем, требуемый для достижения желаемой степени разбавления. В зависимости от содержания белка канолы, которое желательно получить мицеллярным путем, и содержания в супернатанте степень разбавления концентрированного раствора белка может быть различной. При более низких уровнях разбавления, в общем случае, большая часть белка канолы остается в водной фазе.
Если желательно обеспечить наибольшее содержание белка мицеллярным путем, концентрированный раствор белка разбавляют примерно от 5 раз до около 25 раз, предпочтительно, от около 10 раз до около 20 раз.
Охлажденная вода, с которой смешивают концентрированный раствор белка, имеет температуру менее чем около 15°С, как правило, от около 1° до около 15°С, предпочтительно менее чем около 10°С, т.к. при этих пониженных температурах получают улучшенные выходы изолята белка в форме белковой мицеллярной массы при используемых факторах разбавления.
В периодическом способе, порцию концентрированного раствора белка добавляют к неподвижному массиву охлажденной воды, имеющему желаемый объем, как обсуждалось выше. Разбавление концентрированного раствора белка и вытекающее из этого понижение ионной силы вызывает образование облакообразной массы сильно ассоциированных молекул белка в форме дискретных белковых капель в мицеллярной форме. При периодической процедуре мицеллы белка оставляют оседать в объеме охлажденной воды с образованием агрегированной, коалесцированной, компактной, аморфной, клейкой, глютеноподобной белковой мицеллярной массы (РММ). Осаждению можно способствовать, например, центрифугированием. При таком индуцированном осаждении снижается содержание жидкости в белковой мицеллярной массе, тем самым содержание влаги понижается, как правило, от около 70% по массе до около 95% по массе до уровня, как правило, от около 50% по массе до около 80% по массе от общей мицеллярной массы. Снижение содержания влаги мицеллярной массы таким способом также понижает содержание соли, окклюдированной в мицеллярной массе, и, следовательно, содержание соли в высушенном изоляте.
Альтернативно, операцию разбавления можно проводить непрерывно путем непрерывного прохождения концентрированного раствора белка через одно входное отверстие Т-образной трубки, в то время как разбавляющую воду подают в другое входное отверстие Т-образной трубки, что делает возможным смешивание в трубке. Разбавляющую воду подают в Т-образную трубку со скоростью, достаточной для достижения желаемой степени разбавления концентрированного раствора белка.
Смешивание концентрированного раствора белка и разбавляющей воды в трубке инициирует образование белковых мицелл, и смесь непрерывно поступает из выходного отверстия из Т-образной трубки в сосуд для осаждения, из которого при полном заполнении допускается вытекание супернатанта. Смесь, предпочтительно, подают в объем жидкости в сосуд для осаждения способом, который минимизирует турбулентность в объеме жидкости.
При непрерывной процедуре белковые мицеллы оставляют оседать в сосуде для осаждения с образованием агрегированной, коалесцированной, компактной, аморфной, клейкой, глютеноподобной белковой мицеллярной массы (РММ), и процедуру продолжают до тех пор, пока не накопится желаемое количество РММ на дне сосуда для осаждения, после чего накопившийся РММ удаляют из сосуда для осаждения. Вместо осаждения путем седиментации, РММ можно отделять непрерывно с помощью центрифугирования.
Сочетание параметров процесса концентрирования раствора белка до предпочтительного содержания белка в количестве, по меньшей мере, около 200 г/л и применение фактора разбавления от около 10 до около 20, приводит к более высоким выходам, часто значительно более высоким выходам, в плане выделения белка в форме белковой мицеллярной массы из исходного экстракта муки, и к гораздо более чистым изолятам, в плане содержания белка, чем достигается при применении любого из известных на современном уровне техники, способов образования изолятов белка, обсуждаемых в ранее упомянутых патентах США.
При использовании непрерывного способа выделения изолята белка канолы, по сравнению с периодическим способом, начальную стадию экстракции белка можно значительно сократить по времени при таком же уровне экстракции белка и можно использовать значительно более высокие температуры на стадии экстракции. В дополнение, при непрерывном способе меньше вероятность загрязнения, чем при периодическом способе, что приводит к более высокому качеству продукта, и процесс можно проводить в более компактном оборудовании.
Осажденный изолят белка канолы отделяют от остатка водной фазы или супернатанта, например, путем декантации остатка водной фазы с осажденной массы или с помощью центрифугирования. РММ можно использовать во влажном состоянии или можно высушить любыми подходящими способами, такими как распылительная сушка или лиофильная сушка, до сухого состояния. Сухая РММ имеет высокое содержание белка, с избытком около 90 масс.% белка, предпочтительно, по меньшей мере, около 100 масс.% белка (рассчитанного по принципу N × 6,25), и является, по большей части, неденатурированной (что установлено с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии). Сухая РММ, выделенная из жирной муки из масличного семени, также имеет низкое остаточное содержание жира, которое может быть ниже около 1 масс.%, если процедуры патентов США 5,844,086 и 6,005,076 используют по мере необходимости.
Как описано в Патенте США No. 7,662,922 (WO 03/088760), переуступленном патентовладельцу настоящего изобретения, и изобретение которого включено здесь в качестве ссылки, РММ состоит, преимущественно, из белка канолы 7S, имеющего содержание белкового компонента от около 60 до 98 масс.% белка 7S, от около 1 до около 15 масс.% белка 12S и от 0 до около 25 масс.% белка 2S.
Супернатант из стадии образования и осаждения РММ содержит значительные количества белка канолы, не осажденного на стадии разбавления, и его обрабатывают, чтобы выделить белковый продукт канолы из него. Как описано в ранее упомянутом Патенте США No. 7,662,922, белковый продукт канолы, полученный из супернатанта, состоит преимущественно из белка канолы 2S и при этом имеет содержание белкового компонента: от около 60 до около 95 масс.% белка 2S, от около 5 до около 40 масс.% белка 7S и от 0 до около 5 масс.% белка 12S.
Супернатант концентрируют, чтобы увеличить концентрацию белка в нем. Такое концентрирование осуществляют путем применения любой подходящей технологии селективных мембран, такой как ультрафильтрация, при использовании мембран с подходящей отсечкой по молекулярному весу, позволяющих низкомолекулярным частицам, включая соль и другие небелковые низкомолекулярные материалы, экстрагированные из белкового исходного материала, проходить через мембрану, в то время как белок канолы остается в растворе. Ультрафильтрационные мембраны с отсечкой по молекулярному весу от около 3000 до 100000 дальтон, предпочтительно, от около 5000 до около 10000 дальтон, с учетом различных материалов и конфигурации мембран, могут быть использованы. Концентрирование супернатанта, следовательно, также снижает объем жидкости, подлежащей удалению для того, чтобы выделить белок. Супернатант, как правило, концентрируют до концентрации белка, по меньшей мере, около 50 г/Л, предпочтительно от около 100 до около 300 г/л, более предпочтительно, от около 200 до около 300 г/л перед высушиванием. Такая операция концентрирования может быть проведена в периодическом режиме или в непрерывном режиме, как описано выше для стадии концентрирования раствора белка.
Концентрированный супернатант затем можно подвергнуть стадии диафильтрации с использованием воды, раствора соли или подкисленной воды. Такую диафильтрацию можно осуществлять при использовании от около 2 до около 20 объемов диафильтрационного раствора, предпочтительно, от около 5 до около 10 объемов диафильтрационного раствора. В операции диафильтрации дополнительные количества загрязнений удаляют из водного супернатанта путем прохождения через мембрану с пермеатом. Операцию диафильтрации можно проводить до тех пор, пока не останется никаких значительных дополнительных количеств загрязнения и видимого окрашивания в пермеате. Такую диафильтрацию можно проводить с использованием той же мембраны, что и на стадии концентрирования. Однако, если желательно, диафильтрацию можно осуществлять с использованием отдельной мембраны, такой как мембрана с отсечкой по молекулярному весу в пределах от около 3000 до около 100000 дальтон, предпочтительно, от около 5000 до около 10000 дальтон, с учетом различных материалов и конфигурации мембраны.
Для получения белкового продукта канолы, содержащего менее чем 90 масс.% белка (N × 6,25), в расчете на сухую массу, вышеописанные стадии концентрирования и/или диафильтрации, осуществляемые на супернатанте, регулируют таким образом, чтобы удалять меньше загрязнений из супернатанта так, чтобы выделяемый белковый продукт канолы имел содержание белка менее чем 90 масс.% белка, такое как, по меньшей мере, около 60 масс.% белка (N × 6,25), в расчете на сухую массу, такое как при исключении или сокращении стадии диафильтрации и/или в случае прекращения стадии ультрафильтрации раньше.
Антиоксидант может присутствовать в диафильтрационной среде во время, по меньшей мере, части стадии диафильтрации. Антиоксидантом может быть любой подходящий антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновая кислота. Количество антиоксиданта, используемого в диафильтрационной среде, зависит от используемых материалов и может изменяться от около 0,01 до около 1 масс.%, предпочтительно, около 0,05 масс.%. Антиоксидант служит для ингибирования окисления фенольных веществ, присутствующих в концентрированном растворе изолята белка канолы.
Концентрированный и, при необходимости, диафильтрованный раствор белка можно подвергнуть операции обесцвечивания. Порошкообразный активированный уголь можно применять здесь, а также гранулированный активированный уголь (ГАУ). Другим материалом, который можно применять в качестве цветопоглощающего агента, является поливинилпирролидон.
Стадию обработки цветопоглощающим агентом можно проводить в любых подходящих условиях, как правило, при комнатной температуре раствора белка канолы. В случае порошкообразного активированного угля можно применять количество от около 0,025% до около 5% м/о, предпочтительно, от около 0,05% до около 2% м/о. В случае применения поливинилпирролидона в качестве цветопоглощающего агента можно использовать количество от около 0,5% до около 5% м/о, предпочтительно, от около 2% до около 3% м/о. Цветопоглощающий агент можно удалить из раствора белка канолы любыми подходящими способами, такими как фильтрация.
В соответствии с одним объектом настоящего изобретения, концентрированный и, при необходимости, диафильтрованный супернатант, после необязательной операции обесцвечивания, обрабатывают нагреванием или подвергают изоэлектрическому осаждению, чтобы уменьшить количество белка 7S, присутствующего в растворе, путем удаления полученного в результате осаждения белка 7S и тем самым увеличить содержание белка 2S в белке канолы, присутствующем в концентрированном супернатанте.
Такую термическую обработку можно осуществлять с использованием температурного и временного профиля, достаточного для уменьшения содержания 7S, присутствующего в концентрированном супернатанте, предпочтительно, для снижения содержания белка 7S в значительной степени. В общем случае содержание белка 7S в супернатанте сокращается на, по меньшей мере, около 50 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере, около 75 масс.% с помощью термической обработки. В общем случае термическую обработку можно осуществлять при температуре от около 70° до около 120°С, предпочтительно, от около 75° до около 105°С, в течение от около 1 секунды до около 30 минут, предпочтительно, от около 5 до около 15 минут.
Концентрированный, термически обработанный супернатант можно подкислить перед высушиванием до рН, соответствующего предполагаемому применению высушенного продукта. Как правило, рН опускают до около 2 - около 5, предпочтительно, от около 2,5 до около 4.
Концентрированный термически обработанный супернатант после удаления осажденного белка 7S можно высушить с помощью любой подходящей технологии, такой как распылительная сушка или лиофильная сушка, до сухого состояния с образованием белкового продукта канолы, в соответствии с настоящим изобретением. Такой белковый продукт канолы имеет содержание белка менее чем около 90 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере, около 70 масс.% белка, (из расчета N × 6,25), в расчете на сухую массу, и, как предполагается, является, по большей части, неденатурированным.
Такой белковый продукт канолы содержит высокую долю белка 2S, предпочтительно, по меньшей мере, 90 масс.% и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, около 95 масс.%, белка канолы в продукте. Также имеется часть белка 7S в продукте.
Альтернативно, термическую обработку супернатанта для осаждения белка 7S можно осуществить на супернатанте перед стадиями концентрирования и диафильтрации, упомянутыми выше. Затем, после удаления осажденного белка 7S, супернатант концентрируют, при необходимости, диафильтруют, при необходимости, подвергают операции обесцвечивания и высушивают с образованием белкового продукта канолы, согласно изобретению.
В качестве дополнительной альтернативы, супернатант сначала можно частично сконцентрировать до любого подходящего уровня. Частично концентрированный супернатант затем подвергают тепловой обработке для осаждения белка 7S. После удаления осажденного белка 7S супернатант дополнительно концентрируют, как правило, до концентрации от около 50 до около 300 г/л, предпочтительно, от около 200 до около 300 г/л, при необходимости, диафильтруют, при необходимости, подвергают операции обесцвечивания и высушивают с образованием белкового продукта канолы, согласно изобретению.
Осажденный белок 7S удаляют из супернатанта, частично концентрированного супернатанта или концентрированного супернатанта любыми подходящими способами, такими как центрифугирование или фильтрация или их сочетание.
После удаления осажденного белка 7S термически обработанный супернатант или частично концентрированный термически обработанный супернатант можно подкислить в любой момент, во время или после концентрирования или диафильтрации, как обсуждалось выше, перед высушиванием для выделения белкового продукта канолы Такое подкисление можно осуществить до рН, соответствующего предполагаемому применению высушенного изолята, как правило, рН вплоть до около 2 - около 5, предпочтительно, от около 2,5 до около 4, для применения в кислых напитках.
В другом воплощении изобретения, супернатант после мицеллообразования и осаждения подвергают изоэлектрическому осаждению с образованием нового белкового продукта канолы по изобретению. Перед изоэлектрическим осаждением супернатант можно сначала сконцентрировать или частично сконцентрировать, как обсуждалось выше в отношении термической обработки.
В такой процедуре изоэлектрического осаждения соль (обычно хлорид натрия, хотя можно использовать другие соли, такие как, хлорид калия) сначала добавляют к супернатанту, частично концентрированному супернатанту или концентрированному супернатанту с образованием подсоленного раствора, имеющего проводимость, по меньшей мере, около 0,3 мСм, предпочтительно, от около 10 до около 20 мСм.
Значение рН подсоленного супернатанта устанавливают на таком уровне, чтобы вызвать изоэлектрическое осаждение белка 7S, как правило, рН от около 2,0 до около 4,0, предпочтительно, от около 3,0 до около 3,5. Изоэлектрическое осаждение белка 7S можно осуществлять в широком температурном диапазоне, как правило, от около 5°С до около 70°С, предпочтительно, от около 10°С до около 40°С. Осажденный белок 7S удаляют из супернатанта, подвергшегося изоэлектрическому осаждению, любыми подходящими способами, такими как центрифугирование или фильтрация или их сочетание.
Супернатант, подвергшийся изоэлектрическому осаждению, если он еще не был сконцентрирован, затем концентрируют, как обсуждалось выше в отношении стадии термической обработки, и диафильтруют для удаления соли перед высушиванием концентрированного и диафильтрованного супернатанта с образованием белкового продукта канолы по изобретению. Концентрированный и диафильтрованный супернатант можно профильтровать для удаления остатка твердых частиц и подвергнуть необязательной стадии обесцвечивания, как обсуждалось выше, перед высушиванием с применением любых подходящих технологий, таких как распылительная сушка или лиофильная сушка, до сухого состояния с образованием белкового продукта канолы, согласно настоящему изобретению, имеющего менее чем около 90 масс.% белка (N × 6,25), в расчете на сухую массу.
Белковый продукт канолы, полученный здесь, является растворимым в кислой водной среде, что делает продукт идеальным для включения в напитки как газированные, так и негазированные, с целью обогащения их белком. Такие напитки имеют широкий диапазон кислых значений рН, в пределах от около 2,5 до около 5. Белковый продукт канолы, предложенный здесь, можно добавлять в такие напитки в любом подходящем количестве, чтобы обеспечить обогащение белком таких напитков, например, по меньшей мере, около 5 г белкового продукта канолы на порцию. Добавленный белковый продукт канолы растворяется в напитке, и непрозрачность напитка не увеличивается при термической обработке. Белковый продукт канолы можно смешивать с сухим напитком перед восстановлением напитка путем растворения в воде. В некоторых случаях модификация нормальной готовой формы напитка может потребоваться для того, чтобы допустить присутствие композиции по изобретению, если, компоненты, присутствующие в налитке, могут отрицательно влиять на способность композиции изобретения оставаться растворенной в напитке.
ПРИМЕРЫ
Пример 1:
Этот Пример иллюстрирует получение белкового продукта канолы с менее чем 90 масс.% белка, в расчете на сухую массу, в соответствии с одним воплощением изобретения.
'а' кг каноловой муки прибавляли к 'b' Л 'с' М раствора NaCl при комнатной температуре и перемешивали в течение 30 минут с образованием водного раствора белка. Остаток каноловой муки удаляли, и полученный раствор белка частично осветляли центрифугированием с получением 'd' Л частично осветленного раствора белка, имеющего содержание белка 'е' % по массе. Частично осветленный раствор белка затем фильтровали для дальнейшего осветления с образованием раствора объема 'f', имеющего содержание белка 'g' по массе.
Аликвоту 'h' Л раствора экстракта белка сокращали в объеме до 'i' Л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой (PES) мембране, имеющей отсечку по молекулярному весу 'j' дальтон. Этот ретентат затем пастеризовали при 60°С в течение 1 минуты. Полученный пастеризованный концентрированный раствор белка имел содержание белка 'k' % по массе.
Концентрированный раствор при 'l'°С разводили в соотношении 'm' в холодной обратноосмотической (RO) воде, имеющей температуру 'n'°С. Белое облако, образовывавшееся мгновенно, оставляли оседать. Верхнюю разбавляющую воду удаляли, и осажденную, вязкую, клейкую массу (РММ) выделяли путем центрифугирования с выходом 'о' масс.% от массы фильтрованного раствора белка и высушивали. Было найдено, что высушенная белковая РММ имеет содержание белка 'р' масс.% (N × 6,25), в расчете на сухую массу. Продукт получил обозначение 'q' С300.
Затем проводили термическую обработку супернатанта, описанную выше.
'r' Л супернатанта нагревали до 80°С в течение 10 минут и затем центрифугировали для удаления осажденного белка. Центрифугированный термически обработанный супернатант сокращали в объеме до 's' Л путем использования для ультрафильтрации полиэфирсульфоновой (PES) мембраны, имеющей отсечку по молекулярному весу 't' Дальтон, а затем концентрат диафильтровали на той же мембране с 'u' Л воды, проводимость, которой доведена до 1 мСм с помощью хлорида натрия. Диафильтрованный концентрат содержал 'v' % белка по массе. Вместе с дополнительным белком, выделяемым из супернатанта, общий выход белка из фильтрованного раствора белка составлял 'w' масс.%. Порцию 'х' Л концентрата доводили до рН 3 с помощью НСl и подвергали стадии осветления путем ее прохождения через слой гранулированного активированного угла объемом 'у' Л со скоростью 'z' BV/hr (объем слоя в час) при рН 3. 'аа' Л раствора, обработанного ГАУ, имеющего ослабленную окраску и содержание белка 'ab' % по массе, затем подвергали распылительной сушке, присваивать обозначение 's' C200HSC, и он имел содержание белка 'ас' масс.% (N × 6,25), в расчете на сухую массу. Параметры от 'а' до 'ас' для одного цикла приведены в Таблице I, следующей ниже.
Пример 2:
Этот Пример иллюстрирует получение нового белкового продукта канолы с менее чем 90% белка по массе, в соответствии с другим воплощением изобретения.
'а' кг каноловой муки прибавляли к 'b' Л 'с' М раствора NaCl при комнатной температуре и перемешивали в течение 30 минут с образованием водного раствора белка. Остаток каноловой муки удаляли, и полученный раствор белка частично осветляли путем центрифугирования для получения 'd' Л частично осветленного раствора белка, имеющего содержание белка 'е' % по массе. Частично осветленный раствор белка затем фильтровали для дальнейшего осветления, с получением раствора объемом 'f', имеющего содержание белка 'g' по массе.
Аликвоту 'h' Л раствора экстракта белка сокращали в объеме до 'i' Л путем концентрирования на поливинилиденфторидной (PVDF) мембране, имеющей отсечку по молекулярному весу 'j' дальтон. Этот ретентат затем пастеризовали при 60°С в течение 10 минут. Полученный пастеризованный концентрированный раствор белка имел содержание белка 'k' % по массе.
Концентрированный раствор при 'l' °С разводили в соотношении 'm' в холодной обратноосмотической (RO) воде, имеющей температуру 'n' °С. Белое облако, образовывавшееся мгновенно, оставляли оседать. Верхнюю разбавляющую воду удаляли, и осажденную, вязкую, клейкую массу (РММ) выделяли путем центрифугирования с выходом 'о' масс.% от массы фильтрованного раствора белка и высушивали. Было найдено, что высушенная белковая РММ имеет содержание белка 'р' масс.% (N × 6,25), в расчете на сухую массу. Продукт получил обозначение 'q' С300.
Затем проводили термическую обработку супернатанта, описанную здесь.
'r' Л супернатант сокращали в объеме до 's' Л путем использования ультрафильтрации на поливинилиденфторидной (PVDF) мембране, имеющей отсечку по молекулярному весу 't' дальтон. Концентрат содержал 'u' % белка по массе. Вместе с дополнительным белком, выделяемым из супернатанта, общий выход белка из фильтрованного раствора белка составлял 'v' масс.%. Концентрат затем нагревали до 85°С в течение 10 минут, перед тем как подвергнуть дальнейшей стадии центрифугирования для осветления. Полученный фугат ('w' Л), имеющий содержание белка 'х' % по массе, подвергали стадии осветления путем его прохождения через смолу-адсорбент с объемом слоя 'y' Л со скоростью 'z' BV/hr (объем слоя в час), 'аа' Л раствора, обработанного смолой, имеющего пониженную окраску и содержание белка 'ab' % по массе, затем высушивали распылительной сушкой, присваивали обозначение 's' C200HR, и он имел содержание белка 'ас' масс.% (N х 6,25), в расчете на сухую массу.
Параметры от 'а' до 'ас' для Примеров 1 и 2 приведены в следующей Таблице I:
| Таблица I | |||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 1 | Пример 2 | ||
| q | BW-SD076-I24-07A | BW-SD062-A12-06A | 0 | 57 | 17 |
| a | 170 | 98 | P | 98,99 | 102.21 |
| b | 1,700 | 1,080 | r | 1,346 | 398 |
| с | 0,15 | 0,15 | s | 62,4 | 30,2 |
| d | 1.321.5 | 735.8 | t | 5000 | 5000/30000 |
| e | 1,55 | 1.50 | u | 240 | 6.22 |
| f | 1.280 | 1.020 | V | 8,43 | 30.7 |
| g | 1.55 | 1.37 | w | 84 | 22.3 |
| h | 1280 | 1,020 | X | 58,1 | 4,40 |
| i | 88,35 | 37.5 | Y | 5 | 5 |
| i | 100000 | 30000 | z | 2 | 2 |
| k | 19.24 | 14.35 | aa | 58,8 | 25,3 |
| 1 | 30 | 29 | ab | 7.94 | 2,64 |
| m | 1:15 | 1:10 | ac | 88.98 | 70.76 |
| n | 4 | 4 |
Пример 3:
Этот Пример иллюстрирует получение нового белкового продукта канолы с менее чем 90% белка по массе, в соответствии с другим воплощением изобретения.
'а' кг каноловой муки прибавляли к 'b' Л 'с' М раствора NaCl при комнатной температуре и перемешивали в течение 30 минут с образованием водного раствора белка. Остаток каноловой муки удаляли, и полученный раствор белка частично осветляли путем центрифугирования для получения 'd' Л частично осветленного раствора белка, имеющего содержание белка 'е' % по массе. Частично осветленный раствор белка затем фильтровали для дальнейшего осветления, с получением раствора объемом 'f, имеющего содержание белка 'g' по массе.
Аликвоту ('h' Л) раствора экстракта белка сокращали до объема 'i' Л путем концентрирования на полиэфирсульфоновой (PES) мембране, имеющей отсечку по молекулярному весу 'j' дальтон. Ретентат затем пастеризовали при 60°С в течение 1 минуты. Полученный пастеризованный концентрированный раствор белка имел содержание белка 'k' % по массе.
Концентрированный раствор при 'l' °С разводили в соотношении 'm' в холодной обратноосмотической (RO) воде, имеющей температуру 'n'°С. Белое облако, образовывавшееся мгновенно, оставляли оседать. Верхнюю разбавляющую воду удаляли, и осажденную вязкую клейкую массу (РММ) выделяли путем центрифугирования с выходом 'о' масс.% от массы фильтрованного раствора белка и высушивали распылительной сушкой. Было найдено, что высушенная белковая РММ имеет содержание белка 'р' масс.% (N × 6,25), в расчете на сухую массу. Продукт получил обозначение 'q' С300.
Стадию изоэлектрического осаждения, описанную здесь, затем проводили на супернатанте.
Проводимость 'r' Л супернатанта доводили до приблизительно 's' мСм с помощью хлорида натрия. Полученный раствор затем подкисляли до рН 't' путем прибавления НСl, что приводило к осаждению белка 7S. Подкисленный раствор затем осветлять путем центрифугирования и фильтрации с образованием 'u' Л раствора, имеющего содержание белка 'v'. Осветленный раствор белка затем концентрировали ультрафильтрацией с использованием полиэфирсульфоновых (PES) мембран, имеющих отсечку по молекулярному весу 'w' дальтон. Концентрированный раствор затем диафильтровали с объемом 'х' Л обратноосмотической (RO) воды, имеющей рН 3. Диафильтрованный раствор содержал 'у' % белка по массе. Вместе с дополнительным белком, выделяемым из супернатанта, общий выход белка из фильтрованного раствора белка составлял 'z' масс.%. Аликвоту 'аа' Л ретентата подвергали стадии осветления путем ее прохождения через гранулированный активированный уголь с объемом слоя 'ab' Л со скоростью 'ас' BV/hr (объем слоя в час), 'ad' Л раствора, обработанного углем, имеющего пониженную окраску и содержание белка 'ае' % по массе, затем фильтровали до блеска и высушивали распылительной сушкой, он получил обозначение 'q' С200С и имел содержание белка 'af' масс.% (N × 6,25), в расчете на сухую массу. Параметры от 'а' до 'af', для Примера 3 приведены в следующей Таблице II:
| Таблица II | |||
| Пример 3 | Пример 3 | ||
| q | BW-SD087-L03-07A | P | 100,41 |
| а | 60 | R | 530 |
| b | 600 | S | 19 |
| с | 0,15 | t | 3 |
| d | 492 | u | 525 |
| е | 1,65 | V | 0,24 |
| f | 446 | w | 10000 |
| g | 1,48 | X | 120 |
| h | 452 | y | 5,35 |
| i | 27,1 | z | 58,7 |
| J | 100000 | aa | 17,3 |
| k | 16,59 | ab | 1,7 |
| 1 | 31 | ac | 2,5 |
| m | 1:15 | ad | 18,1 |
| n | 3 | ae | 5,10 |
| о | 37 | af | 88,62 |
Пример 4:
Этот Пример показывает окраску и прозрачность жидких образцов (при рН 3), выделенных из супернатанта белковых продуктов канолы, полученных в Примерах 1, 2 и 3.
Высушенные образцы белка канолы BW-SD076-I24-07A, BW-SD062-A12-06A и BW-SD087-L03-07A, полученные соответственно в Примерах 1, 2 и 3, наряду с высушенным образцом изолята белка канолы BW-SD062-A12-06A, восстанавливали в водные растворы с содержанием белка 3,2% м/о при их естественном рН. Растворы перемешивали до полной солюбилизации, а затем анализировали на приборе HunterLab ColorQuest ХЕ на цвет и прозрачность. Полученные результаты приведены в следующей Таблице III:
| Содержание белка в сухом продукте | рН раствора | Белок в растворе | Анализ Цвета | ||||
| L* | а* | b | Замутненность (%) | ||||
| Пример 1 BW-SD076-I24-07A |
88,98 | 2,96 | 3,2% | 91,46 | -2,85 | 30,15 | 0% |
| Пример 2 BW-SD062-A12-06A |
70,76 | 3,03 | 3,2% | 91,78 | -2,47 | 26,64 | 2,2% |
| Пример 3 BW-D087-L03-07A |
88,62 | 3,26 | 3,2% | 92,49 | -2,68 | 26,47 | 5,1% |
| Изолят Белка Канолы BW-SA081-C03-08 |
96,6% | 3,45 | 3,2% | 90,82 | -3,48 | 29,88 | 2,9% |
Как можно видеть из Таблицы III, если сравнивать с изолятом белка канолы, уровни окрашивания и прозрачности для продуктов, полученных в Примере 1, Примере 2 и Примере 3 являются очень близкими. Три белковых продукта канолы имеют более высокие уровни L*, чем изолят белка канолы, который показывает более белый цвет. Величины показателей а* для двух белковых продуктов канолы свидетельствуют в пользу того, что растворы являются менее красными по цвету, чем изолят, в то время как уровни b* показывают, что один раствор является слегка более желтым, в то время как другой является менее желтым, чем изолят. Уровни замутненности являются очень низкими для всех продуктов, что показывает, что они все являются очень прозрачными, если солюбилизованы.
Эти наблюдения за окраской и прозрачностью делают возможным вывод о том, что белковые продукты канолы, полученные в Примерах 1, 2 и 3, имеющие менее чем 90 масс.% белка (N × 6,25), в расчете на сухую массу, являются вполне сравнимыми с изолятом белка канолы и являются подходящими для применения в тех областях применения (пища и напитки), где применяют изолят белка канолы.
Резюме
Суммируя, получены белковые продукты канолы с преобладанием 2S, имеющие в водных растворах свойства, сравнимые со свойствами изолятов белка канолы с преобладанием 2S, полученных в заявках США: 11/038,086 и 12/213,500. Модификации являются возможными в пределах объема изобретения.
1. Белковый продукт канолы, имеющий содержание белка менее чем 88.98 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 60 мас.% (N×6,25), в расчете на сухую массу, и содержащий, по меньшей мере, 85 мас.% белка канолы 2S и менее чем 15 мас.% белка канолы 7S от белка канолы, присутствующего в белковом продукте канолы, предпочтительно, по меньшей мере, 90 мас.% белка канолы 2S и менее чем 10 мас.% белка канолы 7S от белков канолы, присутствующих в белковом продукте канолы.
2. Белковый продукт канолы по п. 1, который получают путем (а) термической обработки водного супернатанта, частично концентрированного супернатанта или полностью концентрированного супернатанта от образования мицелл белка канолы; удаления осадка и высушивания остатка раствора или (b) изоэлектрического осаждения водного супернатанта, частично концентрированного супернатанта или полностью концентрированного супернатанта от образования мицелл белка канолы; удаления осадка и высушивания остатка раствора.
3. Способ получения белкового продукта канолы по п. 1, включающий:
(a) получение водного раствора белков 2S и 7S, состоящего, преимущественно, из белка 2S,
(b) термическую обработку водного раствора с целью вызвать осаждение белка канолы 7S или изоэлектрические осаждения белка канолы 7S из водного раствора,
(c) удаление осадка белка 7S из водного раствора, и
(d) извлечение белкового продукта канолы, имеющего содержание белка менее чем 90 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 60 мас.% (N×6,25), в расчете на сухую массу, и имеющего повышенное содержание белка канолы 2S.
4. Способ по п. 3, в котором (а) указанную стадию термической обработки осуществляют при температурных и временных условиях термической обработки или (b) указанную стадию изоэлектрического осаждения осуществляют при pH и солевых условиях изоэлектрического осаждения, достаточных для осаждения, по меньшей мере, 50%, предпочтительно, по меньшей мере, 75% белка канолы 7S, присутствующего в указанном водном растворе.
5. Способ по п. 3, в котором указанную стадию термической обработки осуществляют путем нагревания водного раствора в течение от 1 секунды до 30 мин при температуре от 70˚ до 120˚C, предпочтительно, от 5 до 15 мин при температуре от 75˚ до 105˚C.
6. Способ по п. 3, в котором указанное изоэлектрическое осаждение осуществляют путем:
(i) подсаливания водного раствора до проводимости, по меньшей мере, 0,3 мСм, предпочтительно, от 10 до 20 мСм, и
(ii) доведения pH подсоленного водного раствора до уровня от 2,0 до 4,0, предпочтительно, от 3,0 до 3,5.
7. Способ по п. 3, в котором указанный водный раствор белков канолы 2S и 7S представляет собой супернатант, частично концентрированный супернатант или концентрированный супернатант от образования и осаждения мицелл белка канолы.
8. Способ по п. 7, в котором указанное образование мицелл белка канолы осуществляют путем:
(a) экстракции из муки из масличного семени канолы при температуре, по меньшей мере, 5˚C с целью вызвать солюбилизацию белка в указанной муке из масличного семени канолы и образование водного раствора белка,
(b) отделения указанного водного раствора белка от остатка муки из масличного семени,
(c) увеличения концентрации указанного водного раствора белка до, по меньшей мере, 200 г/л при поддержании ионной силы практически постоянной с помощью технологии селективных мембран с образованием концентрированного раствора белка,
(d) разведения указанного концентрированного раствора белка в охлажденной воде, имеющей температуру ниже 15˚C, с целью вызвать образование белковых мицелл, и
(e) отделения супернатанта от осажденной белковой мицеллярной массы.
9. Способ по п. 3, в котором указанный супернатант концентрируют до концентрации белка от 100 до 400 г/л, предпочтительно, от 200 до 300 г/л перед указанной термической обработкой или указанным изоэлектрическим осаждением.
10. Способ по п. 9, в котором указанную стадию концентрирования осуществляют путем ультрафильтрации с применением мембраны, имеющей отсекание по молекулярному весу от 3000 до 100000 дальтон.
11. Способ по п. 10, в котором концентрированный супернатант, полученный в результате ультрафильтрации, подвергают диафильтрации перед указанной стадией термической обработки или указанной стадией изоэлектрического осаждения.
12. Способ по п. 11, в котором указанную стадию диафильтрации осуществляют с использованием от 2 до 20 объемов, предпочтительно, от 5 до 10 объемов воды и с применением мембраны, имеющей отсечку по молекулярному весу от 3000 до 100000 дальтон.
13. Способ по п. 3, дополнительно включающий:
(е) приготовление указанного белкового продукта канолы в виде композиции водного напитка.
14. Напиток, отличающийся тем, что он включает белковый продукт канолы по п. 1 или 2.
