MXPA05000066A - Reduccion de color en el aislado de proteina canola. - Google Patents
Reduccion de color en el aislado de proteina canola.Info
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Abstract
En la recuperacion de aislados de proteina canola provenientes de semillas aceite canola se llevan a cabo los pasos para inhibir la formacion de componentes colorantes y reducir la presencia de materiales que tienden a formar componentes colorantes, para obtener un aislado de proteina canola mas claro y menos amarillo.
Description
REDUCCIÓN DE COLOR EN EL AISLADO DE PROTEÍNA CAÑOLA
REFERENCIA CON SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica la prioridad de conformidad con el 35 USC 119(e) a partir de las solicitudes de patentes provisionales de los Estados Unidos Nos. 60/389,957 presentada el 20 de junio de 2002 y 60/432, 985 presentadas el 6 de noviembre de 2002.
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con la recuperación de aislado de proteina cañóla a partir de harinas de semilla cañóla.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En las patentes de los Estados Unidos Nos. 5,844,086 y 6,005,076 ("Murray II"), cedida al cesionario de la misma y las exposiciones de las mismas se incorporan en la presente como referencia, en ella se describe un proceso para el aislamiento de los aislados proteinicos provenientes de la harina de semillas oleaginosas que tienen un contenido significativo de grasas, incluyendo harina de semilla de aceite cañóla que tiene este contenido. Los pasos implicados en este proceso incluyen solubilizar el material proteináceo proveniente de la harina de semillas oleaginosas que también solubiliza la grasa en la harina y retira la grasa de la solución proteinica acuosa resultante. La solución proteinica acuosa se puede separar de la harina de semillas oleaginosas residual antes o después del paso de la eliminación de las grasas . La solución de proteina desgrasada luego se concentra para aumentar la concentración de proteínas mientras que se mantenga la resistencia iónica substancialmente constante, después de lo cual la solución proteinica concentrada se puede someter a un paso de eliminación de grasas adicional. La solución proteinica concentrada luego se diluye para provocar la formación de una masa con apariencia turbia de moléculas proteínicas bastante agregadas como gotitas proteínicas discretas en forma micelar. Las micelas proteínicas se dejan sedimentar para formar una masa agregada, fundida, densa, amorfa, viscosa similar a gluten de aislado proteínico, denominada "masa micelar proteinica" o PM , que se separa de la fase acuosa residual y se seca. El aislado de proteínas tiene un contenido proteínico (según se determina por nitrógeno Kjeldahl u otro procedimien o convencional N x 6.25) de al menos aproximadamente 90% en peso, está prácticamente sin desnaturalizar (según se determina por calorimetría de exploración diferencial) y tiene un bajo contenido de grasa residual. El término
"contenido de proteínas" según se utiliza en la presente se refiere a la cantidad de proteína en el aislado de proteínas expresado sobre una base en peso seco. El rendimiento del aislado proteínico obtenido utilizando este procedimiento, por lo que se refiere a la proporción de proteína extraída de la harina de semillas oleaginosas que se recupera como el aislado proteínico seco en general fue menor al 40% en peso, típicamente aproximadamente 20% en peso. El procedimiento descrito en la patente de
Murray II mencionada anteriormente se desarrolló como una modificación y una mejora sobre el procedimiento para formar un aislado proteínico a partir de una variedad de materiales con fuente de proteínas, incluyendo semillas oleaginosas, según se describe en la USP 4,208,323 (Murray IB) . ' Las harinas de semillas oleaginosas disponibles en 1980, cuando se otorgó la USP 4,208,323, no tenían los niveles de contaminación de grasas de las harinas de semilla de aceite cañóla en el momento de las patentes de Murray II, y, como una consecuencia, el procedimiento de la patente de Murray IB no puede producir, a partir de estas harinas de semillas oleaginosas, materiales proteináceos que tengan más del 90% en peso de contenido proteinico. No existe ninguna descripción de cualesquiera experimentos específicos en la patente de Murray IB llevados a cabo utilizando harina de semilla de colza (cañóla) como el material de partida . La patente de Murray IB se diseñó para ser una mejora en el proceso descrito en los patentes de los Estados Unidos Nos. 4,169,090 y 4,285,862 (Murray IA) mediante la introducción del paso de concentración antes de la dilución para formar la PMM . Las patentes de Murray IA describen un experimento que implica semilla de colza, aunque no proporcionan indicación de la pureza del producto. El paso de concentración descrito en la patente de Murray IB sirvió para mejorar el rendimiento del aislado proteinico de aproximadamente 20% para el proceso de Murray IA. Una dificultad que los aislados de proteína cañóla producidos mediante estos procedimientos anteriores poseen es un color amarillo relativamente oscuro y un sabor desagradable. Se ha reportado que los compuestos fenólicos son los responsables de estos problemas de los productos de proteína cañóla incluyendo las harinas . Cañóla contiene aproximadamente diez veces la cantidad de compuestos fenólicos como se encuentran en las soyas y pueden comprender sinapina y taninas condensadas. En el momento de la oxidación, los compuestos fenólicos pueden dar lugar al desarrollo de un color oscuro. Este problema es particularmente grave con los productos de proteína cañóla producidos mediante precipitación isoeléctrica donde las condiciones bastante alcalinas conducen a una rápida oxidación de los compuestos fenólicos a quinonas, que luego reaccionan con la proteína e imparten un color verde o café oscuro a la proteína y a las soluciones de la misma. Otros compuestos y reacciones también pueden contribuir a la formación de color.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los solicitantes proporcionan en la presente una mejora en un proceso para formar un aislado de proteína ca óla en donde las semillas de ca óla se procesan para formar una harina de proteína cañóla, la harina de proteína ca óla se extrae para formar una solución proteínica acuosa, la solución proteínica acuosa se concentra, y el aislado de proteína cañóla se recupera de la solución proteínica acuosa concentrada. Los compuestos fenólicos se extraen de la harina de cañóla en el paso de extracción y la cantidad de fenólicos libres presente se puede extraer mediante absorbancia UV a 330 nm (A330) . Estos fenólicos están propensos a la oxidación para quinonas y que reaccionan con las proteínas para formar compuestos con coloración que tienden a absorber longitudes de onda superiores. La determinación de absorbancia a 420 nm (A420) proporciona una medición más directa de la coloración amarilla visual real del aislado y las soluciones de proteína cañóla. En la presente invención, durante el procesamiento para obtener el aislado de proteína cañóla, se levan a cabo los pasos para eliminar los fenólicos de tal forma que no puedan formar componentes de coloración visibles, para inhibir la oxidación de fenólicos a componentes de coloración visibles y eliminar otros componentes de coloración visibles . La mejora proporcionada por un aspecto de la presente invención incluye efectuar al menos un paso de proceso durante el proceso descrito anteriormente que da por resultado en un aislado de proteina cañóla que tiene un color disminuido. Los solicitantes han tomado un enfoque multifacético a este procedimiento y se pueden tomar uno o más de diversos pasos incluyendo: procesamiento de la semilla cañóla tratamiento de la harina utilizar una forma específica de la harina de proteína cañóla - efectuar la extracción de una proteína cañóla bajo condiciones específicas - procesamiento del extracto procesamiento del aislado de proteína cañóla recuperado Se pueden emplear dos o más de estos procedimientos y con frecuencia se utilizan combinaciones de estos procedimientos. Cuando se efectúa el procesamiento de semillas, el procedimiento incluye al menos la inactivación de mirosinasa en las semillas mientras todavía están en la cácara. Al inactivar la mirosinasa, cualquier efecto catalizador de la mirosinasa en la descomposición de glucosinolatos en los componentes de azufre que son anti-nutrient e s que contribuyen al sabor y color. El procedimiento se describe con mayor detalle en la solicitud de patente copendiente de los Estados Unidos No. presentada , cedida al cesionario de la misma y la exposición de la misma se incorpora en la presente como referencia. El tratamiento de la harina puede incluir la extracción de la harina con un solvente orgánico miscible en agua incluyendo alcoholes, tales como por ejemplo, etanol, para extraer los fenólicos y/u otros componentes colorantes. Cuando se utiliza una forma específica de la harina de proteína cañóla, esta harina puede ser una harina desolventizada con aire, preparada al eliminar el solvente residual de la extracción de solventes de la harina de semilla de aceite cañóla a una temperatura inferior de aproximadamente 50°C, generalmente a una temperatura ambiente entre aproximadamente 15° y 30°C. Además, la forma específica de la harina de proteína cañóla puede ser una harina de semilla de aceite cañóla tostada a baja temperatura, preparada al eliminar el solvente residual de la extracción de solventes de harina de semilla de aceite cañóla a una temperatura elevada inferior de aproximadamente Cuando el paso del proceso incluye el paso de extracción, el paso de extracción se puede efectuar en presencia de un antioxidante para inhibir la oxidación de fenólicos y la formación de color visible. Alternativamente o en combinación, la solución proteinica acuosa formada por el paso de extracción se puede tratar con al menos un agente adsorbente de componentes colorantes. Además, o alternativamente, el tratamiento con al menos un agente adsorbente de componentes colorantes se puede efectuar en la solución de proteina cañóla concentrada formada en el paso de concentración. Cuando el paso del proceso incluye el paso de concentración, la solución de proteina cañóla acuosa concentrada se somete a diafiltración para lavar los colorantes de la solución de proteina cañóla concentrada. La diafiltración se puede llevar a cabo utilizando una solución acuosa que contenga un antioxidante para inhibir la oxidación de fenólicos y la formación de color visible durante la diafiltration. Cuando el paso del proceso incluye el aislado de proteina cañóla recuperado, el paso del proceso puede incluir la extracción del aislado de proteina cañóla utilizando soluciones alcohólicas acuosas, tales como por ejemplo, etanol acuoso, para extraer los fenólicos y/o colorantes visible del aislado de proteina cañóla. El aislado de proteina cañóla se puede recuperar de la solución proteinica acuosa concentrada al agregar la solución acuosa concentrada a agua enfriada para formar una masa micelar de proteínas, y al separar la masa micelar de proteínas del sobrenadante. El sobrenadante se puede procesar para recuperar el aislado de proteína cañóla adicional del mismo al concentrar el sobrenadante, sometiendo el sobrenadante concentrado a diafilt ración para eliminar los fenólicos y/o los colorantes visibles del sobrenadante concentrado y recuperando luego el aislado de proteína cañóla del sobrenadante diafiltrado, tal como por ejemplo, al secar el sobrenadante diafiltrado. Al evitar la formación del color y mejorar el color del aislado de proteína cañóla, el producto se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones. También se cree que la eliminación y prevención de la formación de colorantes de acuerdo con esta invención mejora el sabor de los aislados de proteína cañóla.
El aislado de proteínas producido de acuerdo con el proceso de la presente se puede utilizar en aplicaciones convencionales de aislados proteínicos, tales como por ejemplo, fortificación proteínica de alimentos procesados, emulsificación de aceites, formadores de cuerpo en alimentos cocidos y agentes para formación de espuma en productos que atrapan gases. Además, el aislado de proteínas se puede formar en el interior de las fibras de proteínas, útil en los análogos de carne, se puede utilizar como un sustituto de clara de huevo o extendedor en productos alimenticios donde se utiliza clara de huevo como un aglutinante. El aislado de proteína cañóla se puede utilizar como suplementos nutritivos. Otros usos del aislado de proteína cañóla se encuentran en alimentos para mascotas, alimento para animales y en aplicaciones industriales y cosméticas y en productos para el cuidado personal. De acuerdo con un aspecto específico de la presente invención, se proporciona un proceso para preparar un aislado de proteína cañóla proveniente de harina de semilla de aceite cañóla, que comprende (a) extraer la harina de semilla de aceite ca óla para provocar la solubilización de la proteína en la harina de semilla de aceite cañóla para formar una solución de proteina acuosa que tenga un pH entre aproximadamente 5 y 6.8 al utilizar una solución salina acuosa que contenga un antioxidante, (b) separar la solución proteinica acuosa de la harina de semilla oleaginosa residual, (c) aumentar la concentración proteinica de la solución proteinica acuosa miéntras que se mantenga la resistencia iónica prácticamente constante mediante el uso de una técnica de membrana selectiva para proporcionar una solución proteinica concentrada, (d) diluir la solución proteinica concentrada en agua enfriada que tenga una temperatura inferior a aproximadamente 15 °C para provocar la formación de micelas proteinicas discretas en la fase acuosa, (e) sedimentar las micelas proteinicas para formar una masa micelar proteinica amorfa, viscosa, gelatinosa, similar a gluten, y (f) recuperar la masa micelar proteinica del sobrenadante, la masa micelar proteinica tiene un contenido proteinico de al menos aproximadamente 90% en peso (N x 6.25) sobre una base de peso en seco. De acuerdo con otro aspecto especifico de la presente invención, se proporciona un proceso para preparar una solución de proteina cañóla a partir de harina de semilla de aceite cañóla, que comprende (a) lavar la harina de semilla de aceite cañóla con un alcohol, (b) extraer la harina de semilla de aceite cañóla lavada para provocar la solubili zación de la proteína en la harina de semilla de aceite cañóla lavada para formar una solución proteínica acuosa que tiene un pH entre aproximadamente 5 y 6.8, (c) separar la solución proteínica acuosa de la harina de semilla oleaginosa residual, (d) aumentar la concentración proteínica de la solución proteínica acuosa mientras que se mantiene la resistencia iónica substancialmente constante mediante el uso de una técnica de membrana selectiva para proporcionar una solución proteínica concentrada, (e) diluir la solución proteínica concentrada en agua enfriada que tenga una temperatura inferior de aproximadamente 15°C para provocar la formación de micelas proteínicas discretas en la fase acuosa, (f ) sedimentar las micelas proteínicas para formar una masa micelar proteínica amorfa, viscosa, gelatinosa, gluten-como, y (g) recuperar la masa micelar proteínica del sobrenadante, la masa micelar proteínica tiene un contenido de proteínas de al menos aproximadamente 90% en peso (N x 6.25) sobre una base de peso en seco. De acuerdo con un aspecto específico adicional de la presente invención, se proporciona un proceso para preparar un aislado de proteina cañóla a partir de harina de semilla de aceite cañóla que comprende (a) extraer la harina de semilla de aceite ca óla para provocar la solubili zación proteinica en la harina de semilla de aceite cañóla para formar una solución proteinica acuosa que tenga un pH entre aproximadamente 5 y 6.8, (b) separar la solución proteinica acuosa de la harina de semilla oleaginosa residual, (c) aumentar la concentración proteinica de la solución proteinica acuosa mientras que se mantiene la resistencia iónica substancialment e constante al efectuar la ultrafiltración de la solución proteinica acuosa para proporcionar una solución proteinica concentrada, (d) someter la solución proteinica concentrada a diafiltración, (e) diluir la solución proteinica diafiltrada en agua enfriada que tenga una temperatura inferior a aproximadamente 15°C para provocar la formación de micelas proteinicas discretas en la fase acuosa, (f) sedimentar las micelas proteinicas para formar una masa micelar proteinica amorfa, viscosa, gelatinosa, similar a gluten, y (g) recuperar la masa micelar proteinica del sobrenadante, la masa micelar proteinica tiene un contenido proteinico de al menos aproximadamente 90% en peso (N x 6.25) sobre una base de peso en seco . De acuerdo todavía con aspecto adicional de la presente invención, se proporciona un proceso para preparar un aislado de proteína cañóla a partir de la harina de semilla de aceite cañóla que comprende (a) extraer la harina de semilla de aceite cañóla para provocar la solubili zación de la proteína en la harina de semilla de aceite cañóla para formar una solución proteínica acuosa que tenga un pH entre ap oximadamente 5 y 6.8, (b) separar la solución proteínica acuosa de la harina de semilla oleaginosa residual, (c) aumentar la concentración proteínica de la solución proteínica acuosa mientras que se mantiene la resistencia iónica substancialment e constante mediante el uso de una técnica de membrana selectiva para formar una solución proteínica concentrada, (d) diluir la solución proteínica concentrada en agua enfriada que tenga una temperatura inferior a aproximadamente 15°C para provocar la formación de micelas proteínicas discretas en la fase acuosa, (f) sedimentar las micelas proteínicas para formar una masa micelar proteínica amorfa, viscosa, gelatinosa, similar a gluten, (g) secar la masa micelar proteínica para proporcionar un aislado de proteina cañóla que tenga un contenido de proteína de al menos aproximadamente 90% en peso (N x 6.25) sobre una base de peso en seco, y (h) extraer el aislado de proteína cañóla con una solución alcohólica acuosa. De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, se proporcionan un proceso para preparar un aislado de proteína cañóla a partir de la harina de semilla de aceite cañóla que comprende (a) extraer la harina de semilla de aceite cañóla para provocar la solubili zación proteínica en la harina de semilla de aceite cañóla para formar una solución proteínica acuosa que tenga un pH entre aproximadamente 5 y 6.8, (b) separar la solución proteínica acuosa de la harina de semilla oleaginosa residual, (c) aumentar la concentración proteínica de la solución proteínica acuosa mientras que se mantiene la resistencia iónica subst ancialmente constante mediante el uso de una técnica de membrana selectiva para proporcionar una solución proteínica concentrada, (d) pasteurizar la solución proteínica concentrada para formar una solución proteínica pasteuri zada , (e) diluir la solución proteínica pasteurizada en agua enfriada que tenga una temperatura inferior a aproximadamente 15°C para provocar la formación de micelas proteinicas discretas en la fase acuosa, (f) sedimentar las micelas proteinicas para formar una masa micelar proteinica amorfa, viscosa, gelatinosa, similar a gluten, y (g) recuperar la masa micelar proteinica del sobrenadante, la masa micelar proteinica tiene un contenido proteinico de al menos aproximadamente 90% en peso (N x 6.25) sobre una base de peso en seco. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un proceso para preparar un aislado de proteina cañóla a partir de semilla de aceite cañóla que comprende (a) tratar semillas de aceite cañóla para inactivar las mirosinasas contenidas en las semillas oleaginosas para producir semillas oleaginosas tratadas, (b) procesar las semillas oleaginosas para retirar el aceite cañóla de las mismas y producir una harina de semilla de aceite cañóla, (c) extraer la semilla de aceite cañóla para provocar la sol bilización de la proteína en la semilla de aceite de ca óla para formar una solución acuosa que tenga un pH entre aproximadamente 5 y 6.8, (d) separar la solución proteinica acuosa de la harina de semilla oleaginosa residual, (e) aumentar la concentración proteinica de la solución proteinica acuosa mientras que se mantenga la resistencia iónica prácticamente constante mediante el uso de una técnica de membrana selectiva para proporcionar una solución proteínica concentrada, (f) diluir la solución proteinica concentrada en agua enfriada que tenga una temperatura inferior a aproximadamente 15°C para provocar la formación de micelas proteinicas discretas en la fase acuosa, (g) sedimentar las micelas proteinicas para formar una masa micelar proteinica amorfa, viscosa, gelatinosa, similar a gluten, y (h) recuperar la masa micelar proteinica del sobrenadante, la masa micelar proteinica tiene un contenido proteinico de al menos aproximadamente 90% en peso (N x 6.25) sobre una base de peso en seco. Ca óla también se conoce como semilla de colza o semilla de colza oleaginosa.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INVENCIÓN La mejora de color se puede alcanzar mediante el procesamiento de las semillas. Las semillas desvainadas se someten a calor para la inactivación de mirosinasa utilizando vapor. Las semillas inactivadas luego se pueden procesar de manera convencional para recuperar el aceite de las semillas y para formar la harina de semilla de aceite cañóla.
Se prefiere, de acuerdo con una modalidad de la invención, para que la harina de semilla de aceite para se desolventice tostando a una temperatura elevada inferior de aproximadamente 100°C, debido a que esta harina da lugar a menos desarrollo de color que la harina desolventizada utilizando temperaturas de tostado muy superiores convencionales. La formación de un aislado de proteina cañóla tiene un contenido de proteínas de al menos aproximadamente 90% en peso (N x 6.25), de preferencia al menos aproximadamente 100% en peso, proveniente de esta harina se describe en la solicitud copendiente de la patente de los Estados Unidos No. 10/314,202 presentada el 9 de diciembre de 2002, cedida al cesionario de la misma y la exposición de la misma se incorpora en la presente como referencia. De mayor preferencia, la harina de semilla oleaginosa se desolventiza en el aire a temperaturas inferiores de aproximadamente 50°C, de preferencia cerca de la temperatura ambiente ^entre aproximadamente 15° y 30°C, debido a que incluso menos color que en el caso del uso de la harina tostada está presente en la .solución del extracto. La formación de un aislado de proteína cañóla tiene un contenido de proteínas de al menos aproximadamente 90% en peso (N x 6.25), de preferencia al menos aproximadamente 100% en peso, proveniente de esta harina se describe en las solicitudes copendientes de los Estados Unidos Nos. 60/390,126 presentada el 21 de junio de 2002 y la 60/401, 712 presentada el 8 de agosto de 2002 y presentada , cedida al cesionario de las mismas y las exposiciones de las mismas se incorporan en la presente como referencia . Los aislados de proteina cañóla se pueden formar a partir de la harina de semilla de aceite cañóla. En las solicitudes de patente copendiente de los Estados Unidos Nos. 60/288,415 presentada el 4 de mayo de 2001, 60/326,987 presentada el 5 de octubre de 2001, 60/331,066 presentada el 7 de noviembre de 2001, 60/333,494 presentada el 26 de noviembre de 2001, 60/374, 801 presentada el 24 de abril de 2002 y 10/137,391 presentada el 3 de mayo de 2002 (WO 02/089597), todas cedidas al cesionario de las mismas y las exposiciones de las mismas se incorporan en la presente como referencia, se describe un método para producir el aislado de proteina cañóla a partir de harina de semilla de aceite cañóla, estos aislados tienen al menos aproximadamente 100% en peso del contenido de proteínas (N x 6.25) . El procedimiento incluye un paso de proceso múltiple que comprende extraer la harina de semilla de aceite cañóla utilizando una solución salina, separar la solución proteinica acuosa resultante de la harina de semilla oleaginosa residual, aumentando la concentración proteinica de la solución acuosa a al menos aproximadamente 200 g/L mientras que se mantiene la resistencia iónica substancialmente constante utilizando una técnica de membrana selectiva, diluir la solución proteinica concentrada resultante en agua enfriada para provocar la formación de micelas proteinicas, sedimentar las micelas proteinica para formar una masa micelar proteinica (PMM) amorfa, pegajosa, gelatinosa similar a gluten, y recuperar la masa micelar proteinica proveniente del sobrenadante que tiene un contenido de proteínas de al menos aproximadamente 100% en peso (N x 6.25) . En el sentido en que se utiliza en la presente, el contenido de proteínas se determina sobre una base de peso en seco. La PMM recuperado se puede secar. En una modalidad del proceso descrito anteriormente y como se describe específicamente en las solicitudes de patente de los Estados Unidos Nos. 60/326,987, 60/331,066, 60/333,494, 60/374,801 y 10/137,391, el sobrenadante proveniente del paso de sedimentación de la PMM se procesa para recuperar un aislado de proteínas que comprende el aislado de proteína seco proveniente de la PMM húmeda y el sobrenadante. Este procedimiento se puede efectuar al concentrar inicialmente el sobrenadante utilizando membranas de ultrafiltración , mezclar el sobrenadante concentrado con la PMM húmeda y secar la mezcla. El aislado de proteína cañóla resultante tiene una alta pureza de al menos aproximadamente 90% en peso de proteína (N x 6.25) , de preferencia al menos aproximadamente 100% en peso de proteína (N x 6.25} . En otra modalidad del proceso descrito anteriormente y como se describe específicamente en las solicitudes Nos. 60/333,494, 60/374,801 y 10/137,391, el sobrenadante proveniente del paso de sedimentación de la PMM se procesa para recuperar un aislado proteínico proveniente del sobrenadante. Este procedimiento se puede efectuar al concentrar inicialmente el sobrenadante utilizando membranas de ultraf iltración y secando el concentrado. El aislado de proteína cañóla resultante tiene una alta pureza de al menos aproximadamente 90% en peso de proteína (N x 6.25), de preferencia al menos aproximadamente 100% en peso de proteína (N x 6.25) .
Los procedimientos descritos en las solicitudes de patente de los Estados Unidos mencionadas anteriormente son esencialmente procedimientos por lotes. En las solicitudes de patentes copendientes de los Estados Unidos Nos. 60/331,646 presentada el 20 de noviembre de 2001, 60/383,809 presentada el 30 mayo de 2002 y 10/298,678 presentada el 19 de noviembre de 2002 (WO 03/043439), cedidas al cesionario de las mismas y las exposiciones de las mismas se incorporan en la presente como referencia, se describe un proceso continuo para producir aislados de proteina cañóla. De acuerdo con esto, la harina de semilla de aceite cañóla se mezcla continuamente con una solución salina, la mezcla se lleva a través de una tubería mientras que se está extrayendo la proteína proveniente de la harina de semilla de aceite cañóla para formar una solución proteínica acuosa, la solución proteínica acuosa se separa continuamente de la harina de semilla de aceite cañóla residual, la solución proteínica acuosa se lleva continuamente a través de una operación de membrana selectiva para aumentar el contenido proteínico de la solución proteínica acuosa a al menos aproximadamente 200 g/L mientras que se mantenga la resistencia iónica prácticamente constante, la solución proteínica concentrada resultante se mezcla continuamente con agua enfriada para provocar la formación de micelas de proteína, y las micelas proteínicas se dejan sedimentar continuamente mientras el sobrenadante se inunda continuamente hasta que la cantidad deseada de la PMM ha aumentado en el vaso de sedimentación. La PMM se retira del vaso de sedimentación y se puede secar. La PMM tiene un contenido proteínico de al menos aproximadamente 90% en peso (N x 6.25) , de preferencia al menos aproximadamente 100% en peso. Como se describió en las solicitudes de patente de los Estados Unidos Nos. 60/326,987, 60/331,066, 60/333,494, 60/374,801 y 10/137,391 el sobrenadante derramado se puede procesar para recuperar el aislado de proteina cañóla del mismo. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la harina de semilla oleaginosa puede ser inicialmente solvente extraído para eliminar los fenólicos y colorantes de la misma. Esta extracción de solventes se puede efectuar utilizando un solvente orgánico soluble en agua para los fenólicos y/o colorantes visibles, tales como por ejemplo, un alcohol soluble en agua, de preferencia etanol.
La extracción se puede efectuar dispersando la harina de semilla de aceite cañóla en el solvente a una proporción p/v entre aproximadamente 1:3 y 1:10, de preferencia aproximadamente 1:5. La suspensión se puede agitar durante aproximadamente 5 y 60 minutos, de preferencia entre aproximadamente 15 y 30 minutos, a una temperatura entre aproximadamente 15° y 45°C, de preferencia entre aproximadamente 30° y 35°C. Un conjunto adecuado de condiciones es una extracción de 30 minutos a 35°C. Esta extracción se puede efectuar muchas veces hasta que no se extraiga ningún fenólico y/o color visible adicionales. En el proceso de la presente invención, el material proteináceo se solubiliza a partir de harina de semilla de aceite cañóla. El material proteináceo puede ser la proteina que se presenta naturalmente en el semilla de cañóla o el material proteináceo puede haber sido modificado mediante manipulación genética aunque posee las propiedades hidrófobas y polares características de la proteína natural. La harina de cañóla puede ser cualquier harina de cañóla que resulte de la eliminación del aceite cañóla proveniente de la semilla de aceite ca óla con niveles variables de proteína sin desnaturalizar, resultando, por ejemplo, de la extracción de hexano caliente o los métodos para extrusión de aceite en frió. El procesamiento de la semilla, cuando se efectúa para la eliminación de aceite cañóla proveniente de semilla de aceite cañóla normalmente se efectúa como una operación por separado del procedimiento para recuperación del aislado de proteina de la presente invención descrito en la pre s ent e . La solubilización de proteínas se efectúa de manera más eficiente utilizando una solución salina de grado alimenticio debido a que la presencia de la sal mejora la eliminación de la proteina soluble proveniente de la harina de semilla oleaginosa. Cuando el aislado de proteina cañóla se destina a usos no alimenticios, se pueden utilizar químicos que no son de grado alimenticio. La sal usualmente es cloruro de sodio, aunque se pueden utilizar otras sales, tales como por ejemplo, cloruro de potasio. La solución salina tiene una resistencia iónica de al menos aproximadamente 0.10, de preferencia al menos aproximadamente 0.15, para permitir la solubilización de cantidades significativas de proteina. A medida que la resistencia iónica de la solución salina aumenta, el grado de solubilización de la proteina en la harina de semilla oleaginosa aumenta inicialmente hasta que se alcance un valor máximo. Cualquier aumento posterior en la resistencia iónica no aumenta la proteina total solubili zada . La resistencia iónica de la solución salina de grado alimenticio que provoca una solubili zación máxima de proteínas varía dependiendo de la sal que se trate y la harina de semilla oleaginosa seleccionada. La solución salina de grado alimenticio puede tener una resistencia iónica que varía hasta aproximadamente 0.25. En vista del mayor grado de dilución requerido para la precipitación de proteínas con aumento de resistencias iónicas, se prefiere usuálmente utilizar un valor de resistencia iónica menor de aproximadamente 0.8, y de mayor preferencia un valor entre aproximadamente 0.15 y 0.6. En un proceso por lotes, la solubili zación de sales de la proteína se efectúa a una temperatura de al menos aproximadamente 5°C y de preferencia hasta aproximadamente 35°C, de preferencia acompañada por agitación para disminuir el tiempo de solubili zación , el cual usuálmente es entre aproximadamente 10 y 60 minutos. Se prefiere efectuar la solubili zación para extraer sus tancialmente la cantidad máxima de proteína de la harina de semilla oleaginosa, para proporcionar un rendimiento de producto en general alt o . El límite de temperatura inferior de aproximadamente 5°C se selecciona debido a que la solubili zación es imprácticamente lenta por debajo de esta temperatura mientras que el límite de temperatura superior preferido de aproximadamente 35°C se selecciona debido a que el proceso se hace antieconómico a niveles de temperatura superiores en un modo por lotes. En un proceso continuo, la extracción de la proteína a partir de la harina de semilla de aceite cañóla se lleva a cabo de cualquier manera consistente al efectuar una extracción continua de proteína a partir de harina de semilla de aceite cañóla. En una modalidad, la harina de semilla de aceite cañóla se mezcla continuamente con una solución salina y la mezcla se lleva a través de una tubería o conducto que tenga una longitud y a una velocidad de flujo durante un tiempo de residencia suficiente para efectuar la extracción deseada de acuerdo con los parámetros descritos en la presente. En este procedimiento continuo, el paso de la solubili zación salina se efectúa rápidamente, en un tiempo de hasta aproximadamente 10 minutos, de preferencia para efectuar la solubilización para extraer sus t ancialmente la cantidad máxima de proteína a partir de la harina de semilla de aceite cañóla se puede practicar. La solubilización en el procedimiento continuo de preferencia se efectúa a temperaturas elevadas, de preferencia superiores a aproximadamente 35°C, en general hasta de ap oximadamente 65°C o más. La solución salina de grado alimenticio acuosa y la harina de semilla de aceite cañóla tienen un pH natural entre aproximadamente 5 y 6.8 para permitir que se forme un aislado proteínico por la ruta micelar, como se describe con mayor detalle más adelante . En y cerca de los limites de la variación de pH, la formación del aislado de proteínas sólo se presenta parcialmente a través de la ruta micelar y en rendimientos menores que los que se podrían alcanzar en otra variación de pH. Por estas razones, se prefieren los valores de pH entre aproximadamente 5.3 y 6.2. El pH de la solución salina de grado alimenticio se puede ajusfar a cualquier valor deseado dentro de la variación entre aproximadamente 5 y 6.8 para utilizarse en el paso de extracción mediante el uso de cualquier ácido de grado alimenticio conveniente, usualmente ácido clorhídrico, o álcali, usualmente hidróxido de sodio, según se requiera. La concentración de la harina de semilla oleaginosa en la solución salina de grado alimenticio durante el paso de solubili zación puede variar ampliamente. Los valores de concentración típicos son entre aproximadamente 5 y 15% en p/v. De acuerdo con una modalidad de la invención, puede estar presente en la solución salina de grado alimenticio un antioxidante para inhibir la oxidación de los fenoles en la harina de semilla de aceite cañóla a los componentes que reaccionan con la proteína y provocan el oscurecimiento de color. Se puede utilizar cualquiera antioxidante de grado alimenticio deseado, tal como por ejemplo, sulfito de sodio y ácido ascórbico. La cantidad de antioxidante empleada en la solución salina acuosa de grado alimenticio depende del material empleado y puede variar entre ap oximadamente 0.01 y 1% en peso, de preferencia entre aproximadamente 0.05 y 0.1% en peso. La inhibición de la oxidación de fenólicos mediante el uso de antioxidantes da por resultado en color reducido del extracto (absorbancia a 420nm) mientras que la concentración de fenólicos (absorbancia a 330nm) permanece principalmente sin cambios .
En presencia de sulfito de sodio agregado, incluso a una concentración de sales tan baja como 0.05 M, la concentración proteinica en el extracto a pH 6.3 fue comparable con la sal 0.15 M pero sin sulfito de sodio. La solución proteinica que resulta del paso de extracción generalmente tiene una concentración proteinica entre aproximadamente 5 y 40 g/L, de preferencia entre aproximadamente 10 y 30 g/L. Al seleccionar los parámetros del paso de extracción, el deseo de extraer tanta proteina de la harina de semilla de aceite cañóla como sea posible se compara con el deseo de reducir al mínimo el color de la solución de extracto resultante. Al considerar los datos presentados en la presente, un tiempo de extracción de 30 minutos generalmente es suficiente para extraer toda la proteína que será extraída bajo el pH prevaleciente y molaridad salina. Un pH superior aumenta la cantidad de proteína extraída y da por resultado en una solución proteinica que sea visiblemente más oscura en el color (según se mide por la absorbancia a A420) . Es posible extraer tanta proteina en 10 minutos con solución salina 0.1 M a pH 8.0 según se extrae con solución salina 0.15 M a pH 6.3 en 30 minutos. Hay una marcada disminución en A330 en la extracción a pH 9.8 en comparación con la extracción con pH inferior, aunque el color es visiblemente más oscuro a medida que aumenta el pH. Una explicación para este fenómeno puede ser que los fenólicos están reaccionando para formar colorantes amarillos que no se absorben a A330, sino que se absorben a valores superiores entre A360 y A400. Por esas razones, la extracción de la harina de proteina cañóla se efectúa a un pH inferior a 8. La fase acuosa que resulta del paso de extracción luego se puede separar de la harina de cañóla residual, de cualquier manera conveniente, tal como por ejemplo, al emplear filtración al vacio, seguida por centrifugación y/o filtración para retirar la harina residual. La harina residual separada se puede secar para la eliminación. Cuando la harina de semilla cañóla contiene cantidades significativas de grasa, como se describió en las patentes de Murray II, luego se pueden efectuar los pasos de desgrasado descritos en la presente sobre la solución proteinica acuosa separada y sobre la solución proteinica acuosa concentrada analizada más adelante. Como una alternativa para extraer proteínas de la harina de semilla de aceite cañóla con una solución salina acuosa, esta extracción se puede realizar utilizando agua sola, aunque la utilización de agua sola tiende a extraer menos proteína de la harina de semilla oleaginosa que la solución salina acuosa. Cuando se emplea esta alternativa, luego la sal, en las concentraciones analizadas anteriormente, se puede agregar a la solución de proteínas después de la separación de la harina de semilla oleaginosa residual para mantener la proteína en la solución durante el paso de concentración descrito más adelante. Cuando se lleva a cabo un primer paso de eliminación de grasas, la sal en general se agrega después de la realización de esta operación. Otro procedimiento alternativo es extraer la harina de semilla de aceite cañóla con una solución salina de grado alimenticio a un valor de pH relativamente alto de aproximadamente 6.8, en general hasta de aproximadamen e 11. Sin embargo, como se observó anteriormente, la extracción a valores de pH superiores de aproximadamente 8 en general se evitan debido a que una considerable formación de color visible da por resultado en estos valores de pH. El pH de la solución salina de grado alimenticio, se puede ajustar en el pH al valor alcalino deseado mediante el uso de cualquier álcali de grado alimenticio conveniente, tal como por ejemplo, solución acuosa de hidróxido de sodio.
Alternativamente, la proteina se puede extraer de la harina de semilla de aceite cañóla con la solución salina a un pH relativamente inferior por debajo de aproximadamente pH 5, en general por debajo de aproximadamente pH 3. Cuando se emplea esta alternativa, la fase acuosa que resulta del paso de extracción de harina de semilla de aceite cañóla luego se separa de la harina de cañóla residual, de cualquier manera conveniente, tal como por ejemplo, empleando filtración al vacio, seguida por centrifugación y/o filtración para retirar la harina residual. La harina de cañóla residual separada se puede secar para la eliminación. La solución proteinica acuosa que resulta del paso de extracción a un pH alto o bajo luego se ajusta en el pH en la variación entre aproximadamente 5 y 6.8, de preferencia aproximadamente 5.3 y 6.2, como se analizó anteriormente, antes del procesamiento adicional para recuperar el aislado de proteina cañóla principalmente por la ruta micelar, como se analizará más adelante. Este ajuste del pH se puede efectuar utilizando cualquier ácido conveniente, tal como por ejemplo, ácido clorhídrico, o álcali, tal como por ejemplo, idróxido de sodio, según sea adecuado. Después de la extracción de la proteína, la solución proteíníca se puede someter a uno o más pasos para eliminación de color, de acuerdo con otra modalidad de la invención, incluyendo la ultrafiltración/diafiltración y el contacto con un agente adsorbente de colores. En el paso de ultrafiltración, el contenido de proteínas de la solución proteínica acuosa se aumenta mientras que la concentración de sales permanece inalterada. La ultrafiltración se puede efectuar utilizando membranas que tienen un corte de peso molecular consistente con permitir que los fenólicos y agentes colorantes pasen a través de la membrana con el permeado mientras que la proteína se retiene, típicamente una membrana del ultrafiltración que tiene un corte de peso molecular entre aproximadamente 3,000 y 50,000 daltons, de preferencia entre aproximadamente 5000 y 10,000 daltons, habiendo considerado diferentes materiales de membrana y configuraciones. Las membranas pueden ser membranas de fibras huecas o membranas de enrollado espiral. Para operación continua, las membranas se pueden dimensionar para permitir el grado deseado de concentración a medida que la solución proteinica acuosa pasa a través de las membranas . La solución proteinica se concentra mediante el paso de ultrafiltración entre aproximadamente 4 y 20 veces y de preferencia se efectúa para proporcionar una solución proteinica concentrada que tiene una concentración proteinica de al menos aproximadamente 200 g/L, de mayor preferencia al menos aproximadamente 250 g/L. La solución proteinica concentrada luego se somete a un paso de diafiltración utilizando una solución salina acuosa de la misma molaridad y pH que la solución de extracción. Esta diafiltración se puede efectuar utilizando entre aproximadamente 2 y 20 volúmenes de la solución de diafi lt ración , de preferencia aproximadamente 5 y 10 volúmenes de la solución de diafiltrat ion . En la operación de diaf iltración, las cantidades adicionales de fenólicos y color visible se eliminan de la solución proteinica acuosa mediante el paso a través de la membrana con el permeado. La operación de diafiltración se puede efectuar hasta que no esté presente ninguna cantidad significativa de fenólicos y color visible en el permeado. Esta diafiltración se pueden efectuar utilizando una membrana que tenga un corte de peso molecular en la variación entre aproximadamente 3000 y 50,000 daltons, de preferencia entre aproximadamente 5,000 y 10,000 daltons, habiendo considerado los diferentes materiales de membrana y configuración. De acuerdo con un aspecto de esta modalidad de la invención, puede estar presente un antioxidante en el medio de diaf iltración utilizando al menos parte del paso de diaflit ración . El antioxidante puede ser cualquier antioxidante de grado alimenticio conveniente, tal como por ejemplo, sulfito de sodio o ácido ascórbico. La cantidad de antioxidante empleada en el medio de diafiltración depende de los materiales empleados y puede variar entre aproximadamente 0.01 y 1% en peso, de preferencia aproximadamente 0.05% en peso. El antioxidante sirve para inhibir la oxidación de fenólicos presentes en la solución concentrada de aislado de proteina cañóla . El paso de concentración y el paso de diafiltración se pueden efectuar a cualquier temperatura conveniente, en general entre aproximadamente 20° y 60°C, y durante el periodo de tiempo para efectuar el grado deseado de concentración. La temperatura y otras condiciones utilizadas hasta cierto grado dependen del equipo de membrana utilizado para efectuar la concentración y la concentración de proteínas deseada de la solución. Para efectuar las operaciones de ultrafiltración/diafiltración, las condiciones se seleccionan teniendo en mente el deseo de proporcionar una solución proteínica que tenga la mayor concentración proteínica y menor color. Con base en los experimentos reportados más adelante, el procedimiento de ultrafiltración/diafiltración
(UF/DF) es capaz de reducir eficazmente los valores A330 (concentración de fenólicos) entre aproximadamente 28% y 74%, dependiendo del pH y contenido salino. Las operaciones de ultrafiltración/diafiltración también tienen el efecto de eliminar los factores anti-nutrit ivos , mejorando con esto la calidad nutritiva del aislado de proteina cañóla. Los permeados UF/DF tienen los mayores valores A330 a pH 8.0 y 6.3. Estos altos valores del permeado A330 probablemente son debidos a fenólicos disgregados que son capaces de pasar a través de las membranas en el permeado mientras a pH 9.8 y pH 11.0, los fenólicos se hacen reaccionar para formar colorantes y no absorber tan firmemente como en A330. Las extracciones efectuadas a pH superior y nivel salino tienen las lecturas A330 de inicio más altas y en la mayoría de los casos las lecturas de A330 de retenido final inferior. A los valores más altos de pH y solución salina, los permeados contienen mayores niveles de nitrógeno, lo que indica pérdida de proteínas. Las proporciones de A330 a proteína para el retenido final indican que las mejores proporciones se logran a valores de pH de pH 6.3 y 8.0, indicando menos componente A330 por proteína que en las pruebas de pH superior y una eliminación más eficaz mediante los procedimientos de UF/DF. En casi todas las concentraciones salinas 0 M y 0.25, el pH 6.3 tuvo la mejor proporción de A330 a proteína. Habiendo considerado eso, el pH 6.3 parece ser el mejor nivel de pH probado para la diafiltración de color fuera de la solución proteinica con solución salina 0.25 M que es el mejor nivel salino para proporcionar el mayor nivel de proteínas. Las operaciones de
Ultrafiltración/diafiltracion pueden estar seguidas por el tratamiento con un agente adsorbente de pigmentos. En las solicitudes de patente copendiente de los Estados Unidos Nos. 60/288,415, 60/326,987, 60/331,066, 60/333,494, 60/374,801 y 10/137,391 (WO 02/089597) mencionadas anteriormente, se describe el uso de carbón activado pulverizado para efectuar la reducción de color. Como se describió en esas solicitudes, este paso para la reducción de color se lleva a cabo sobre solución de proteína cañóla antes de la concentración y da por resultado en un color más brillante y amarillo menos intenso en el producto de aislado de proteína cañóla en comparación con' la ausencia de este paso. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, el uso de materiales adsorbentes de componentes de color se efectúa de preferencia sobre la solución de proteína cañóla concentrada y diafiltrada. Se puede utilizar carbón activado pulverizado en la presente así como también carbón activado granulado (GAC) . Otro material que se puede utilizar como un agente adsorbente de color es poli inilpirrolidona. Alternativamente, de acuerdo con otra modalidad de la invención, el uso de materiales adsorbentes de componentes de color se puede efectuar directamente sobre la solución de proteina cañóla antes de la ult rafiltración y la diafilt ración opcional, y/o directamente en el paso de extracción. Cuando se emplea material adsorbente de color antes del paso de ultrafilt ación , la diafilt ación se puede omitir, en el caso de que esta diaf iltración no elimine cualesquiera fenólicos adicionales y/o color visible. En los experimentos descritos más adelante, la polivinilpirrolidona y GAC redujeron los valores de A330 mejor a pH 6.3 y 8.0 que a pH 9.8 y 11, probablemente debido a la aglutinación de quinonas a proteína a los dos niveles de pH superiores. La polivinilpirrolidona produjo una buena reducción en ?330 sin pérdida de proteínas. Otros materiales potenciales probados fueron poco satisfactorios, ya sea como un resultado de pérdidas de proteínas inaceptables o una incapacidad para reducir el A330 de la solución.
El paso de tratamiento del agente absorbente de color se puede llevar a cabo bajo cualesquiera condiciones convenientes, generalmente a la temperatura ambiente de la solución de proteína cañóla. Para el carbón activado pulverizado, se puede utilizar una cantidad entre aproximadamente 0.025% y 5% p/v, de preferencia entre aproximadamente 0.05% y 2% p/v. Cuando se utiliza poli inilpirrolidona como el agente adsorbente de color, se puede utilizar una cantidad entre aproximadamente 0.5 y 5 p/v, de preferencia entre aproximadamente 2 y 3% p/v. El agente adsorbente de color se puede eliminar de la solución de proteína cañóla mediante cualquier medio conveniente, tal como por ejemplo, mediante filtración. Después de la realización del tratamiento por el agente adsorbente de color en la solución de proteína cañóla diafiltrada, la solución proteínica resultante se procesa para producir un aislado de proteína cañóla de la misma. La recuperación del aislado de proteína cañóla que se puede efectuar de cualquier manera conveniente, depende de los parámetros de la solución proteínica. Por ejemplo, el aislado de proteína cañóla se puede recuperar mediante precipitación isoeléctrica a partir de soluciones alcalinas o mediante un proceso de masa micelar proteinica a partir de soluciones más neutras. Alternativamente, la proteina se puede precipitar al aumentar la concentración de sales. El procesamiento de la solución de proteina cañóla para recuperar un aislado de proteína cañóla de preferencia se lleva a cabo utilizando un proceso de masa micelar proteinica como se describe en las solicitudes de patente de los Estados Unidos mencionadas anteriormente y con mayor detalle más adelante, debido a que las condiciones del pH de extracción conducen a menos formación de color que aquellas empleadas para las técnicas de precipitación isoeléctrica . Dependiendo de la temperatura empleada en los pasos para la eliminación de color llevados a cabo en la solución de proteína cañóla acuosa, la solución proteinica concentrada se puede calentar a una temperatura de al menos aproximadamente 20°, y hasta aproximadamente 60°C,- de preferencia entre aproximadamente 25° y 40°C, para disminuir la viscosidad de la solución proteinica concentrada, diafiltrada opcionalmente , para facilitar el desempeño del paso de dilución posterior y formación micelar. la solución proteinica concentrada, diafiltrada opcionalment e no se debe calentar más allá de una emperatura superior en la cual la temperatura de la solución proteínica concentrada y diafiltrada opcionalment e no permita la formación de micelas en la dilución por agua enfriada. La solución proteinica concentrada y diafiltrada opcionalment e se puede someter a una operación de desgrasado adicional, si se requiere, como se describe en las patentes de Murray II. La solución proteinica concentrada que resulta de los pasos para eliminación de color se pueden someter a pasteurización para exterminar cualesquiera bacterias que pudieran estar presentes en la harina original como resultado del almacenamiento o de otra manera y extraída de la harina en la solución de aislado de proteína cañóla en el paso de extracción. Esta pasteurización se puede efectuar bajo cualesquiera condiciones de pasteurización deseadas. En general, la solución de proteína concentrada y diafiltrada opcionalmente se calienta a una temperatura entre aproximadamente 55° y 70°C, de preferencia entre aproximadamente 60° y 65°C, durante aproximadamente 10 y 15 minutos, de preferencia aproximadamente 10 minutos. La solución proteínica concentrada pasteurizada luego se puede enfriar para un procesamiento adicional como se describirá más adelante, de preferencia a una temperatura entre aproximadamente 25° y 40°C. La solución proteinica concentrada resultante de los pasos para la eliminación de color y los pasos de desgrasado y pasteurización opcionales luego se diluye para efectuar la formación micelar al mezclar la solución proteinica concentrada con agua enfriada que tenga el volumen requerido para alcanzar el grado de dilución deseado. Dependiendo de la proporción de proteina cañóla deseada que será obtenida por la ruta micelar y la proporción del sobrenadante, se puede variar el grado de dilución de la solución proteinica concentrada. Con niveles mayores de dilución, en general, una proporción mayor de la proteina cañóla permanece en la fase acuosa. Cuando se desea proporcionar la mayor proporción de la proteina por la ruta micelar, la solución proteinica concentrada se diluye en aproximadamente 15 veces o menos, de preferencia aproximadamente 10 veces o menos. El agua enfriada con la cual la solución proteinica concentrada se mezcla tiene una temperatura menor a aproximadamente 15 °C, en general entre aproximadamente 3o y 150 C , de preferencia menor de aproximadamente 10°C, debido a que los rendimientos mejorados del aislado proteinico en la forma de masa micelar proteinica se logra con estas temperaturas más frías a los factores de dilución ut ili zados . En una operación por lotes, el lote de solución proteinica concentrada se agrega a un cuerpo estático de agua enfriada que tenga el volumen deseado, como se analizó anteriormente. La dilución de la solución proteinica concentrada y la disminución consiguiente en la resistencia iónica provoca la formación de una masa con apariencia turbia de moléculas proteínicas bastante asociadas en la forma de gotitas de proteínas discretas en forma micelar. En el procedimiento por lotes, las micelas proteínicas se dejan sedimentar en el cuerpo de agua enfriada para formar una masa micelar proteinica (PMM) agregada, fundida, densa, amorfa, viscosa similar a gluten. La sedimentación se puede auxiliar mediante centrifugación. Esta sedimentación inducida disminuye el contenido líquido de la masa micelar proteinica, disminuyendo con esto el contenido de humedad en general entre aproximadamente 70% en peso y 95% en peso a un valor en general entre aproximadamente 50% en peso y 80% en peso de la masa micelar total. Disminuyendo el contenido de humedad de la masa micelar de esta forma también disminuye el contenido de sal ocluida de la masa micelar, y por lo tanto el contenido de sal del aislado seco. Alternativamente, la operación de dilución se puede llevar a cabo al hacer pasar continuamente la solución proteinica concentrada a una entrada de una tubería con forma en T, mientras que el agua de dilución se alimenta a la otra entrada de la tubería con forma en T, permitiendo el mezclado en la tubería. El agua de dilución se alimenta en la tubería con forma en T a una velocidad suficiente para para alcanzar el grado de dilución deseado. El mezclado de la solución proteinica concentrada y el agua de dilución en la tubería inicia la formación de micelas proteínicas y la mezcla se alimenta continuamente de la salida de la tubería con forma en T en un vaso de sedimentación, del cual, cuando se llena, se deja derramar el sobrenadante. La mezcla de preferencia se alimenta en el cuerpo del líquido en el vaso de sedimentación de una manera que reduzca al mínimo la turbulencia dentro del cuerpo de líquido. En el procedimiento continuo, las micelas proteínicas se dejan sedimentar en el vaso de sedimentación para formar una masa micelar proteinica (PMM) agregada, fundida, densa, amorfa, viscosa similar a gluten y el procedimiento se continúa hasta que se ha acumulado una cantidad deseada en el fondo del vaso de sedimentación, después de lo cual la PMM acumulada se retira del vaso de sedimentación. La combinación de parámetros de proceso de la concentración de la solución proteinica a un contenido proteinico de al menos aproximadamente 200 g/L y el uso de un factor de dilución menor de aproximadamente 15, da por resultado en rendimientos superiores, con frecuencia rendimientos significativamente superiores, en los términos de la recuperación de proteina en forma de masa micelar proteinica proveniente del extracto de harina original, y aislados mucho más puros en los términos de contenido proteinico que se alcanza utilizando cualesquiera de los procedimientos para formación de aislados proteinicos de la técnica anterior conocida analizados en las solicitudes de patente de los Estados Unidos mencionadas anteriormente. El aislado sedimentado se separa de la fase acuosa residual o sobrenadante, mediante métodos tales como la decantación de la fase acuosa residual proveniente de la masa sedimentada o centrifugación.
La PMM se puede utilizar en forma húmeda o se puede secar, mediante cualquier técnica conveniente, tal como por ejemplo, atomización, liofilización o secado en tambor al vacío, a una forma seca. La PMM seca tiene un alto contenido proteínico, más de aproximadamente 90% en peso de proteína, de preferencia al menos aproximadamente 100% en peso de proteína (calculado como N x 6.25), y está prácticamente sin desnaturalizar (según se determina por calorimetría de exploración diferencial) . La PMM seca aislada de la harina de semilla oleaginosa grasa también tiene un bajo contenido de grasa residual, cuando se emplean los procedimientos de las patentes de Murray II, que pueden estar por debajo de aproximadamente 1% en peso. El sobrenadante proveniente de la formación de PMM y el paso de sedimentación contiene cantidades significativas de proteína cañóla, no precipitada en el paso de dilución, y se procesa para recuperar el aislado de proteína cañóla del mismo. El sobrenadante proveniente del paso de dilución, después de la eliminación de la PMM, se concentra para aumentar la concentración proteínica del mismo. Esta concentración se efectúa utilizando cualquier técnica de membrana selectiva conveniente, tal como por ejemplo, ultrafiltración, utilizando membranas con un corte de peso molecular adecuado que permita especies de bajo peso molecular, incluyendo la sal de grado alimenticio y otros materiales de bajo peso molecular no proteináceos extraídos del material de fuente de proteínas, pasen a través de la membrana, mientras que mantengan la proteína cañóla en la solución. Se pueden utilizar membranas de ultr fi lt ración que tengan un corte de peso molecular entre aproximadamente 3000 y 10,000 daltons, habiendo considerado diferentes materiales de membrana y configuración. La concentración del sobrenadante de esta forma también reduce el volumen de líquido requerido que será secado para recuperar la proteína. El sobrenadante en general se concentra a una concentración proteínica entre aproximadamente 100 y 400 g/L, de preferencia entre aproximadamente 200 y 300 g/L, antes del secado. Esta operación de concentración se puede llevar a cabo en un modo por lotes o en una operación continua, como se describió anteriormente para el paso de concentración de la solución proteínica. De acuerdo con otra modalidad de la invención, antes del secado, el sobrenadante concentrado se somete a un paso de diafilt ación utilizando agua. Esta diafiltración se puede efectuar utilizando entre aproximadamen e 2 y 20 volúmenes de la solución de diafiltración, de preferencia entre aproximadamente 5 y 10 volúmenes de la solución de diafiltración . En la operación de diafiltración, se eliminan cantidades adicionales de fenólicos y color visible del sobrenadante concentrado mediante el paso a través de la membrana con el permeado. La operación de diafiltración se puede efectuar hasta que ninguna cantidad adicional significativa de fenólicos y color visible se eliminen en el permeado. Esta diafiltración se puede efectuar utilizando una membrana que tiene un corte de peso molecular en la variación entre aproximadamente 3000 y 50,000 daltons, de preferencia entre aproximadamente 5000 y 10,000 daltons, teniendo en consideración diferentes materiales de membrana y configuraciones . De acuerdo con un aspecto de esta modalidad de la invención, puede estar presente un antioxidante en el medio de diafiltración . El antioxidante puede ser cualquier antioxidante de grado alimenticio conveniente, tal como por ejemplo, sulfito de sodio o ácido ascórbico. La cantidad del antioxidante empleada en el medio de diafiltración depende de los materiales empleados y puede variar entre aproximadamente 0.01 y 1% en peso, de preferencia entre aproximadamente 0.05% en peso. El antioxidante sirve para inhibir la oxidación de los fenólicos presentes en la solución concentrada de aislado de proteina cañóla. El sobrenadante concentrado se puede utilizar en forma húmeda o. se puede secar mediante cualquier técnica conveniente, tal como por ejemplo, atomización, liof ilización o secado en tambor al vacio, a una forma seca para proporcionar un aislado de proteina cañóla adicional. Este aislado de proteina cañóla adicional tiene un alto contenido proteinico, mayor de aproximadamente 90% en peso, de preferencia al menos aproximadamente 100% en peso de proteina (calculado como N x 6.25) y está prácticamente sin desnaturalizar (según se determina por calorimetría de exploración diferencial) . Si se desea, al menos una porción de la PMM húmeda se puede combinar con al menos una porción del sobrenadante concentrado antes de secar las corrientes de proteínas combinados mediante cualquier técnica conveniente para proporcionar una composición de aislado de proteína cañóla combinada de acuerdo con la invención. Se pueden seleccionar proporciones relativas de los materiales proteináceos mezclados con untamente para proporcionar una composición de aislado de proteina cañóla que tenga un perfil deseado de proteínas 2S/7S/12S. Alternativamente, los aislados de proteína seca se pueden combinar en cualesquiera proporciones deseadas para proporcionar cualquier perfil deseado de proteínas 2S/7S/12S específico en la mezcla. La composición del aislado de proteína cañóla combinado tiene un alto contenido proteínico, en exceso de aproximadamente 90% en peso, de preferencia al menos aproximadamente 100% en peso, (calculado como N x 6.25) y está prácticamente sin desnaturalizar (según se determina mediante calorimetría de exploración diferencial) . En otro procedimiento alternativo, donde se mezcla una porción solamente del sobrenadante concentrado con una parte de la PMM y la mezcla resultante seca, el resto del sobrenadante concentrado se puede secar como cualquiera del resto de la PMM. Además, la PMM seca y el sobrenadante seco también se pueden mezclar en seco en cualesquiera proporciones relativas deseadas, como se analizó anteriormente. Al operar de esta forma, se pueden recuperar diversos aislados de proteína cañóla, en la forma de PMM seca, sobrenadante seco y mezclas secas de varias proporciones en peso del aislado de proteina cañóla derivado de la PMM y el aislado de proteína cañóla derivado del sobrenadante, en general entre aproximadamente 5:95 y 95:5 en peso que puede ser conveniente para alcanzar diferentes propiedades funcionales y nutritivas con base en las diferentes proporciones de proteínas 2S/7S/12S en las composiciones . De acuerdo con otra modalidad. de la invención, el aislado de proteína cañóla derivado de la PMM y el aislado de proteína cañóla derivado del sobrenadante se puede tratar para eliminar los componentes que imparten color del mismo. Este tratamiento se efectúa convenientemente utilizando un solvente orgánico miscible en agua para los fenólicos y/o colorantes visibles en la mezcla con agua. Debido a que el solvente orgánico miscible en agua puede ser un alcohol. Se prefiere una mezcla de etanol y agua, generalmente en una proporción de volumen entre aproximadamente 2:1 y 1:2, de preferencia 1:1. El aislado de proteína cañóla se dispersa en la mezcla de solventes en una cantidad entre aproximadamente 5 y 25% p/v, de preferencia entre aproximadamente 8 y 23% p/v, en general a temperatura ambiente. La suspensión del aislado de proteina cañóla se puede mezclar durante aproximadamente 30 y 60 minutos, de preferencia aproximadamente 30 minutos. Después del periodo de extracción, la suspensión se sedimentó, tal como por ejemplo mediante centrifugación, y se recuperó el aislado de proteina cañóla. La extracción se puede repetir, si se desea, hasta que ningún fenólico y/o colorantes visibles adicionales se eliminen. El aislado de proteina cañóla se puede volver a dispersar en un alcohol, tal como por ejemplo, etanol, para eliminar el agua del aislado, que luego se puede separar y secar.
EJEMPLOS Ej em lo 1 : Este Ejemplo muestra el efecto de diversos parámetros en la extracción de proteínas y el color de la solución proteínica. Se realizó una serie de corridas experimentales en las cuales se mezclaron 37.5 g de la harina de cañóla comercial (AL-016) con agua que contenía NaCl de la concentración deseada al pH deseado, a una concentración de harina de 7.5% p/v a 20°C. Las concentraciones de cloruro de sodio empleadas fueron 0, 0.05, 0.10, 0.15 y 0.25 M y los valores de pH utilizados fueron pH - 6.3, 8.0, 9.8 y 11.0. Cada 10 minutos se extrajo una muestra de aproximadamente 30 mL del extracto durante un periodo de extracción de 60 minutos y se centrifugó a 10,000 xg durante 5 minutos. El sobrenadante de cada muestra se analizó para la concentración de proteínas al final del periodo de extracción. El lote total se centrifugó a 10,000 xg durante quince minutos y el sobrenadante se filtró al vacío utilizando un microfiltro de 0.45 µp? . El sobrenadante filtrado se analizó para el contenido de proteínas y para la concentración de fenólicos libres (absorbancia a 330nm) . Se extrajo una alícuota de 100 mi del sobrenadante clarificado para ultrafxlt ación (UF) mediante un factor de concentración de 4 utilizando una unidad Amicon 8400 con una membrana de corte de peso molecular 10,000. Se determinaron la concent ación de proteínas y absorbancia A330 del retenido de 25 mi y el permeado reunido. La solución ultrafil t rada se sometió a diafilt ración (DF) mediante un diavolumen de 6, utilizando 150 mL de la solución con la misma concentración de sales y el mismo pH como el utilizado para la extracción. Al final de la diafiltración tanto el retenido como el permeado reunido proveniente de la diafiltración se analizaron para la concentración de proteínas y A330. Las alícuotas de los retenidos finales luego se hicieron pasar a través de columnas que contenían uno de cinco adsorbentes diferentes y nuevamente la concentración de proteínas y el color A330 se probaron sobre las soluciones proteínicas resultantes. Los adsorbentes fueron Amberlite XAD-16 HP (absorbente polimérico ) , Amberlite SF120NA (un intercambiador catiónico), Polyclar Super R
(polivinilpirrolidona), gel de sílice (malla 28 a 200), y carbón activado granulado (grado alimenticio ) . Los datos obtenidos a partir de los experimentos de extracción indican que un tiempo de extracción de 30 minutos es suficiente para eliminar todas las proteínas extractivas de la harina. A más de 30 minutos, no se observa ningún aumento significati o en la proteína extraída a ninguno de los pH o niveles de solución salina probados. La siguiente Tabla I muestra las cantidades de proteína extraída obtenidas a cada pH y nivel de sales:
TABLA I: Proteína extraída (g/L) a cada pH y nivel de sales a 60 minutos
0.0 0.05M 0.10M 0.15M 0.25M pH 6.3 5.63 8.00 8.20 9.16 7.4 pH 8.0 4.97 6.66 9.50 9.29 8.7 pH 9.8 7.90 10.68 10.77 10.9 10.7 pH 11.0 12.0 12.56 12.91 12.36 12.93
Las siguientes Tablas II a VI muestran el efecto de la concentración de sales sobre la proteina extraída (cantidades en g/L) como una función de tiempo a diversos niveles de pH :
TABLA II salina utilizada: 0.0 M pH 6.3 pH 8.0 pH 9.8 pH 11.0 TIO 3. .75 3, .94 6 .6 8.4 T20 4. .44 4. .69 6 .3 9.9 T30 4. ,39 4 , .01 8 .1 12.6 T40 5. .11 5. .67 8 .2 10.7 T50 4. .95 5. .55 8 .1 11.7 T60 5. .63 4. .97 7 .9 12
TABLA III salina utilizada: 0.05M pH 6.3 pH 8.0 pH 9.8 pH 11.0
TIO 7 .3 5. 87 8 10.5 T20 8 .3 8. 11 9.5 12.04
T30 7 .4 6 .6 9.6 12.7 T40 7 .5 7 .3 10 12 T50 7 .9 7 .3 10.7 13 T60 ! 3 6 .7 10.7 12.6 TABLA IV salina utilizada: 0.10 M pH 6.3 pH 8.0 pH 9.8 pH 11.0 TIO 9, .2 9. .7 8 .4 14 .4 T20 8. .4 9. .6 10 .13 13. 17 T30 9. .2 9 11, .25 12 .4 T40 9. .3 8. .9 11. .23 12. 57 T50 8. .9 9. .5 11. .83 13. 18 T60 8. .2 9, .5 10. .77 12. 91
TABLA V
salina utilizada: 0.15 M pH 6.3 pH 8.0 PH 9.8 pH 11.0 TIO 8. 71 7. ,05 11. 65 9. 05 T20 9. 47 8. .42 11. .46 10 .28 T30 9. 36 8, .27 10. , 93 11 .31 T40 9. 74 9. .08 10. .36 11 .19 T50 10 .24 8. .36 10. ,72 11 .54 T60 9. 16 9. .29 10 .7 12 .36
TABLA VI salina utilizada: 0.25 M pH 6.3 pH 8.0 pH 9.8 pH 11.0 TIO 7 .2 7, .9 11, ,65 11 .18 T20 7 .1 7, .8 11. .46 11 .42 T30 7 .5 8, .3 10. ,93 12 .44 T40 7 .4 8, .7 10. .36 11 .87 T50 7 .3 8, .2 10. , 72 12 .58 T60 7 .4 8 .7 10 .7 12 .93
Como puede observarse a partir de estas
Tablas, las extracciones a pH superior proporcionaron contenidos de proteínas superiores a cada nivel mientras que se aumentó el contenido de sal más allá de 0.05 M sin aumentar la solubilidad de la proteina, en los experimentos realizados.
La siguiente Tabla VII muestra la absorbancia a 330 nm de la extracción de proteínas a cada pH y nivel de sales :
TABLA VII Los efectos del pH sobre A330 a cinco concentraciones salinas diferentes 0.0 0.05M 0.10 0.15M 0.25M pH 6.3 21.2 23.6 58.5 48.8 51.6 pH 8.0 27.2 42.1 66.8 52 52.5 pH 9.8 32.8 39.7 36.2 31.9 27.9 pH 11.0 43.1 42.1 42.8 36.9 42.9
Como se puede observar a partir de la Tabla VII, se presenta una reducción en el color A330 extraído a pH 9.8 en las extracciones de 0.1 M, 0.15 M y 0.25 M. A este pH, el color luce visiblemente más oscuro que a otros valores de pH y no existe ninguna disminución correspondiente en el contenido de proteínas. Como se observó anteriormente, el contenido de proteínas de estos extractos sigue aumentando entre pH 9.8 y pH 11.0. La siguiente Tabla VIH muestra la absorbancia a 330 nm de la solución proteínica después de la ultraf iltración y antes de la diafiltración mientras que la Tabla IX muestra el A330 de la solución proteínica después de la diafilt ración . Como se puede observar a partir de estas Tablas, en cada corrida, el A330 del retenido fue inferior después de haberse diafiltrado.
Tabla VIII: Retenido A330 antes de la diafiltración 0. OM 0.05M 0.10M 0.15M 0.25M pH 6.3 41.7 49.3 71.4 63.5 67.6 pH 8.0 59.8 52 77.4 63.4 66.2 pH 9.8 39.9 61.6 59.1 45 38.5 pH 11.0 50.9 70.4 56.4 55.4 60.1
Tabla IX: Retenido A330 después de la diaf l ración 0.0M 0.05M 0.10M 0.15M 0.25M pH 6.3 29.8 18.0 15.0 22.2 17.6 pH 8.0 37.9 22.7 36.1 22.5 22.1 pH 9.8 15.238. 25.1 34.4 19.9 pH 11.0 34.8 35.1 34.4 31 40.1
La siguiente Tabla X muestra la reducción porcentual A330 alcanzada utilizando diafiltración.
Tabla X: % de reducción en A330 mediante diaf ltración 0.0 M 0.05 M 0.10 M 0.15 M 0.25 M pH 6.3 28.5 63.5 79.0 65.0 74.0 pH 8.0 36.6 56.3 53.4 64.5 66.6 pH 9.8 61.9 37 57.5 45.8 48.3 pH 11.0 31.6 50.1 39.5 44.0 33.3
Como se puede observar a partir de la Tabla X, la mayor reducción en el valor A330 lograda después de UF/DF provino de las extracciones 0.1 M a pH 6.3. De los cinco diferentes niveles de solución salina probados, el valor A330 más bajo para todos menos uno se logró mediante extracción a pH 6.3. La siguiente Tabla XI muestra la proporción de proteina A330/g/L para tomar en cuenta diferentes concent aciones proteinicas de los retenidos finales. Con esta proporción, es muy conveniente un A330 bajo y un alto contenido de proteínas indicados por un miembro resultante inferior.
Tabla XI: A330/g/L para retenidos después de la diafi1tración 0. .0M 0. 05 0. 10 0. 15M 0. 25M pH 6. 3 4 , .79 0 .76 0 .60 0 .69 0 .59 pH 8. 0 4. .99 0 .82 1 .06 0 .80 0 .54
PH 9. 8 1. .31 1 .48 1 .10 0 .61 n .a.
PH 11 .0 0. .69 0 .80 0 .96 0 .83 0 .67
Como se puede observar a partir de Tabla XI, cuando se toma en cuenta la proporción de A330 a proteína, los mejores resultados provinieron de la serie de solución salina 0.25 M para cada nivel de pH, probado, con la proporción de A330 /proteína más baja global que proviene de la extracción 0.25 de M a un pH 8.0, en los experimentos realizados.
El examen de los datos del permeado ?330 (no mostrado) provienen de la ultrafiltración y la diaf iltración sugiere que más A330 se derrama a través del permeado al dos niveles de pH inferiores que al pH 9.8 y 11.0. Para probar los adsorbentes, a los pH de 6.3 y 8.0, Polyclar redujo los fenólicos libres (A330) de los retenidos y no mostró una pérdida en la proteina después del paso de adsorción. Sin embargo, Polyclar a pH 9.8 y 11.0 no recuperó cantidades significativas de fenólicos libres. Amberlite XAD redujo A330 en la mayoría de los casos, corrido a pH alto, aunque la proteína también se perdió, en aproximadamente cada caso. De los otros adsorbentes probados, el gel de sílice fracasó en reducir el A330 en la mayoría de los casos y con bastante frecuencia tornó a la muestra turbia, conduciendo a una lectura de A330 superior. Amberlite SF120 mostró alguna reducción en A330 a niveles inferiores de pH aunque nuevamente no pareció ser tan eficaz a niveles superiores de pH y en muchos casos mostró una pérdida significativo en la proteína. Estas muestras también tuvieron alguna precipitación después de pasar a través del adsorbente".
El carbón activado granulado (GAC) funcionó bastante bien en la reducción de A330 en los retenidos a niveles inferiores de pH aunque no redujo eficazmente el A330 a pH 9.8 y 11.0. El GAC también exhibió alguna pérdida de proteínas para la mayoría de las pruebas. Las muestras que se habían hecho pasar a través del GAC se tuvieron qué filtrar con un filtro 0.45 µ? después del tratamiento debido a la presencia de carbonos residuales.
Ej em lo 2 : Este Ejemplo ilustra el efecto de la adición de un antioxidante en el paso de extracción. El procedimiento del Ejemplo 1 se repitió en el cual se realizaron las extracciones a pH 8.0 y pH 6.3 en solución salina 0.1 M con la adición de ácido ascórbico y con el purgado del medio de extracción con helio para eliminar el 99% del oxígeno disuelto. La absorción de A420 también se determinó como una medición de color visible. La siguiente Tabla XII muestra los datos de extracción :
Tabla XII: Datos de extracción: Proteína A330 extraído A420 extraído extraída g/L 0.1 M, pH 8.0 11.07 38.3 11.29
0.1 M, pH 8.0, 0.01% ascórbico 11.34 47.5 5.41
0.1 M, pH 8.0, 0.05% ascórbico 12.18 47.2 4.96
Como se puede observar a partir de la Tabla XII, el uso de ácido ascórbico en la extracción reduce el color visible como se muestra por A420. Bajos niveles de ácido ascórbico (0.05%) pueden dar por resultado en una reducción mayor a dos veces en la extracción A420, o el color visible. La siguiente Tabla XIII muestra el retenido de diafiltración A330 y las lecturas de A420:
Tabla XIII: Retenido A330 y lecturas de A420 UF retenido DF retenido DF retenido DF retenido g/L Proporción de A330 A330 A420 de proteína retenido A330/proteína
0.1 M, pH 8.0 44.1 14.8 4.3 27.6 0.54
0.1 M, pH 8.0, 0.01% ascórbico 58.2 16.5 3.29 30.6 0.54 0.1 M, pH B.0, 0.05% ascórbico 60.4 18.8 3.41 37.4 0.50
Como se puede observar a partir de la Tabla XIII, la reducción en A420 por ácido ascórbico en la extracción todavía se refleja después de la diafiltración . El A420 de los retenidos proveniente de las extracciones con ácido ascórbico fueron menores que los retenidos que no tenían ácido ascórbico en la extracción.
La Tabla XIV muestra el efecto de Polyclar en A330 y A420 en los retenidos:
TABLA XIV A330 Antes del A330 Después % deA330 A420 Antes del A420 Después % de A420 tratamiento del tratamiento Reducción tratamiento del tratamiento Reducción
0.1 M, pH 8.0 14.8 11.9 19.6 4.3 3.25 24.5
0.1 M, pH 8.0. 16.5 10.1 38.8 3.29 2.41 26.8
0.01% ascórbico 0.1M, pH 8.0, 18.8 13.5 28.2 3.41 2.78 18.5
0.05% ascórbico
Como se puede observar a partir de la Tabla
XIV, el A420 reducido por ácido ascórbico utilizado en la extracción todavía está presente después del tratamiento con un adsorbente. Polyclar redujo el A420 de cada muestra, aunque las dos muestras que contenían ácido ascórbico fueron inferiores que el control sin ácido ascórbico.
Ej emplo 3 : Este Ejemplo también ilustra el efecto de la concentración de sales y el pH sobre la extracción con un antioxidante.
Este Ejemplo es una repetición del Ejemplo 1, excepto que se agregaron 0.5 g (0.1%) de sulfito de sodio (Na2S03) al liquido de extracción de la harina de semilla de aceite cañóla antes del inicio del paso de extracción. Todos los otros parámetros utilizados fueron iguales que en el Ejemplo 1, excepto que el valor diavolumét rico fue 5. Las siguientes Tablas XV .1 a XV .5 muestran las cantidades de proteina obtenida a cada pH y nivel de sales:
TABLA XV .1 Velocidad de extracción de las corridas con NaCl 0.0 M y 0.1% de Na2SQ3 (g/L) Tiempo (min) pH 6.3 pH 8.0 pH 9.8 pH 11.0 10 4.5 11.0 11.4 12.2 20 5.6 6.1 8.8 14.3 30 6.2 6.0 10.0 14.2 40 6.6 6.1 11.0 14.1 50 7.8 6.4 10.9 14.5 60 6.2 6.8 11.1 13.7
TABLA XV .2 Velocidad de extracción de las corridas con NaCl 0.05 M y 0.1% de Na2S03 (g/L) Tiempo (min) pH 6.3 pH 8.0 pH 9.8 pH 11.0 10 9.2 8.9 8.9 11.1 20 8.7 8.7 9.9 11.1 30 9.2 8.5 9.0 12.2 40 9.1 8.4 10.6 12.4 50 9.5 8.5 10.0 13.0 60 10.5 7.3 10.9 13.8 TABLA XV .3 Velocidad de extracción de las corridas con NaCl 0.10 M y 0.1% de Na2S03 (g/L) Tiempo (min) pH 6.3 pH 8.0 pH 9.8 pH 11.0 10 8.4 8.3 9.2 11.3 20 9.7 9.1 10.3 11.5 30 10.1 9.0 10.3 11.3 40 9.2 9.0 9.8' 11.4 50 10.4 9.4 10.0 12.3 60 10.1 9.1 10.8 11.3
TABLA XV .4 Velocidad de extracción de las corridas con NaCl 0.15 y 0.1% de Na2SQ3 (g/L) Tiempo (min) pH 6.3 pH í 3.0 pH 9.8 pH 11.0 10 8.8 11. .0 11.2 13.0 20 9.5 10. .6 12.5 13.7 30 8.3 11. .4 12.6 14.0 40 8.8 10. .8 12.4 14.4 50 9.6 10. .5 12.7 13.6 60 9.8 10. , 6 12.5 14.1
Tabla XV .5 Velocidad de extracción de las corridas con NaCl 0.25 M y 0.1% de Na2SQ3 (g/L) Tiempo (min) pH 6.3 pH 8.0 pH 9.Í pH 11.0 10 11.5 10.7 12.7 12.3 20 11.0 12.8 14.0 13.0 30 12.1 13.4 14.8 13.4 40 11.8 18.4 14.6 13.1 50 12.3 12.4 14.7 14.1 60 12.2 13.4 15.2 14.4
Como se puede observar a partir de estas Tablas, la extracción alcanzó el equilibrio en aproximadamente 30 minutos en la mayoría de las corridas. Cuando no se agregó ninguna sal, se extrajo más proteína a medida que el pH se aumentó. El efecto del pH pareció menos significativo al pH inferior de 8.0 que al pH alto superior a 9.8 (Tabla XV .1 ) . La adición de sales a bajos niveles (menos de 0.10 M) fue capaz de aumentar sustancialmente la capacidad de extracción de proteínas a pH 6.3 y 8.0, aunque los concentrados con bajo contenido de sales no ayudó a la extracción de proteínas a niveles superiores de pH de 9.8 u 11.0 (Tablas XV.2 y XV .3 ) . La siguiente Tabla XVI muestra el efecto del pH y la solución de concentración con cloruro de sodio sobre el contenido fenólico libre (absorbancia de A330) del extracto de proteínas:
Tabla XVI Efecto del pH y concentración de MaCl sobre A330 del extracto de proteínas (con a2SQ3) 0 NaCl NaCl 0.05 NaCl 0.10M NaCl 0.15M NaCl 0.25M pH 6.3 41.1 ' 49.1 34.5 51.1 54.2 pH 8.0 24.3 36 38.3 39.9 41.8 pH 9.8 30 28.2 27.5 27.8 29 pH 11.0 38.4 29.7 32.7 31.5 32.1
Como se observa en esta Tabla XVII, el A330 mostró un valor decreciente con aumento de pH a pH 9.8 aunque la concentración de proteínas también aumentó por encima de esta variación. El color del extracto se tornó visiblemente más oscuro a medida que el pH aumentó. La concentración de sales tuvo un efecto menos pronunciado en el color. Las siguientes Tablas XVII.1 a XVII.4 muestran el efecto del pH y la concentración de NaCl en A330 del retenido (Tabla XVII.1) y el permeado (Tabla XVII.2) a partir de la ultrafiltración y sobre el A330 del retenido (Tabla XVII.3) y el permeado (Tabla XVII. ) a partir de la diafiltración .
TABLA XVII.1 Efecto del pH y la concentración de NaCl sobre A330 del retenido a partir de la ultrafiltración (con Na2S03) 0 NaCl NaCl 0.05M NaCl 0.10M NaCl 0.15M NaCl 0.25M pH 6.3 88.7 71.9 44.4 73.2 75.3 pH 8.0 18.3 55.2 60.0 62.3 65.5 pH 9.8 55.9 48.1 59.1 49.7 54.2 pH 11.0 77.6 57.4 56.4 61.8 62.3
TABLA XVII.2 Efecto del pH y la concentración de NaCl sobre A330 del permeado a partir de la ultrafiltración (con Na2S03) 0 NaCl NaCl 0.05M NaCl 0.10M NaCl 0.15 NaCl 0.25 pH 6.3 31.3 40.6 24.8 43.4 41.8 pH 8.0 16.0 35.9 29.8 34.4 30.1 pH 9.8 25.2 20.6 23.5 23.9 24.0 pH 11.0 25.1 21.3 23.3 25.4 25.1 TABLA XVII.3 Efecto del pH y la concentración de NaCl sobre A330 del retenido a partir de la diafil tración (con Sta2S03) 0 NaCl NaCl 0.05M NaCl 0.10M NaCl 0.15M NaCl 0.25M pH 6.3 34.8 24.7 14.9 21.2 21.2 pH 8.0 13.9 17.8 20.8 20.0 23.7 pH 9.8 30.6 34.3 32.3 20.2 22.1 pH 11.0 58.5 29.0 24.8 35.0 24.5
TABLA XVII.4 Efecto del pH y la concentración de NaCl sobre A330 de permeado a partir de la diafiltración (con Na2S03) 0 NaCl NaCl 0.05 NaCl 0.10M NaCl 0.15M NaCl 0.25 pH 6.3 7.0 8.5 6.3 7.9 8.5 pH 8.0 3.1 10.0 6.0 6.5 5.7 pH 9.8 8.3 8.0 6.9 7.0 5.7 pH 11.0 6.8 5.4 5.1 5.8 5.2
Debido a que la ultrafiltración concentró la proteina en el extracto cuatro veces, el retenido fue visiblemente mucho más oscuro y tuvo una lectura de ?330 superior que el extracto (Tabla XVII.1) excepto para 0.0 NaCl a pH 8.0, aunque el último puede ser un resultado anómalo. Similar al extracto original antes de la UF, un mínimo en A330 se presentó a pH 9.8, que no se soportó por la oscuridad de color visible real por las razones analizadas anteriormente. Medido en A330, la UF recuperó una cantidad sustancial de los fenólicos a partir del extracto como se muestra por la lectura alta de ?330 en el permeado (véase la Tabla XVII.2) . A partir de la Tabla XVII.3, se puede observar que el retenido de diafilt ación tuvo una lectura de A330 muy inferior a la del retenido de la UF (Tabla XVII.1) . Aunque el permeado DF (Tabla XVII.4) no fue tan alta en la lectura de A330 como la del permeado de UF (Tabla XVII. ), el DF no obstante dio por resultado en la eliminación adicional de cantidades considerables de los fenólicos restantes. Esta eliminación adicional de fenólicos mediante diafilt ación dio por resultado en un A330 muy inferior en el retenido de DF (Tabla XVII.3) que en el retenido de UF (Tabla VII.1) . Las siguientes Tablas XVIII.1 a XVIII. muestran el efecto de adsorbentes y pH sobre A330 del retenido :
TABLA XVIII .1 Efecto de los adsorbentes y el pH en A330 del retenido (NaCl 0.05 M con 0.1% de Na2SQ3) pH Control Polyclar XAD SF120 Gel de sílice
6.3 24.7 14.8 21.7 19.5 20 .8
8.0 17.8 13.8 15.8 18.8 19 .9
9.8 34.3 30.8 32.4 38.6 41 .2
11.0 29 28.7 25.1 29.8 30 .5 TABLA XVI II.2 Efecto de los adsorbentes y el pH en
A330 del retenido (NaCl 0.10 M con 0.1% de Na2S03) PH Control Polyclar XAD SF 120 Gel de sílice GAC
6.3 14.9 10.9 9.5 14.6 12 .6 11.8
8.0 20.8 15.8 16.6 19.9 22 .7 19.1
9.8 32.3 22.7 32 31.1 36 .2 26.4
11.0 24.8 23.3 23.2 26.5 28 .2 26.6
TABLA XVIII .3 Efecto de los adsorbentes y el pH en
A330 del retenido (NaCl 0.15 M con 0.1% de Na2S03) pH Control Polyclar XAD SF 120 Gel de sílice GAC
6.3 21.2 13.5 15.7 18.3 18 .7 19.4
8.0 20 16 16.3 17.9 19 .5 19.5
9.8 20.2 18 16.1 21 29 .8 20
11.0 35 28 31.6 33.6 35 .2 34.2
TABLA XVIII .4 Efecto de los adsorbentes y el pH en A330 del retenido (NaCl 0.25 M con 0.1% de Na2S03) pH Control Polyclar XADS F 120 Gel de sílice GAC
6.3 21.2 15.9 16.6 21.4 20 .4 21.4
8.0 23.7 16.1 21 24.5 25 .7 24.5
9.8 22.1 19.1 21.1 22.9 26 .5 22.7
11.0 24.5 22.8 18.4 24.2 27 .5 25.1
Como se puede observar a partir de la Tabl
XVIII.1 a XVIII.4, a pH bajo (< 9.8), Polyclar, entre todos los adsorbentes probado, fue particularmente eficaz para disminuir la lectura de A330 en el retenido final. Como se observa en Tabla XVIII.1, el valor A330 se puede reducir hasta el 40%.
Aunque otros adsorbentes también pueden tener bajas lecturas de A330 bajo condiciones específicas de pH y concentración de sales, su efecto fue algo insignificante en comparación con el de Polyclar . Cuando se utilizó pH de 9.8, Polyclar fue menos útil para disminuir A330. Las siguientes Tablas XVIII.5 a XVIII.8 muestran el efecto de los absorbentes en la concentración de proteínas (g/L) en el retenido:
TABLA XVIII .5 Efecto de los adsorbentes y el pH en la concentración de proteínas del retenido (0.05 con 0.1% de Na2S03) pH Control Polyclar XAD SF 120 Gel de sílice
6.3 51.5 53.2 47.1 46.3 46 .5 8.0 39 46 37.2 48.5 41 .4 9.8 40.4 41.1 38.5 38.3 41 .1 11.0 48.2 51.5 47.8 50.6 49 .1
TABLA XVIII .6 Efecto de los adsorbentes y el pH en la concentración de proteínas del retenido (0.10 con 0.1% de Na2S03) pH Control Polyclar XAD SF 120 Gel de sílice GAC
6.3 43.6 46 41.4 43.9 45.7 44.3
8.0 50.5 55.1 51.7 50.3 52 52.8
9.8 42.5 47.3 43.9 44.2 45.4 46
11.0 38 42 36.3 38.2 39.4 39.8 TABLA XVIII .7 Efecto de los adsorbentes y el pH en la concentración de proteínas del retenido (0.15 M con 0.1% de Na2SQ3) pH Control Polyclar XAD SF 120 gel de sílice GAC
6.3 33.5 36.2 32.3 34.7 36 .9 33.3
8.0 46.8 48.7 44.2 46.4 48 .2 47.4
9.8 39.5 40.9 36.2 39.7 39 .7 40.4
11.0 56.2 59.5 50.4 55.8 60 .1 58.5
TABLA XVIII .8 Efecto de los adsorbentes y el pH en la concentración de proteínas del retenido (0.25 M con 0.1% de Na2SQ3) pH Control Polyclar XAD SF 120 Gel de sílice GAC
6.3 38.8 41.7 36.2 38.4 40 .7 39
8.0 44.7 46.4 41.4 43.5 45 .8 45.8
9.8 50.3 54 48.8 50.5 52 .2 51.7
11.0 41.9 47.2 38.6 41.4 44 .6 42.5
Como se puede observar a partir de las Tablas XIVIII.5 a XVIII.8, todos los adsorbentes probados fueron bastante inertes a la concen ración de proteínas en el retenido en todas las combinaciones de sales y pH, aunque la proteína estuvo más concentrada por la ultrafiltración .
E m lo 4 : Este Ejemplo describe el efecto de utilizar niveles menores de sulfito de sodio y de la extracción purgada.
Se repitió el procedimiento del Ejempl-o 3 empleando un nivel menor de sulfito de sodio (0.05% en peso de Na2SC>3) para tres corridas al pH 8.0 utilizando Polyclar como el adsorbente. Se midió el A420 además del A330. En otro conjunto de experimentos, la solución del extracto que conten a 0.05% en peso a2S03 también se purgó con helio antes y durante la extracción. La siguiente Tabla XIX.1 muestra el efecto de estas modificaciones sobre la extracción de proteínas :
TABLA XIX.1 Extracción de proteínas a pH 8.0 (g/L) de Na2S03 0.05% de Na2S03 Purga con He
NaCl 0.05 8.5 11.8 11.5 NaCl 0.10M 9.0 12.7 12.0 NaCl 0.15M 11.4 14.3 14.5
Como se puede observar a partir de la Tabla XIX.1, los tres niveles de adición de sales, la concentración de proteínas en el extracto aumentaron en aproximadamente el 40% en peso cuando se utilizaron cantidades reducidas de sulfito de sodio. La concentración superior de sales condujo a una concentración superior de proteínas. La purga con helio no tuvo " ningún efecto sobre la extracción de proteínas . La Tabla XIX. 2 muestra el efecto de estas modificaciones sobre el color a A330:
TABLA XIX.2 Absorbancia del extracto a 330 nm de Na2S03 0.05% de Na2S03 Purga con He
NaCl 0.05M 36.0 40.5 35.9 NaCl 0.10M 38.3 36.6 42.3 NaCl 0.15M 39.9 43.4 42.7
Como se puede observar a partir de la Tabla
XIX .2 , la reducción en Na2S03 no afectó significativamente el A330 del extracto. Aunque la purga con helio eliminó el 99% del oxigeno disuelto, la absorbancia del extracto no se mejoró ya sea a 330 nm o 420 nm (siguiente Tabla XIX. 3) :
TABLA XIX.3 Absorbancia del extracto a 420 nm Sin purga Purga con He NaCl 0.05M 9.0 9.4 NaCl 0.10M 8.8 7.1 NaCl 0.15M 8.4 10.0
La siguiente Tabla XX muestra el efecto del procesamiento con membranas sobre el retenido A330 y A420 :
Tabla XX - Efecto del procesamiento de membranas sobre el retenido A330 y A420 Extracto UF retenido DF retenido
Sal A330 A420 A330 A420 A330 A420 0.05M 40.5 9.0 57.9 10.9 20.7 4.1 0.10M 36.6 8.8 55.9 10.9 15.1 3.5 0.15M 43.4 8.4 69.9 11.4 20.2 5.4
0.05M p de He* 35.9 9.4 55.3 12.4 18.3 4.0 0.10 p de He 42.3 7.1 67.0 10.4 20.5 4.7 0.15M p de He 42.7 10.0 61.3 12.9 20.2 4.3
* con la purga con helio
Como se observa en la Tabla XX, la diaf iltración eliminó sust ancialmente los componentes con coloración en el extracto. Las lecturas tanto de A330 como de A420 para el retenido final fueron de aproximadamente la mitad de aquellos del extracto original. La purga con helio no tuvo el efecto sobre los valores A330 o A420. la siguiente Tabla XXI muestra el efecto de Polyclar sobre A330 y A420 del retenido:
Tabla XXI Efecto de Polyclar sobre A330 y A420
0.05 20.7 4.1 14.9 (28%) 3 (12%)
0.10M 15.1 3.5 11.3 (25%) 2 (23%)
0.15 20.2 5.4 16..1 (20%) 4 (15%)
0.05 p He** 18.3 4.0 12.5 (32%) 3 (10%)
0.10M p He 20.5 4.7 18.5 (10%) 4 (13%)
0.15M p He 20.2 4.3 13.9 (31%) 3 (12%)
* Los números entre paréntesis son los porcentajes de reducción ** Con la purga con helio E emplo 5 : Este Ejemplo ilustra la preparación de un aislado de proteina cañóla proveniente de harina de cañóla comercial utilizando un antioxidante y diafiltració . Se agregaron 150 kg de harina de cañóla comercial (temperatura superior harina tostada) a 1000 L de NaCl 0.15 M que contenia 0.5 kg (0.05% en peso) solución de ácido ascórbico a 16°C y agitada durante 30 minutos para proporcionar una solución proteinica acuosa que tiene un contenido de proteínas de 20.2 g/L. La harina de cañóla residual se retiró y lavó en una banda de filtro de vacío. La solución proteinica resultante se clarificó mediante centrifugación y filtración para producir 1040 L de una solución proteinica clarificada que tiene un contenido de proteínas de 14.6 g/L. La solución del extracto de proteínas se redujo en volumen a 45 L mediante concentración en un sistema de ultrafiltración utilizando corte de peso molecular con membranas de 5000 dalton. La solución del extracto de proteína luego se diafiltró en un sistema de diafiltración utilizando corte de peso molecular con membranas de 5000 dalton con 450 L de solución de NaCl 0.15 M que contenía 0.05% en peso de ácido ascórbico a un volumen final de 44 L con un contenido de proteínas de 225 g/L. La solución co centrada y diafiltrada se diluyó a 30°C 1:15 en agua a 4°C. Inmediatamente se formó una nube blanca de micelas de proteína y se dejó sedimentar. El agua de dilución superior se retiró y la masa (PMM) precipitada, viscosa, pegajosa se recuperó del fondo del recipiente y se secó. Se encontró que la proteína seca tuvo un contenido de proteínas de 103.2% en peso (N x 6.25) d.b. 620 L de sobrenadante se concentraron, a partir de la formación de micelas a 30 L mediante concentración en un sistema de ultrafiltración utilizando membranas de corte de peso molecular de 5000 dalton. El sobrenadante concentrado luego se diafiltró en un sistema de diafilt ación utilizando membranas de corte de peso molecular de 5000 dalton con 100 L de agua a un volumen final de 27 L con un contenido de proteínas de 121.8 g/L. La solución concentrada y diafiltrada . se secó. Se encontró que la proteína seca formada tuvo un contenido de proteínas de 100.8% en peso (N x 6.25) d.b. Las muestras del aislado de proteína cañóla derivado de la PMM (CPI) y el aislado de proteína cañóla derivado del sobrenadante se evaluaron para claridad (L) y cromaticidad (a y b) utilizando un colorímetro Minolta (CR-310) . En el espacio ¦ de Laboratorio, el valor se mueve de 0 a 100, con 100 que es blanco y 0 que es negro. Los coordinados de cromaticidad, a y b, ambos tuvieron valores máximos de +60 y -60, +a que es la dirección roja, -a que es la dirección verde, +b que es la dirección amarilla y -b que es la dirección azul. La siguiente Tabla XXII muestra los resultados obtenidos:
TABLA XXII Muestra L a b CPI derivado de la PM 83.08 -1.58 +27.89
CPI derivado del sobrenadante 79.38 -0.11 +20.46
Los aislados de proteína cañóla exhibieron un color más claro (L) y menos amarillo (b) que los aislados producidos siguiendo este procedimiento pero omitiendo la adición de ácido ascórbico (como un antioxidan e) y los pasos de diafiltración (datos no mostrados ) .
Ej emplo 6 : Este Ejemplo ilustra el efecto de la temperatura sobre el color de los extractos · de proteínas a partir de una harina tostada a baja temperatura y una harina desolventizada con aire. Se agregaron muestras de 75 g de (a) una harina de semilla de aceite cañóla (LT) tostada a baja temperatura (100°C) y (b) una harina de semilla de aceite cañóla (residual) desolventizada con aire (20°C) a 500 mi de las muestras de solución de NaCl 0.15 M a la temperatura del entorno o ambiente (RT), 55°C, 60°C y 65°C, se agitó durante 30 minutos mientras que se mantuvo la temperatura de la solución sustancialmente constante para proporcionar soluciones proteínicas acuosas. Se tomaron muestras de la solución proteínica acuosa a 5, 10, 15, 20 y 30 minutos para análisis. La harina usada se separó mediante centrifugación en 10,000 xg durante 5 minutos y se liofilizó. Las absorbancias a A330 y A420 se determinaron para las diversas muestras de la solución de proteínas. Como ya se observó anteriormente, la absorbancia ÜV en A330 es indicativa de la concentración de fenólicos en la solución mientras la absorbancia en A420 es una medición más directa del color real. Los datos para las diversas muestras se muestran en las siguientes Tablas XXIII y XXIV:
Tabla XXIII - Lecturas de absorbancia para los extractos de harina a baja temperatura Tiempo de extracción RT 55°C 60°C 65°C [min) A330 A420 A330 A420 A330 A420 A330 A420
5 80.7 1.96 97.2 2.70 99.8 3.03 98.3 2.84
10 88.9 2.42 92.0 2.77 98.0 3.07 93.9 2.95
15 92.5 2.50 89.1 2.94 95.6 3.10 93.0 3.05
20 90.7 2.55 86.1 2.90 93.7 3.23 90.7 3.16
30 90.7 2.56 88.2 3.22 97.8 3.47 88.1 3.24
Tabla XXIV - Lecturas de absorbancia para los extractos de harina residual Tiempo de extracción RT 55°C 60"C 65°C ¡min) A330 A420 A330 A420 A330 A420 A330 A420
5 120.3 2.73 118.8 2.94 120.5 3.08 128.4 3.16
10 116.7 2.73 118.5 3.07 121.1 3.15 127.4 3.19
15 117.0 2.78 119.5 3.20 116.3 3.09 112.5 3.04
20 119.1 2.84 113.1 3.17 112.9 3.19 121.6 3.09
30 114.1 2.74 113.1 3.23 114.6 3.22 119.1 3.00
Como se puede observar a partir de las Tablas XXIII y XXIV, la elevación de la temperatura de extracción no tuvo ningún efecto significativo sobre el ?330 de la solución proteinica extraída para cada tipo de harina probada aunque hubo un ligero aumento en las lecturas de ?420 observado a temperaturas mayore s .
EJEMPLO 7 : Este Ejemplo muestra los efectos de ciertos parámetros sobre el color de los extractos proteinicos de., ciertas harinas de semilla de aceite cañóla. En un primero conjunto de experimentos, se agregaron muestras de 50 g de harina de semilla de aceite cañóla que (a) se había tostado a baja temperatura 100°C (harina LT) o (b) que se había desolventizado con aire a 20°C (harina residual) a muestras de 500 mL de solución de NaCl 0.05 o 0.10 M a temperatura ambiente (20°C) y se agitó durante 15 minutos. La suspensión se centrifugó a 5000 xg durante 10 minutos para retirar la harina usada. En un segundo conjunto de experimentos, 500 mL de agua sin sal agregada se calentaron primero a 60°C en un agitador de placa caliente. Luego 50 g' de la harina de semilla de aceite cañóla, que se había tostado a baja temperatura 100°C, o (b) que se había desolventizado con aire a 20°C (harina residual), se agregaron y se agitaron durante 15 minutos mientras que se mantuvo la temperatura. El extracto se separó de la harina usada mediante centrifugación en 5000 xg durante 10 minutos.
Se determinaron las absorbancias en las concentraciones de proteínas A330 y A420 para las diversas soluciones de proteínas. Los resultados obtenidos se presentan en las siguientes Tablas XXV.1 y XXV .2 : V. .
TABIA XX .1 Lecturas de absorbancia para los extractos Solución salina 0.05M Solución salina 0.10 M Agua a 60°C A330 A420 A330 A420 A330 A420
Harina LT 62.4 1.88 64.4 1.84 55.4 2.10 Harina residual 77.7 1.82 85.5 2.10 78.0 2.13 Solución salina 0. 05 Solución salina 0.1 M Agua a 60c
Harina LT 1.11 1.44 0.98 Harina residual 2.09 2.04 1.38
Como se puede observar a partir de los resultados contenidos en las Tablas XXV .1 y XXV .2 , los valores A330 aumentaron con la concentración creciente de proteínas mientras que la intensidad de color, como se indica por A420, no cambió significativamente con la concentración de proteínas, coincidiendo con la observación visual. Estos resultados muestran que, junto con un rendimiento mayor de proteínas, se puede esperar un producto más claro a partir de la harina desolventizada con aire en comparación con la harina tostada a baja temperatura .
Ejemplo 8 : Este Ejemplo muestra el efecto de la extracción de solventes del aislado de proteina cañóla sobre el color del producto. Se formó una mezcla de aislados de proteina cañóla derivados de la PMM a partir de tres procedimientos de aislamiento, estos aislados derivados de la PMM son D29-02A C300 (57.9% en peso), D24-02A C300 (34.7%. en peso) y D11-02A C300 (7.4%' en peso) (Compuesto 6) . Además se formó una mezcla de aislados derivados del sobrenadante a partir de tres procedimientos de aislamiento, estos aislados derivados del sobrenadante son E29-02A C200 (18.7% en peso), D29-02A C200 (40.1% en peso) y E14-02A C200 (41.2% en peso) (Compuesto 7) . Los procedimientos específicos utilizados para preparar los aislados de proteína cañóla individuales son como sigue: Se agregaron xar kg de harina cañóla comercial a Ab' L de solución de NaCl 0.15 M a temperatura ambiente, agitada durante 30 minutos para proporcionar una solución proteínica acuosa que tuvo un contenido de proteínas de xc' g/L. La harina de cañóla residual se retiró y se lavó en una banda de filtro al vacío. La solución de proteínas resultante se clarificó mediante centrifugación y filtración para producir ' L de una solución proteínica clarificada que tuvo' un contenido de proteínas de xe' g/L. Una alícuota de ? ?-' L de la solución del extracto de proteínas se redujo en volumen a g' L mediante concentración en un sistema de ultrafiltración utilizando membranas de corte de peso molecular de ??' dalton. La solución de proteínas concentrada resultante tuvo un contenido de proteínas de ' g/L. La solución concentrada a °C se diluyó k' en agua a 4°C. Inmediatamente se formó una nube blanca y se dejó sedimentar. El agua de dilución superior se retiró y la masa (PMM) precipitada, viscosa, pegajosa se recuperó del fondo del recipiente en un rendimiento del ?1'% en peso de la proteína extraída. Se encontró que la proteína derivada de la PMM seca tuvo un contenido de proteínas de ??' % (N x 6.25) d.b. Al producto se le dio la designación ??'. La siguiente Tabla XXVI proporciona los valores de los parámetros a' hasta ?p?' :
TABLA XXVI n BW-AL017- BW-AL017- BW-AL017- BW-AL017- BW-AL018- D11-02A C300 D24-02A C300 D29-02A C300 E14-02A C300 E29-02A C300 a 1200 150 150 15D 150 b 8000 1000 1000 999 1001 c 26.3 25.7 20.2 20 24.4 d 5882 1152 1040 1245 1075 e 17.7 16.6 14.6 10.2 17.8 f 5882 1080 1040 1194 820 g 92 53 44.25 39 24 h 5000 5000 5000 5000 5000 i 289 246.8 225 238 289 i 31 32 32 32 32 k 1 :15 1:15 1:15 1:15 1:15
1 8.5 37.3 29.4 27.7 23.9 m 104.4 105.1 103.2 100.1 102.4
El agua de dilución retirada se redujo en el volumen mediante ultrafiltración utilizando una membrana de corte de peso molecular de ??' dalton para una concentración de proteínas de ??' g/L. El concentrado se secó. Con la proteina adicional recuperada del sobrenadante, la recuperación total de proteínas fue del ? q' % en peso de la proteína extraída. La proteína seca formada tuvo un contenido de proteínas del r'% en peso (N x 6.25) d. b. Al producto se le dio la designación (s' . La siguiente Tabla XXVII proporciona los valores para los parámetros ??' hasta rr :
TABLA XXVI BW-AL017- BW-AL017- BW-AL017- BW-AL017- BW-AL018- D11-02A C300 D24-02A C300 D29-02A C300 E14-02A C300 E29-02A C300 3000 5000 5000 5000 5000 237.6 194.4 121.8 115.8 100.1 15.5 55.4 45.7 44.4 35.2 98.7 97.8 100.8 98.7 97.5
1.4 kg del Compuesto 6 se dispersaron en una mezcla de 3L de etanol (desnaturalizado: 85% de etanol/15% de alcohol de madera, VWR Canlab D y 3L de agua purificada mediante osmosis inversa (RO) . La mezcla se agitó durante 30 minutos utilizando un agitador aéreo. El material sólido se separó del volumen liquido al centrifugar la muestra en lotes a 8000 g durante 5 minutos. Los gránulos luego se volvieron a dispersar y se extrajeron nuevamente en una mezcla adicional de 3L de etanol y 31 de agua RO durante 30 minutos con agitación. Nuevamente se utilizó centrifugación
(8000 g/5 min.) para recolectar la muestra de sólidos. Los gránulos luego se dispersaron en 4L de etanol en un esfuerzo por eliminar el agua de las muestras. El material sólido se recolectó por centrif gación (8000 min g/5 min.) y se volvió a dispersar en 4L de etanol recién preparado.
Se utilizó nuevamente centrifugación (8000 g/5 min.) para recolectar los sólidos. Los gránulos se rompieron y se extendieron sobre una lámina para horneado y se dejó en un campana de ventilación para secar . Se repitió este procedimiento utilizando 1.4 kg del Compuesto 7 que se dispersó en una mezcla de 4. 21 de etanol y 1.8L de agua purificada mediante osmosis inversa. Los gránulos se volvieron , a dispersar en una mezcla recién preparada de 4.2L de etanol y 1.8L de agua purificada por RO . Los polvos de proteina obtenidos y las muestra de extracto de solventes se analizaron para un contenido total de proteínas y mediante HPLC. Los polvos de proteína también se analizaron para el contenido de humedad. Las muestras de extracto de solventes se examinaron también utilizando un espectrofotómetro par.a proporcionar una indicación de su contenido fenólico (absorbancia a 330 nm) y color visible (absorbancia a 420 nm) . El color de los productos proteínicos secos se valoró utilizando un medidor de colores Minolta CR-310. La recuperación del Compuesto 6 extraído con etanol/agua fue del 86% en peso y para el Compuesto 7 fue del 80% en peso. Las pérdidas de producto fueron debidas a la solubilidad en el solvente de extracción y la siguiente Tabla XXVIII proporciona el contenido de proteínas de los extractos de solventes.
Tabla XXVIII Contenido proteínico de los extractos de solventes Mué stra % en peso de proteina
Compues t o - primera extracción 1.12 Compuesto - segunda extracción 0.46 Compuesto - primera extracción 1.55 Compuesto - segunda ext acción 1.27
Otras pérdidas se pueden atribuir al material perdido en la manipulación de las muestras . En la siguiente Tabla XXIX se muestran las lecturas de color obtenidas:
Tabla XXIX - Lecturas de color para la muestra de compuestos antes y después de la extracción Muestra L a B
Compuesto 6 antes de la extracción 81.49 +0.12 +24.37
Compuesto 6 después de la extracción 83.53 -0.56 +14.18
Compuesto 7 antes de la extracción 79.68 +0.20 +19.69
Compuesto 7 después de la extracción 80.67 +0.13 +14.72
Como se puede observar a partir de los datos en la Tabla XXIX, tanto para el Compuesto ß como para el Compuesto 7, la extracción del aislado de proteína cañóla resultó en un aumento en la claridad (L), una disminución en el valor "a" y una disminución en el valor "b". El aumento en el valor L significa que el producto es más blanco y menos negro. La disminución en el valor "a" corresponde a un cambio en el color de rojo a verde mientras que la disminución en el valor "b" corresponde a un cambio en el color de amarillo a azul. La reducción en en rojizo y amarillento de las muestras es una indicación de la eliminación de compuestos fenólicos y/o sus productos de reacción. En la siguiente Tabla XXX se proporcionan las lecturas de absorbancia parra los extractos ' de solven e s :
Tabla XXX - Lecturas de Absorbancia para extracciones de solvente Muestra A420 A330
Compuesto 6-primera extracción 3.19 21.60 Compuesto 6-segunda extracción 0.82 6.00 Compuesto 7-primera extracción 3.20 11.40 Compuesto 7-segunda extracción 0.80 3.00
Como se puede observar a partir de la Tabla XXX, las extracciones estuvieron ligeramente con coloración, indicando la extracción de colorantes a partir del aislado de proteínas. La Tabla XXXI muestra el contenido de proteínas (N x 6.25. Los valores de nitrógeno porcentual se determinaron utilizando un Determinador de Nitrógeno Leco FP52D) y el contenido de humedad de los aislados de proteínas extraídos con solventes:
Tabla XXXI - Caracterís icas de los aislados de proteínas extraídos con solventes Muestra Contenido de proteínas Contenido de humedad (% en peso w.b.) (% en peso) Compuesto 6 97.35 6.13 Compuesto 7 94.09 3.75
Como se puede observar a partir de la Tabla XXXI, los productos extraídos con solvente tuvieron poca humedad y un contenido de proteínas suficientemente alto para los productos que serán clasificados como aislados
E emplo 9 : Este Ejemplo ilustra el uso de un antioxidante y adsorbente en la producción de un aislado de proteína cañóla.
Se agregaron 150 kg de una harina de semilla de aceite cañóla comercial que se había desolventizado a baja temperatura (100°C) a 1000L de NaCl 0.15 M y se mezclaron durante 30 minutos a temperatura ambiente de 21°C. Después de 15 minutos de mezclar se agregó 0.05% en peso (500 g) de ácido ascórbico a la suspensión como un antioxidante. La harina de ca óla residual se retiró y se lavó sobre una banda de filtro al vacio que dio por resultado en 953.5 L de la solución de proteínas que tuvo un contenido de proteínas de 23.9 g/L. La absorbancia UV de la solución a 330 nm fue 61.2. Se agregaron 21.2 kg (2.2% en peso) de Polyclar R Excelente a los 953.5 L de la solución de proteínas y se dejó mezclar durante 1 hora a temperatura ambiente. Después de esto, el Polyclar se retiró al hacer pasar la solución de proteínas a través de una centrífuga desenlodadora y luego prensas de filtro que contenían almohadillas de filtro de 20 y 0.2 µ?, respectivamente. Después de la eliminación de Polyclar, se recolectaron 842 L de la solución de proteína cañóla que tenían un contenido de proteínas de 19.9 g/L y una absorbancia de A330 de 33.2. Por lo tanto se obtuvo una disminución significativa en la absorbencia de A330, con una pérdida muy baja de proteínas. La solución clarificada luego se concentró a un volumen de 30 L que tenía un contenido de proteínas de 338.4 g/L y un A330 de 20.4 en un sistema de ultrafiltración utilizando membranas de corte de peso molecular con 5000 dalton. La solución del extracto de proteínas concentrada se diafiltró en un sistema de diafiltración utilizando membranas de corte de peso molecular de 5000 dalton con 300 L de NaCl 0.15M que contenían 0.05% en peso de ácido ascórbico. Los 29.0 L resultantes de la solución de proteína cañóla concentrada y diafiltrada tuvo un contenido de proteínas de 299.7 g/L y un A330 de 25.6. En contraste con los resultados observados en los Ejemplos 1 a 3 y 5, la diafiltración tuvo poco efecto sobre A330, probablemente debido a que el Polyclar ya había eliminado mucho del fenólico libre, proveniente de la solución de proteína ca óla antes del paso de concentración. La solución concentrada y diafiltrada a 31°C se diluyó en 15 volúmenes de agua que tiene una temperatura de 6.4 °C. Se formó inmediatamente una nube blanca de micelas proteínicas y se dejó sedimentar durante dos horas. El agua de dilución superior se retiró y la masa (PMM) precipitada, viscosa, pegajosa (40.6 kg) se recuperó del fondo del recipiente y se atomizó. El aislado de proteina seca tuvo un contenido de proteínas del 98.8% en peso (N x 6.25) d. b. 440 L del sobrenadante proveniente de la formación micelar y que tuvo un contenido de proteínas de 13.3 g/L se concentraron a 30 L mediante concentración en un sistema de ultrafiltración utilizando membranas de corte de peso molecular de 5,000 dalton. El sobrenadante concentrado luego se diafiltró en un sistema de diafiltración utilizando membranas de corte de peso molecular de 5,000 dalton con cinco volúmenes de agua. La solución resultante tuvo un contenido de proteínas de 161.0 g/L y un A330 de 10.8. La solución concentrada y diafiltrada se secó y se encontró que la proteína seca tenía un contenido de proteínas de 95.6% en peso (N x 6.25) d.b. Las muestras del aislado de proteína cañóla (CPI) derivado de la PMM y el aislado de proteína cañóla derivado del sobrenadante se analizaron para claridad (L) y cromaticidad (a y b) utilizando un colorímetro Minolta CR-310.
La siguiente Tabla XXXII muestra resultados obtenidos:
TABLA XXXII Muestra L a b CPI derivado de la PMM 81.64 -1.46 29.57
CPI derivado del sobrenadante 81.24 -0.76 21.15
E emplo 10 : Este Ejemplo ilustra el uso de un antioxidante y un adsorbente en el paso de extracción . Se llevaron a cabo experimentos a escala de banco fuera en las cuales las muestras de harina de semilla de aceite cañóla comercial que se había desolventizado a 100°C se extrajeron con NaCl 0.15 M durante 30 minutos a una concentración de 15% en peso. Las extracciones se efectuaron con y sin la adición de Polyclar Super R Excelente a niveles variables, a saber 0.5% en peso, 1.0% en peso, 1.5% en peso, 2.0% en peso, 2.5% en peso, 3.0% en peso, 4.0% en peso y 5.0% en peso y con y sin la adición de 0.5% en peso de ácido ascórbico. Después de la extracción, las soluciones se sometieron a centrifugación y luego se analizaron para el contenido de fenólicos (absorbancia ?330), color visible (absorbancia ?420) y contenido de proteínas. Los resultados obtenidos con y sin ácido ascórbico se muestran en las Tablas XXXIII y XXXIV respectivamente:
Tabla XXXIII % en p/v de Polyclar ?330 A420 Proteína g/L Control 96.2 2.8 24.6
1.0% de Polyclar 93.0 3.3 25.8 1.5% de Polyclar 71.7 2.65 26.1 2.0% de Polyclar 63.0 2.01 23.5 2.5% de Polyclar 72.4 2.54 26.4 3.0% de Polyclar 64.7 2.63 26.4 4.0% de Polyclar 63.0 2.41 28.0 5.0% de Polyclar 61.6 2.39 25.9
Tabla XXXIV en p/v de Polyclar A330 A420 Proteina g/L
Control 90.5 3.12 25.9
1.0% de Polyclar 82.7 2.22 28.4 1.5% de Polyclar 90.6 2.59 32.8 2.0% de Polyclar 83 2.32 26.8 2.5% de Polyclar 80 2.09 27.1 3.0% de Polyclar 68 2.25 26.5 4.0% de Polyclar 66 2.62 29.9 5.0% de Polyclar 52 1.73 26.0
Como se puede observar a partir de los resultados mostrados en las Tablas XXXIII y XXXIV, se ubtuvo una reducción significativa tanto en A330 como en A420 en presencia de Polyclar ambos con y sin presencia de ácido ascórbico. Una concentración al 2.5% p/v de Polyclar alcanzada a una reducción del 25% en el A330 y una reducción del 11% en el A420 observadas en el control, cuando no se agregó ningún ácido ascórbico a la extracción. Niveles superiores de Polyclar redujeron adicionalmente los valores ?330 y A420. Con ácido ascórbico presente durante la extracción, se observaron una reducción del 12% en A330 y una reducción del 34% en A420 cuando se utilizó 2.5% en p/v de Polyclar. El contenido de proteínas de la solución estuvo sin afectar por · la presencia o ausencia del Polyclar.
E emplo 11 : Este Ejemplo ilustra el efecto sobre el color del lavado con etanol de la harina de semilla de aceite cañóla . Muestras de 10 g de harina de semilla de aceite cañóla pelada se mezclaron con 100 mi de etanol y se dejaron mezclar durante 30 minutos a 45°C, 40°C y temperatura ambiente, que se reguló con un baño de agua circulante y un recipiente con camisa exterior . Después del periodo de mezclado de 30 minutos, la suspensión de harina/solvente se vació a través de un filtro para separar la harina de los extractos. El procedimiento se repitió hasta que ningún color se eliminó o hasta que las lecturas de absorbancia A330 y A420 comenzaron a detenerse. La harina proveniente de cada paso de lavado/extracción con solventes se secó y se realizaron extracciones de proteínas con NaCl 0.15 M a temperatura ambiente durante 30 minutos. La absorbancia UV de la solución del extracto se realizó para cada muestra del extracto. Las Tablas XXXV, XXXVI y XXXVII muestran los valores A330 y A420 para la extracción realizada a temperatura ambiente, 40°C y 45°C, respectivamente:
TABLA XXXV Extracción de etanol a temperatura ambiente A330 la. Extracción con solventes 34.3 2a. Extracción con solventes 12.8 3a. Extracción con solventes 6.1 4a. Extracción con solventes 2.8 5a. Extracción con solventes 2.3 6a. Extracción con solventes 1.7 TABLA XXXVI Extra cci ón de etanol a 40°C A330 A420 la. Extracción con solventes 30.9 0. .528
2a. Extracción con solventes 20.1 0. ,257
3a. Extracción con solventes 9.3 0. ,139
4a. Extracción con solventes 7.01 0. , 108
5a. Extracción con solventes 4.74 0. ,073
6a. Extracción con solventes 6.66 0. .063
7a. Extracción con solventes 3.69 0. .035
8a. Extracción con solventes 2.57 0. .031
9a. Extracción con solventes 2.6 0. ,037
10a . Extracción con solventes 2.4 0. ,033
TABLA XXXVII Extra cción de etanol a 45° C A330 ¦ A420 la. Extracción con solventes 43.0 0. .610
2a. Extracción con solventes 21.0 0, .301
3a. Extracción con solventes 14.6 0. .191
4a. Extracción con solventes 7.83 0, .129
5a. Extracción con solventes 7.65 0, .105
6a. Extracción con solventes 7.34 0. .092
7a. Extracción con solventes 5.76 0. .086
8a. Extracción con solventes 6.04 0. .063
9a. Extracción con solventes 4.89 0. .065
10a, . Extracción con solventes 4.98 0. .052
Como se puede observar a partir datos, la extracción con solventes temperatura no eliminó tanto color ni compuestos fenólicos como a las temperaturas en la variación de 40° a 45°C, con la extracción a temperatura ambiente que se detuvo hasta la eliminación de contaminantes después de únicamente 6 extracciones mientras que la extracción a mayores temperaturas cada una eliminó los contaminantes hasta la 10a. extracción. Se determinaron el contenido de proteínas y a la absorbancia 330 nm y 420 nm de las soluciones del extracto de proteínas y los resultados aparecen en la siguiente Tabla XXXVIII:
TABLA XXXVIII A330 A420 % de proteina
Control Ext . 97.8 2.84 1.92 Temperatura ambiente 78.4 2.57 2.01 40°C 60.1 1.97 2.23 45°C 58.2 2.29 1.79
Como se puede observar a partir de esta Tabla, la pérdida de proteínas se puede evitar mientras que aproximadamente 40% de los compuestos fenólicos y 30% del material absorbente A420 se eliminaron al extraer previamente la harina con etanol a 40°C.
Ejemplo 12 : Este Ejemplo ilustra la preparación de un aislado de proteina cañóla con la extracción con etanol de la harina. Once alícuotas de 600g harina de semilla oleaginosa sin cáscara se sometieorn a cuatro extracciones con etanol de 3L utilizando una proporción p/v de harina a etanol de 1:5. Las extracciones se realizaron durante 30 minutos a 35°C. Después del tiempo de mezclado de 30 minutos, la suspensión se dejó sedimentar y el sobrenadante se vació. Las absorbancias UV en A330 y A420 se determinaron para cada extracción y una medición de contenido de proteínas se llevó a cabo en la primera extracción de la primera alícuota de harina extraída. Después de la cuarta extracción, la harina se extendió en una cacerola poco profunda en una campana de ventilación y se dejó secar durante la noche. El lote total de harina lavada se dejó desolventizar en la campana de ventilación uno más noches antes de que 5.4 kg de harina extraída secada se utilizaran en una extracción por lotes de 50 L. Con cada extracción de la muestra, el color del sobrenadante se tornó progresi amente más claro y el A330 y A420 disminuyeron. En promedio, se observó una reducción de 5 veces en A330 y una reducción de 6 veces en ?420. Los valores de absorbancia son A420 y A330 respectivamente para los diversos extractos se muestran en las siguientes Tablas XXXIX y XL :
Tabla XXXIX: Absorbancia a A420 de harina Extracto 1 Extracto 2 Extracto 3 Extracto 4
A 1.688 0. ,606 0. ,276 0. .181 B 0.37 0. ,379 0. ,124 0, .103 C 0.891 0. .432 0. .206 0, .129 D 0.182 0. ,334 0. .218 0, .116 E 0.8 0. ,366 0. .159 0. .093 F 0.896 0, ,469 0. .215 0. .114 G 0.8 0. .398 0. .194 0. .122 H 0.821 0. ,376 0. .203 0. .117 J 0.836 0. .398 0. .189 0. .111 J 0.827 0. ,375 0. .203 0, .131 K 0.833 0. ,402 0. .265 0, .115
Tabla XL : Absorbancia en A330 Alícuota de harina Extracto 1 Extracto 2 Extracto 3 Extracto 4
A 98, .1 47 .5 22 .1 12.8 B 30. .7 14 .7 13 .9 10.43 C 61. .2 27 .8 15 .3 10.9 D 57, .5 25 .3 19 .5 11.37 E 60, .4 27 .7 16 .2 10.4 - F 58 , .6 29 .3 18 .4 11.4 G 58. .8 28 .6 17 .3 12 H 57 , .9 26 .3 14 .3 10.02 I 60. .1 29 .3 15 .6 11.02 J 56. .7 30 .1 17 .8 10.89 K 61. .2 27. 98 14. 77 11.08
Los 5 kg de la harina extraída con etanol se agregaron a 50 L de NaCl 0.15 M y se mezclaron durante 30 minutos a una temperatura ambiente de 20°C con 0.05% en peso de ácido ascórbico agregado a la suspensión después de 15 minutos como un antioxidante . La harina de cañóla residual se retiró y se lavó en una banda de filtro al vacio. La solución de proteínas resultante se clarificó mediante filtración a través de una bolsa de filtro de 20pm seguida por centrifugación a 6500 rpm durante 5 minutos para producir 39.6 L de la solución de proteínas que tuvo un contenido de proteínas de 23.7 g/L. 37.55 L de la solución de proteínas clarificada se concentraron a 3 L utilizando . un sistema de ultrafiltración utilizando membranas de corte de peso molecular de 10,000 dalton. La solución de proteínas concentrada se diafiltró en un sistema de diafiltración utilizando membranas de corte de peso molecular de 10,000 dalton utilizando 24 L (= 8 volúmenes de retenido) de NaCl 0.15 M que contenía 0.05% en peso de ácido ascórbico. Los 3L resultantes de la solución de .proteína cañóla concentrada y diafiltrada tuvieron un contenido de proteínas de 184 g/L. La solución concentrada y diafiltrada se diluyó a 30°C en 30 L de agua que tenía una temperatura de 4°C. Se formó inmediatamente una nube blanca de micelas proteinicas y se dejó sedimentar. El sobrenadante se retiró y la masa (P M) precipitada, viscosa, pegajosa (5.78 kg) se retiró del fondo del recipiente y se atomizó. El aislado de proteina seco tuvo un contenido de proteínas de 101.2% en peso (N x 6.25) d.b. 26 L del sobrenadante proveniente de la formación micelar se concentraron a 3 L mediante concentración en un sistema de ultrafiltración utilizando membranas de corte de peso molecular de 10,000 dalton. El sobrenadante concentrado luego se diafiltró en un sistema de diaf iltración utilizando membranas de corte de peso molecular de 10,000 dalton con 6 L de agua. La solución concentrada y diafiltrada se secó y se encontró que la proteina seca tuvo un contenido de proteínas de 101.3% en peso (N x 6.25) d.b. Las muestras del aislado proteína cañóla (CPI) derivado de la PMM y el aislado de proteína ca óla derivado del sobrenadante se analizaron para claridad (L) y cromaticidad (a y b) utilizando un colorímetro Minolta R-310. La siguiente Tabla XLI muestra los resultados obtenidos:
TABLA XLI
Muestra L a b CPI derivado de la PMM 84.32 -1.84 23.85
CPI derivados del sobrenadante 81.92 0.5 14.18
Estos productos fueron muy claros con valores 3.' y b' lo que sugiere niveles relativamente menores de repeticiones de color rojo y amarillo.
SUMARIO DE LA EXPOSICIÓN En el sumario de esta exposición, la presente invención proporciona la recuperación de aislados de proteina cañóla que tienen color disminuido, al efectuar una o más operaciones durante la preparación del aislado diseñado para eliminar los componentes que provocan coloración, la inhibición de oxidación de los componentes que provocan coloración y la eliminación de colorantes. Son posibles modificaciones dentro del alcance de la invención.
Claims (25)
- REIVINDICACIONES 1. Un proceso para formar un aislado de proteina cañóla que comprende: procesar semillas de cañóla para formar una harina de proteina ca óla, extraer la harina de proteina cañóla para formar una solución proteinica acuosa, concentrar la solución proteinica acuosa, y recuperar el aislado de proteina cañóla de la solución proteinica acuosa concentrada, caracterizado por efectuar al menos un paso de proceso durante el proceso que da por resultado en un aislado de proteina cañóla que tiene un color disminuido .
- 2. El proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un paso implica al menos uno de : (a) procesar las semillas para efectuar la inactivación de mirosinasa en las semillas; (b) efectuar el paso de extracción utilizando al menos uno de: (i) extracción en presente de un antioxidante, (ii) extracción de harina desolventizada con aire, y (iii) tratamiento de la solución de proteina cañóla con al menos un agente adsorbente de componentes colorantes; (c) efectuar la diafiltración de la solución proteinica acuosa concentrada después del paso de concentración ; (d) solvente para extraer la harina de proteina ca óla; y (e) solvente para extraer el aislado de proteina ca óla.
- 3. El proceso según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el aislado de proteina cañóla se recupera de la solución proteinica acuosa concentrada al agregar la solución acuosa concentrada a agua enfriada para formar una masa micelar proteinica, y separar la masa micelar proteinica del sobrenadante.
- 4. El proceso según la reivindicación 3, caracterizado porque el sobrenadante se procesa para recuperar un aislado de proteina cañóla adicional del mismo al concentrar el sobrenadante, someter el sobrenadante concentrado a diafiltración y recuperar el aislado de proteína cañóla proveniente del sobrenadante diafiltrado.
- 5. Un proceso para preparar un aislado de proteína cañóla a partir de harina de semilla de aceite cañóla que comprende: (a) extraer la harina de semilla de aceite cañóla y provocar la solubilización de la proteína en la harina de semilla de aceite cañóla para formar una solución proteínica acuosa que tenga un pH de 5 hasta 6.8 utilizando una solución salina acuosa, (b) separar la solución proteínica acuosa de la harina de semilla oleaginosa residual, (c) aumentar la concentración de proteínas de la solución proteínica acuosa mientras que se mantenga la resistencia iónica sustancialmente constante mediante el uso de una técnica de membrana selectiva para proporcionar una solución proteínica concentrada, (d) diluir dijeron la solución proteínica concentrada en agua enfriada que tenga una temperatura por debajo de aproximadamente 15°C para provocar la formación de micelas proteínicas discretas en la fase acuosa, (e) sedimentar las micelas proteínicas para formar una masa micelar proteínica amorfa, pegajosa, gelatinosa, similar a gluten, y (f) recuperar la masa micelar proteínica del sobrenadante, la masa micelar proteínica tiene un contenido de proteínas de al menos aproximadamente 90% en peso (N x 6.25) sobre una base de peso en seco . caracterizado porque: (a) la solución salina acuosa contiene un antioxidante, y/o (b) la harina de semilla de aceite cañóla se lava con alcohol, y/o (c) la solución proteínica concentrada se somete a diafiltración antes del paso de dilución, y/o (d) secar la masa micelar proteínica y extraer el aislado de proteína cañóla seco con solución alcohólica acuosa, y/o (e) pasteurizar la solución proteínica concentrada al paso de dilución, y/o (f) tratar las semillas de aceite cañóla para inactivar las mirosinasas contenidas en las semillas oleaginosas .
- 6. El proceso según la reivindicación 5, caracterizado porque el antioxidante es sulfito de sodio o ácido ascórbico, de preferencia presente en la solución salina acuosa en una cantidad de 0.01 a 1% en peso.
- 7. El proceso según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque el alcohol utilizado para lavar la harina de semilla de aceite ca óla es etanol.
- 8. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el paso de lavado se efectúa al dispersar la harina de semilla de aceite cañóla en el solvente a una proporción p/v de 1:3 a 1:10, agitando la suspensión resultante durante 5 a 60 minutos a una temperatura entre aproximadamente 15° y 45°C, y separando la harina de semilla de aceite cañóla lavada proveniente de la suspensión.
- 9. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque el paso de lavado se efectúa muchas veces hasta que no se recupere ningún fenólico y/o color visible adiciónale s .
- 10. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque la diaf ilt ración se efectúa utilizando 2 y 20 volúmenes de solución de diafilt ración , de preferencia 5 a 10 volúmenes de la solución de diaf ilt ración .
- 11. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque el paso de extracción se efectúa utilizado una solución salina acuosa que tiene un pH en la variación de 5 a 6.8 y la solución de diafiltración es una solución salina acuosa que tiene la misma concentración y pH que la solución utilizada en el paso de extracción.
- 12. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque la diaf iltración se efectúa utilizando una membrana que tiene un corte de peso molecular en la gama de 3000 a 50,000 daltons, de preferencia 5000 a 10,000 daltons .
- 32. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, caracterizado porque la solución de diafiltración contiene un antioxidante para al menos una porción del paso de diafiltración , el antioxidante puede ser sulfito de sodio o ácido ascórbico .
- 14. El proceso según la reivindicación 13, caracterizado porque el antioxidante se utiliza en una cantidad de 0.01 a 1% en peso.
- 15. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado porque el paso de extracción se efectúa utilizando una solución salina acuosa que tenga un pH de 5 a 6.8 y que contenga el antioxidante.
- 16. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 15, caracterizado porque el sobrenadante se concentra al efectuar la ultrafiltración del sobrenadante para proporcionar un sobrenadante concentrado y el sobrenadante concentrado se somete a diafiltración .
- 17. El proceso según la reivindicación 16, caracterizado porque la diafiltración se efectúa utilizando de 2 a 20 volúmenes de la solución de diafilt ración , de preferencia de 5 a 10 volúmenes de agua .
- 18. El proceso según la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque la diafilt ración se efectúa utilizando una membrana que tiene un corte de peso molecular en la variación de 3000 a 50,000 daltons, de preferencia 5000 a 10,000 daltons.
- 19. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque la solución de diafiltración contiene un antioxidante para al menos una porción del paso de diafiltración, el antioxidante puede ser sulfito de sodio o ácido ascórbico, de preferencia en una cantidad de 0.01 a 1% en peso.
- 20. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 19, caracterizado porque la solución proteinica diafiltrada se pone en contacto con un agente adsorbente de color, el cual puede ser polivinilpirrolidona, antes del paso de dilución.
- 21. El proceso según la reivindicación 20, caracterizado porque la polivinilpirrolidona se utiliza en una cantidad de 0.5 a 6% en peso, de preferencia de 2 a 3% en peso.
- 22. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 21, caracterizado porque el paso de pasteurización se efectúa se efectúa al calentar la solución proteinica diafiltrada a una temperatura de 55° a 70°C durante 10 a 15 minutos, de preferencia de 60° a 65°C durante 10 minutos. ¦
- 23. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 22, caracterizado porque la solución alcohólica acuosa es una solución acuosa de etanol que tiene una proporción de volumen de etanol : agua de 2:1 a 1:2 y el aislado de proteina ca óla se extrae al dispersar el aislado de proteina cañóla en la solución alcohólica acuosa en una cantidad de 5 a 25% en peso, mezclando la suspensión resultante durante 30 a 60 minutos, y separar el aislado de proteina cañóla extraído de la suspensión, y el paso de extracción de preferencia se repite hasta que no se elimine ninguno de los fenólicos y/o colorantes invisibles adicionales del aislado de proteina cañóla.
- 24. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 23, caracterizado porque la harina de semilla de aceite cañóla se desolventiza con aire a una temperatura inferior a 50°C para eliminar el solvente de extracción de aceite residual antes del paso de extracción.
- 25. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 23, caracterizado porque la semilla de aceite cañóla se desolventiza a una temperatura elevada inferior a 100°C para eliminar el solvente de extracción del aceite residual antes del paso de extracción.
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