NO139766B - Fremgangsmaate for utvinning av protein - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder generelt en ny fremgangsmåte for utvinning av protein med forbedret løsningsklarhet ved sur pH,

fra proteinholdige vandige løsninger. Mer spesielt gjelder oppfinnelsen en ny fremgangsmåte for utvinning av protein med forbedret løsningsklarhet ved sur pH, fra ostemyse.

Det er kjent at de fleste matprodukter ernæringsmessig

kan forbedres ved proteinforsterkning. Proteiner som hittil har vært brukt til proteinforsterkning omfatter for eksempel soya-protein, kasein og ostemyseproteiner. Det er i det siste blitt ønskelig ut fra et ernæringssynspunkt å forbedre sure drikker ved proteinforsterkning. Proteinforsterkning av sure drikker har imidlertid vært spesielt vanskelig fordi proteiner oppviser nedsatt lø-selighet og øket løsningsuklarhet ved sur pH.

I det siste er det blitt særlig interesse for anvendelse

av proteiner utvunnet fra ost for proteinforsterkning av sure drikker. Denne interesse beror på syreløseligheten av udenaturerte ostemyseproteiner, som forblir i løsning ved sur pH under ostefrem-stillingsprosessen.

I tillegg til proteinløselighet ved sur pH krever proteinforsterkning av sure drikker bibehold av løsningsklarheten ved sur pH. Selv om et protein således oppviser adekvat syreløselig-

het, er anvendelsen av det ikke mulig dersom løsningsklarheten ved sur pH ikke er tilfredsstillende under bruksbetingelsene.

Det er generelt kjent at protein kan utvinnes fra proteinholdige vandige løsninger ved fosfatutfelling av protein fra slike løsninger, og det utvunne protein kan gjøres syreløselig ved etterfølgende fjerning av fosfationer ved konvensjonelle metoder, for eksempel anionisk ionebytting, elektrodialyse og lignende. Spesielt er det kjent at utfelling av protein kan gjennomføres fra proteinholdige vandige løsninger ved metafosfor-syretilsetning ved sur pH. Det utfelte protein kan så gjøres løselig igjen ved dissosiasjon av protein-metafosfatkomplekset ved tilsetning av alkali og fjerning av alkalimetafosfatet ved utfelling eller dialyse.

Den ovenfor beskrevne metode er mer spesielt gjort kjent ved US-patent 2 377 624, idet protein utvinnes i vannløselig form fra animalske produkter, som for eksempel okseserum. Grunntrinnene i denne fremgangsmåte omfatter tilsetning av metafosforsyre eller den ekvivalente mengde av et vannløselig metafosfat, heksametafos-fat eller lignende som kan gi metafosforsyre, justering av pH til området 4,3-1,0 eller fortrinnsvis til ca. pH 3, separering av det utfelte metafosfatproteinkompleks fra væsken, tilsetning av alkali for å heve pH til mellom 6,0 og 12,0, fortrinnsvis til ca. pH 9,0, for derved å dissosiere proteinmetafosfatkomplekset, og til slutt fjerning av metafosfationene ved hjelp av f.eks. dialyse eller metafosfatutfelling.

Senere er det fra US-patent 3 637 643 blitt kjent at pro-teinfosfatutfellingen lettere kan utvinnes ved først i vesentlig grad å redusere eller fjerne de toverdige„metallkationer som er til stede i den proteinholdige løsning ved ionebytting eller se-lektiv utfelling av toverdige metallkationer ved tilsetning av trinatriumfosfat til den proteinholdige løsning. Patentet lærer også at proteinet som utvinnes fra den redispergerte alkaliløsning, gjøres syreløselig dersom fosfationekonsentrasjonen reduseres betydelig. Det således oppnådde protein kan anvendes i sure drikker.

Ingen av disse fremgangsmåter gir imidlertid syreløseli-ge proteiner som oppviser løsningsklarhet ved sur pH og er derfor ikke egnet til anvendelse for forsterkning av sure drikker som krever løsningsklarhet. Det er funnet at selv om de kjente fremgangsmåter gir syreløselig protein, gir proteinet uklare løsninger ved sur pH. Disse uklare, sure proteinløsninger er ikke tilfredsstillende for forsterkning av sure drikker, som krever proteinløselig-het og løsningsklarhet ved sur pH.

Ifølge foreliggende oppfinnelse utvinnes protein med forbedret løsningsklarhet ved sur pH fra en proteinholdig vandig løs-ning ved en fremgangsmåte som omfatter å blande en proteinholdig vandig løsning, nærmere bestemt ostemyse, med natriumhydrogenpyrofosfat, kaliumhydrogenpyrofosfat, kaliumtripolyfosfat, natriumtripolyfosfat, kaliumtetrapolyfosfat, natriumtetrapolyfosfat, eller blandinger derav, ved en konsentrasjon av 3,5-4,5 gram pr. liter, hvorved det dannes en fosfatkompleksløsning, justere pH i den kompleksdannede fosfatløsning til området fra 6,0 til 8,0 ved tilsetning av en base for dannelse av et utfellingsprodukt og en forhåndsbehandlet, proteinholdig vandig løsning, separere utfellingsproduktet fra den forhåndsbehandlede, proteinholdige vandige løsning slik at man får et separert utfellingsprodukt og en separert forhåndsbehandlet,proteinholdig vandig løsning, blande den separerte forhåndsbehandlede, proteinholdige vandige løsning med et polyfosfat av middels kjedelengde med formelen:

hvor X er hydrogen eller et alkalimetall, Y er alkalimetall og <N>midd rePresenterer en gjennomsnittlig kjedelengde på fra 3-14 ved en konsentrasjon av 5-10 gram pr. liter for dannelse av en proteinfosfatkompleksløsning, justere pH i proteinfosfatkompleks-løsningen til området 4,5-2,0 ved tilsetning av syre for dannelse av et proteinfosfatutfellingsprodukt og en mineralløsning, separere proteinfosfatutfellingsproduktet fra mineralløsningen, dispergere det separerte proteinfosfatutfellingsprodukt i en vandig løsning med en slutt-pH på 5,0-12,0 for dannelse av en protein-fosf atdispers jon, bringe proteinfosfatdispersjonen i kontakt med en anionisk ionebytteharpiks for å fjerne fosfationer fra dispersjonen og tilveiebringe et proteinholdig avløp, og oppsamle det proteinholdige avløp fra den anioniske ionebytteharpiks. Fremgangsmåten skaffer et proteinprodukt som oppviser forbedret løs-ningsklarhet ved sur pH som er anvendbart ved proteinforsterkning av sure drikker.

Uttrykket ostemyse anvendes her for å betegne søt ostemyse og omfatter cheddarostemyse, sveitserostemyse, mozzarella-ostemyse, blandinger derav eller lignende. Mest foretrukket anvendes cheddarostemyse eller rekonstituert cheddarostemyse i den proteinholdige vandige løsning som anvendes i oppfinnelsen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres over et bredt temperaturområde. Temperaturer over frysepunktet for den vandige løsning og under punktet for vesentlig proteindenatu-rering kan anvendes. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjennom-føres fortrinnsvis ved en temperatur mellom 4 og 54°C. Mest foretrukket gjennomføres fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved en temperatur mellom 4 og 10°C, eller mellom 49 og 54°C for å hindre mikrobevekst under behandlingen.

De proteinholdige vandige løsninger som anvendes ved ut-førelsen av foreliggende oppfinnelse inneholder en konsentrasjon av oppløst protein i området fra 2,0 til 100 gram pr. liter. Proteinkonsentrasjonen i den vandige løsning er basert på totalt Kjeldahl-nitrogen. Proteinet er lik totalt Kjeldahl-nitrogen ganger den passende faktor, som når det gjelder melkeprotein er 6,38 og er 6,25 når det gjelder vegetabilsk protein bestemt ifølge Methods of Analysis - A.O.A.C., 16 (1970), 11. utg.

Starttrinnet i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter å blande den proteinholdige vandige løsning med et fosfat-forbehandlingsmiddel valgt fra gruppen bestående av natriumhydrogenpyrofosfat, kaliumhydrogenpyrofosfat, kaliumtripolyfosfat, natriumtripolyfosfat, kaliumtetrapolyfosfat> natriumtetrapolyfosfat og blandinger av disse.

Fosfat-forbehandlingsmidlet blandes med den proteinholdige vandige løsning slik at det oppnås en sluttkonsentrasjon av forbehandlingsmidlet på 3,5-4,5 gram pr. liter, hvorved det dannes en løsning av fosfatkompleks.

Enda bedre resultater kan dessuten oppnås ved tilsetning av kalsiumklorid til den proteinholdige vandige løsning slik at det oppnås en sluttkonsentrasjon av kalsiumklorid på 0,2-4,0 gram pr. liter. Kalsiumkloridet kan tilsettes til den proteinholdige vandige løsning før, under eller etter tilsetningen av fosfatforbehandlingsmidlet, men før det trinn hvor pH justeres til området 6,0-8,0. Fosfatforbehandlingsmidlet som anvendes ifølge oppfinnelsen, og eventuelt kalsiumkloridet, oppløses i den proteinholdige vandige løsning med adekvat omrøring.

En base tilsettes til fosfatkompleksoppløsningen. Uttrykket base anvendes her for å betegne alkalisk reagerende substanser, for eksempel natriumhydroksyd, kalsiumhydroksyd, kalium-hydroksyd, ammoniumhydroksyd, kaliumkarbonat, natriumkarbonat. Basen tilsettes for å justere pH til et område fra 6,0 til 8,0. Fortrinnsvis tilsettes en base for å justere pH fra 7,0 til 8,0. Mengden av base som tilsettes til fosfatkompleksløsningen avhenger

av hvilken type base som anvendes.

Når basen tilsettes til fosfatkompleksløsningen, dannes et bunnfall og én forbehandlet, proteinholdig vandig løsning. Bunnfallet inneholder reaktanter som irreversibelt forbinder seg med proteinet og forårsaker uønsket løsningsuklarhet ved sur pH, dersom det ikke fjernes på dette tidspunkt. Det er funnet at fosfatforbehandlingsmidlet som er angitt ovenfor, må tilsettes og utfellingsproduktet fjernes før tilsetningstrinnet for polyfosfatet med middels kjedelengde, for at det oppnådde sluttproduktet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal oppvise løsningsklarhet ved sur pH.

Utfellingen separeres fra den forhåndsbehandlede, proteinholdige vandige løsning for å skaffe en adskilt proteinholdig vandig forhåndsbehandlet løsning. Utfellingen kan eksempelvis separeres ved sentrifugalseparering., ved filtrering, ved avset-ning eller på annen måte for å skille faste stoffer fra væsker. Det utskilte utfellingsprodukt kan tørkes og anvendes i matprodukter som erstatning for ikke-fete melkefaststoffer.

Deri adskilte, forhåndsbehandlede, proteinholdige vandige løsning blandes med et polyfosfat av middels kjedelengde med formelen:

hvor X er hydrogen eller alkalimetall, Y er alkalimetall og N . , , representerer en middels kjedelengde fra 3 til 14. Polyfosfatet med middels kjedelengde er fortrinnsvis av den type hvor Nmi(j^ representerer en middels kjedelengde fra 8 til 14. Mest foretrukket er polyfosfatet av middels kjedelengde av den type hvor N representerer en middels kjedelengde på 10,3.

Polyfosfåtene av middels kjedelengde som anvendes ifølge oppfinnelsen blandes vanligvis med den utskilte,forhåndsbehandlede, proteinholdige vandige løsning ved en konsentrasjon av fra 5 til 10 gram pr. liter.

Blandingen av polyfosfåtene av middels kjedelengde og den utskilte, forhåndsbehandlede, proteinholdige vandige løsning følges også fortrinnsvis av omrøring for å sikre tilstrekkelig solubilisering av det tilsatte polyfosfat av middels kjedelengde. Omrøringen kan utføres på enhver effektiv måte, som for eksempel ved luftinjeksjon eller mekanisk røring.

Ved blanding av polyfosfatet av middels kjedelengde med den utskilte, forhåndsbehandlede, proteinholdige vandige løsning dannes ifølge oppfinnelsen en proteinfosfatkompleksløsning. Pro-teinfosf atkompleksløsningens pH justeres ved tilsetning av syre til en pH-verdi i området fra 4,5 til 2,0. Syren tilsettes fortrinnsvis i en mengde som justerer pH til et område fra 3,0 til 4,0.

Uttrykket syre anvendes her for å betegne surt reagerende substanser, for eksempel mineral- eller organiske syrer. Spesielt kan det anvendes slike mineralsyrer som f.eks. saltsyre, svovel-syre eller fosforsyre, eller organiske syrer som f.eks. melkesyre, sitronsyre eller blandinger av slike. Spesielt for anvendelse i næringsmidler godkjent saltsyre eller fosforsyre anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Når pH for proteinfosfatkompleksløsningen justeres til et område fra 4,5 til 2,0, dannes et proteinfosfatutfellingsprodukt og en overstående mineralløsning. Proteinfosfatutfellingsproduktet dannes raskt ved pH-justering. En holdetid på minst 10 minutter i det sure pH-område foretrekkes imidlertid for å skaffe tilstrekkelig tid for fullstendig proteinfosfatutfelling.

Proteinfosfatbunnfallet skilles fra den overstående løs-ning ved hjelp av vanlige metoder, for eksempel ved sentrifugalseparering, ved filtrering, ved avsetting eller andre måter for å skille faste stoffer fra væsker. Proteinkonsentrasjonen i protein-fosf atbunnfallet kan variere fra 50 til 80 % (basert på tørre fast-stoffer) og ligger fortrinnsvis mellom 55 og 70 % (beregnet på tørrstoff). Fosfatkonsentrasjonen i fosfatproteinutfellingsproduk-tet kan variere mellom 5 og 25 % (beregnet på tørrstoff) og ligger fortrinnsvis mellom 10 og 20 % (beregnet på tørrstoff).

Det utskilte proteinfosfatutfellingsprodukt dispergeres ved å tilsette bunnfallet til vann og holde pH i området fra 5,0 til 12,0, fortrinnsvis i området fra 5,0 til 8,0 for derved å

danne en proteinfosfatdispersjon. Proteinfosfatutfellingsproduktet dispergeres fortrinnsvis ved omrøring. Dispergering av utfellingsproduktet inntrer i løpet av 10 til 30 minutter. Proteinfosfatutfellingsproduktet kan dispergeres ved en faststoffkonsentrasjon på 10 til 500 gram pr. liter, fortrinnsvis 30-70 gram pr. liter.

Fosfatet skilles fra proteinfosfatdispersjonen ved å bringe proteinfosfatdispersjonen i kontakt med en anionisk ionebytteharpiks for å fjerne fosfationer og tilveiebringe et proteinholdig avløp. Faststoffkonsentrasjonen i <p>roteinfosfatdispersjo-nen holdes på fra 10 til 100 gram pr. liter, fortrinnsvis 40-60 gram pr. liter.

Med anionisk ionebytteharpiks menes her anioniske ionebytteharpikser som kan utbytte hovedmengden av polyfosfat-anioner som foreligger i proteinfosfatdispersjonen. Mer spesielt kan følgende kommersielt tilgjengelige anioniske ionebytteharpikser anvendes: "Dowex 1X1", "Dowex 1X2", "Dowex 1X4", "Amberlite IRA 401" og "Duolite A-102D". "Duolite A-102D" foretrekkes, siden denne ionebytteharpiks har den største kapasitet for polyfosfat-anioner, dvs. 1,0 til 1,1 milliekvivalenter polyfosfat pr. milli-liter harpiks (Nitschmann, Hs., Rickli E., og Kistler, P., Vox Sang., bind 5, sidene 232-252 (1960).

Konvensjonell anionisk ionebyttefjerning av polyfosfat-anioner foretas fortrinnsvis som følger: En kolonne inneholdende en anionisk ionebytteharpiks av den beskrevne type fremstilles på vanlig måte. Kolonneprepareringen omfatter å plassere harpiksen i en kolonne med ønskede dimensjoner. Den nye harpiks vaskes så, vanligvis med avionisert eller destillert vann.

Proteinfosfatdispersjonen kan føres gjennom den anioniske ionebytteharpiks ved en passende avløps-strømningshastighet inntil ionebyttekapasiteten for harpiksen er uttømt. Den uttømte harpiks kan regenereres ved oppdelt vasking: med fortynnet base, med vann til pH mellom ca. 8 til 9, med et stort volum fortynnet nat-riumkloridløsning og til slutt med vann. Like etter harpiksregene-reringen kan harpiksen igjen anvendes til fosfationfjerning fra fosfatproteindispersjonen.

Det proteinholdige avløp kan tørkes ved hjelp av spray-tørking, vakuumtørking, frysetørking eller andre tørkemetoder som vanligvis anvendes for tørking av proteinløsninger. Det proteinholdige avløp kan også konsentreres ved vakuumfordampningsmetoder eller andre kjente metoder som vanligvis anvendes for å konsentrere proteinholdige løsninger for å tilveiebringe et proteinkonsentrat. Proteinkonsentratet kan så tørkes ved hjelp av konvensjonelle metoder.

Proteinavløpet oppviser løselighet og uventet løsnings-klarhet ved sur pH og kan anvendes for forsterkning av sure drikker og spesielt klare, sure drikker. Anvendelse av proteinet som utvinnes ifølge oppfinnelsen for forsterkning av sure drikker er ønskelig for tilveiebringelse av vesentlig øket næringsverdi uten på uheldig måte å påvirke drikkens klarhet eller smak.

Proteinet som oppnås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes i sure drikker ved en proteinkonsentrasjon mellom 2,0 og 30 gram pr. liter, fortrinnsvis mellom 10 og 20

gram pr. liter.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen illustreres ytterli-gere ved hjelp av de nedenfor anførte eksempler.

Eksempel 1

Til 100 ml avfettet cheddarostemyse med pH 6,0 ble tilblandet natriumhydrogenpyrofosfat til en konsentrasjon av 40 gram pr. liter, som 5 ml av en forråds-løsning på 80 g/l, for å tilveiebringe en fosfatkompleksløsning. Fosfatkompleksløsningens pH ble så justert til 7,5 ved tilsetning av natriumhydroksyd slik at det ble dannet et bunnfall og en forhåndsbehandlet ostemyse-løsning. Bunnfallet som ble dannet ved basetilsetning, ble skilt fra den forhåndsbehandlede ostemyseløsning ved gravitetsfiltrering gjennom "Whatman 541" filtrerpapir for å gi et adskilt bunnfall og en adskilt, forhåndsbehandlet ostemyseløsning. Til den adskilte, forhåndsbehandlede ostemyseløsning ble det tilblandet natrium-polyfosfat (Nmi<ja = 1°»3) til en konsentrasjon av 10 gram pr.

liter slik at det ble dannet en protein-fosfatkompleksløsning. Proteinfosfatkompleksløsningen ble omrørt og pH justert til 3,5

ved tilsetning av saltsyre hvorved det ble dannet et protein-fosf atbunnf all og en overstående løsning. Proteinfosfatbunn-

fallet ble skilt fra den overstående løsning ved gravitets-

filtrering gjennom "Whatman nr. 541" filtrerpapir. Det utskilte protein-fosfatbunnfall ble dispergert ved omrøring av bunnfallet i 50 ml vann med pH 7,5 slik at det ble dannet en protein-fosfatdispersjon. Protein-fosfatdispersjonen ble brakt i kontakt med en anionisk ionebytteharpiks, kommersielt tilgjengelig under handelsnavnet "Duolite A-102D" fra Diamond Shamrock Chemical Co., hvorved det oppstod et myseproteinavløp. Ionebyttekolonnen var 22 cm høy og hadde en diameter på 1,5 cm og inneholdt 28,4 gram tørr harpiks. Den anioniske ionebytteharpiks var i kloridformen. Totalvolumet av materiale som skulle tilmåtes ble brakt i kontakt

med ionebytteharpiksen og myseproteinavløpet ble oppsamlet ved en strømningshastighet på o 36 ml/time/cm 2. Myseproteinavløpet ble tørket ved hjelp av frysetørking. Den tørkede prøve ble an-

vendt for videre testing.

Den frysetørkede prøve ble undersøkt på protein ifølge konvensjonelle metoder {% N x 6,38): Methods of Analysis - A.O.A.C. , 16, (1960) lite utg. Proteinkonsentrasjonen i den frysetørkede prøven var 66,7 % (beregnet på tørrstoff) og er vist i tabell I. Løsningsklarheten for den frysetørkede prøve ble be stemt ved først

å løse opp igjen den frysetørkede prøven til en proteinkonsentra-

sjon på 10 g/l og justere pH til 3,0 ved tilsetning av syre. Lysgjennomgangen for løsningen ble bestemt ved 625 ^um i en "Beckman DGB" spektrofotometer. Lysgjennomgangen for løsningen var 71,0 %

og er vist i tabell I.

Eksempel 2

100 ml avfettet cheddarostemyse ble blandet med natriumpolyfosfat (N =10,3) til en konsentrasjon av 10 gram pr. liter

midd

hvorved det ble dannet en protein-fosfatkompleksløsning. Protein-fosf atlØsningen ble deretter behandlet som beskrevet i eksempel 1

ved å dispergere bunnfallet i vann, bringe dispersjonen i kontakt med den anioniske ionebytteharpiks og utvinne myseproteinavløpet.

Den frysetørkede prøve ble undersøkt på protein som beskrevet i eks.

1, og resultatene vises i tabell I. Lysgjennomgangen for denne prøve, bestemt som beskrevet i eksempel 1, var 0,9 % og presenteres i tabell I.

Det er tydelig fra de data som er vist i tabell i gjeldende forholdet mellom eksemplene 1 og 2 at det oppnås en betydelig økning i løsningsklarhet ved å behandle cheddarostemyse ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 3

100 ml avfettet cheddarostemyse med start-pH på 6,1 ble blandet med natriumhydrogenpyrofosfat til en konsentrasjon av 4,0 gram pr. liter, som 5 ml av en forrådsløsning med 80 gram pr. liter, hvorved det ble dannet en fosfat-kompleksløsning. I tillegg ble kalsiumklorid tilsatt til fosfat-kompleksløsningen til en konsentrasjon av 1,2 gram pr. liter, som 1,5 ml av en forrådsløsning med 80 gram pr. liter. Fosfatkompleksløsningens pH ble justert til 7,04 ved tilsetning av natriumhydroksyd, hvorved det oppstod et bunnfall og en forhåndsbehandlet ostemyseløsning. De resterende trinn var de samme som beskrevet i eksempel 1.

En proteinløsning -med en proteinkonsentrasjon på 10 gram pr. liter og pH på 3,0 ble fremstilt overensstemmende med eksempel 1. Lysgjennomgangen for denne proteinløsning var 77,3 % og presenteres i tabell I.

Det er klart fra eksemplene 2 og 3 i tabell I at forhåndsbehandling ifølge oppfinnelsen ved tilsetning av kalsiumklorid-løsning tilveiebringer en Økning i løsningsklarheten for ostemyse-løsningen ved pH 3.

Eksempel 4

100 ml avfettet cheddarostemyse med pH 6,0 ble Uåndet med kaliumtripolyfosfat til en konsentrasjon av 4,0 gram pr. liter ved at 5 ml av en forrådsløsning inneholdende 80 gram fosfat pr. liter tilsettes, hvorved det ble dannet en fosfatkompleksløsning. De resterende trinn var som beskrevet i eksempel 1.

Det frysetørkede ostemyseprotein ble oppløst i vann til en proteinkonsentrasjon på 10 gram pr. liter. Så ble pH justert til 3,0 som beskrevet i eksempel 1. Lysgjennomgangen ved 625^um for proteinløsningen, bestemt som tidligere beskrevet, var 43,2 % og vises i tabell I.

Eksempel 5

100 ml avfettet cheddarostemyse med pH 6,0 ble blandet med kaliumtripolyfosfat til en konsentrasjon av 4,0 gram pr. liter,

ved at 5 ml av en forrådsløsning med 80 gram fosfat pr. liter ble tilsatt, hvorved det ble dannet en fosfatkompleksløsning. Dessuten

ble det innblandet kalsiumklorid i fosfatkompleksløsningen til en konsentrasjon av 1,2 gram pr. liter, ved at 1,5 ml av en forråds-løsning inneholdende 80 gram kalsiumklorid pr. liter ble tilsatt. Fosfatkompleksløsningens pH ble justert til 7,5 ved tilsetning

av natriumhydroksyd, hvorved det ble dannet et bunnfall og en forhåndsbehandlet ostemyseløsning. De resterende trinn var som beskrevet i eksempel 1.

Det frysetørkede protein ble oppløst i vann til en proteinkonsentrasjon på 10 gram pr. liter. Så ble pH justert til 3,0 som tidligere beskrevet. Lysgjennomgangen for denne løsning var 71,9 %, bestemt ifølge den metode som er beskrevet i eksempel 1 og er vist i tabell I.

Eksempel 6

100 ml avfettet cheddarostemyse med pH 6,0 ble blandet med tetranatriumpyrofosfat til en konsentrasjon av 4,5 gram pr. liter som 15 ml av en 30 g/l forrådsløsning, hvorved det ble dannet en fosfatkompleksløsning. Dessuten ble det tilsatt 3,5 ml av en forrådsløsning av kalsiumklorid som inneholdt 80 gram pr. liter til fosfatkompleksløsningen, slik at konsentrasjonen av kalsiumklorid ble 2,8 gram pr. liter i den kombinerte løsning. Fosfatkompleksløsningens pH ble justert til 7,07 ved tilsetning av natriumhydroksyd. De resterende trinn var som beskrevet i eksempel 1.

Lysgjennomgangen for en løsning av frysetørket protein i vann ble bestemt ved å oppløse tørket protein i vann til en konsentrasjon på 10 gram pr. liter. Så ble pH justert til ca. 3,0 ved tilsetning av syre. Lysgjennomgangen for myseproteinløsningen var 69,7 % og er vist i tabell I.

Det er klart fra eksemplene 2, 4, 5 og 6 i tabell I at forhåndsbehandling med fosfatene ifølge oppfinnelsen er effektiv når det gjelder å skaffe proteinløsninger som oppviser forbedret løsningsklarhet ved pH 3,0.

Eksemplene 7-10 viser virkningen av vesentlig lavere fosfatforbehandlingsmiddelkonsentrasjoner på løsningsklarheten for ostemyseproteinløsningene fremstilt ifølge de fremgangsmåter som tidligere beskrevet ved pH 6,0 og pH 3,0.

Eksempel 7

100 ml cheddarostemyse oppnådd ved rekonstituering av

6,5 gram kommersielt tilgjengelig, spraytørket cheddarostemyse i 100 ml vann, ble blandet med 1,25 ml av en forrådsløsning av 80 gram pr. liter kaliumtripolyfosfat slik at det ble oppnådd en konsentrasjon av tripolyfosfat på 1,0 gram pr. liter, hvorved det ble dannet en fosfatkompleksløsning. Fosfatkompleksløsningens pH ble justert til 7,5 ved tilsetning av natriumhydroksyd, hvorved det ble dannet et bunnfall og en forhåndsbehandlet ostemyseløsning. Bunnfallet ble fraskilt fra den andre ostemyseløsning ved gravitetsfiltrering gjennom et "Whatman nr. 541" filtrerpapir, hvorved det ble oppnådd et adskilt bunnfall og en adskilt forhåndsbehandlet ostemyseløsning. Til den separerte, forhåndsbehandlede ostemyseløsning ble det tilsatt natriumpolyfosfat (N = 10,3)

i en konsentrasjon av ca. 10 gram pr. liter hvorved det ble dannet en protein-fosfatkompleksløsning. Protein-fosfatkompleksløsningen ble omrørt og pH justert til 3,5 ved tilsetning av saltsyre, hvorved det ble dannet et protein-fosfatbunnfall og en overstående løsning. Protein-fosfatbunnfallet ble separert fra den overstående løsning ved sentrifugering ved 2500 omdr./min. i en "International Centrifuge" i 25 minutter. De resterende trinn var som beskrevet i eksempel 1.

Myseproteinavløpet ble frysetørket som beskrevet tidligere i eksempel 1. Det frysetørkede myseproteinet ble oppløst i vann til en proteinkonsentrasjon på 10 gram pr. liter. Myse-proteinløsningens pH ble justert til 6,0 ved tilsetning av saltsyre. Løsningsklarheten for løsningen ved pH 6,0 ble bestemt, som tidligere beskrevet, ved å måle prosent lysgjennomgang for myse-proteinløsningen, og resultatet presenteres i tabell II.

Myseproteinløsningens pH ble justert til 3,0 som beskrevet i eksempel 1. Prosent lysgjennomgang for myseprotein-løsningen ved 625 ^um var 11,5 %, bestemt som beskrevet i eksempel 1 og er vist i tabell II.

Eksempel 8

100 ml cheddarostemyse oppnådd som beskrevet i eksempel 7

ble blandet med natriumpolyfosfat (<N>midd = 10,3) til en konsentra-

sjon av 10 gram pr. liter hvorved det ble dannet en protein-fosfat-løsning. Protein-fosfatløsningen ble deretter behandlet som beskrevet i eksempel 7. Myseproteinavløpet ble frysetørket. Det frysetørkede myseproteinet ble oppløst i vann til en protein-konsentras jon på 10 gram pr. liter. Myseproteinløsningens pH

ble justert til 6,0 og løsningsklarheten bestemt som beskrevet i eksempel 7, og resultatet er angitt i tabell II. Så ble pH justert til 3,0 som beskrevet i eksempel 1. Løsningsklarheten for myse-proteinløsningen ved pH 3,0 som indikert av prosent lysgjennomgang ved 625^um var 0, bestemt som tidligere beskrevet i eksempel 1

og er vist i tabell II.

Det fremgår av eksemplene 7 og 8 i tabell II at forhåndsbehandling med fosfat-forbehandlingsmidlet ved en betydelig redusert konsentrasjon tilveiebringer en proteinløsning med forbedret løs-ningsklarhet ved pH 3,0.

Eksempel 9

100 ml cheddarostemyse oppnådd som beskrevet i eksempel 7

med pH 6,0 ble blandet med kaliumtripolyfosfat til en konsentrasjon av 1,0 gram pr. liter, hvorved det ble dannet en fosfatkompleks-løsning. I tillegg ble det tilsatt 0,375 ml av en kalsiumklorid-løsning med 80 gram pr. liter, slik at det ble oppnådd en konsentrasjon av kalsiumklorid i blandingen på 0,3 g/l. Fosfatkompleks-løsningens pH ble justert til 7,5 ved tilsetning av natriumhydroksyd. Fosfatkompleksløsningen ble behandlet som beskrevet i eksempel 7. Løsningsklarheten for myseproteinløsningen ved pH 6,0 og 3,0, som indikert av prosent gjennomgang ved 625^um , var henholdsvis 8,3

og 18,0. Løsningsklarhetene for myseproteinløsningene ble bestemt som tidligere beskrevet i eksempel 1 og presenteres i tabell II.

Det fremgår av eksemplene 7 og 9 at det oppnås forbedret løsnings-klarhet både ved pH 6,0 og 3,0 ved den eventuelle tilsetning av kalsiumklorid til fosfatkompleksløsningen.

Eksempel 10

lOO ml cheddarostemyse oppnådd som beskrevet i eksempel 7

ble blandet med 5 ml av en forrådsløsning av kaliumtripolyfosfat som inneholdt 80 gram pr. liter slik at det ble oppnådd en konsentrasjon av fosfat i blandingen på 4,0 g/l, hvorved det ble dannet en fosfat-kompleksløsning. De resterende trinn var som beskrevet i eksempel 7.

Løsningsklarheten for ostemyseproteinløsningen ved pH 6,0

og pH 3,0, som indikert av prosent lysgjennomgang ved 625 ^um var

henholdsvis 64,5 og 66,2 %. Løsningsklarhetene for myseløsningene ble bestemt som tidligere beskrevet i eksempel 1, og resultatene er angitt i tabell II. Det fremgår av eksemplene 7, 8 og 9 av tabell II at betydelig forbedrede resultater oppnås med fosfatforbehandlingsmiddelkonsentrasjoner i området omkring 4,0 g/l.

Eksemplene 11-13 viser virkningen av fosfatfjerning på proteinkonsentrasjonen, fosforkonsentrasjonen og løsningsklar-

heten ved pH 3,0 for myseprotein oppnådd ifølge oppfinnelsen (eksemplene 11 og 13) sammenlignet med kontrollprøver (eksempel 12).

Eksempel 11

700 ml avfettet ostemyse ved en temperatur av 52°C ble blandet med 35 ml av en forrådsløsning på 80 gram pr. liter natriumhydrogenpyrofosfat til en konsentrasjon i blandingen på

4,0 gram fosfat pr. liter, hvorved det ble dannet en fosfat-kompleksløsning. Fosfatkompleksløsningens pH ble justert til 7,5

ved tilsetning av natriumhydroksyd slik at det ble dannet et bunnfall og en forhåndsbehandlet ostemyseløsning. Bunnfallet ble skilt fra den forhåndsbehandlede ostemyseløsningen ved gravitetsfiltrering som beskrevet tidligere i eksempel 1, slik at det ble tilveiebrakt et adskilt bunnfall og en adskilt forhåndsbehandlet ostemyseløsning.

Den adskilte annen ostemyseløsning, oppvarmet til 52°C,

ble blandet med natriumpolyfosf<at> (N mi. d,d, = 10,3) til en konsentrasjon av 9,0 gram fosfat pr. liter hvorved det ble dannet en protein-fosfatkompleksløsning. Protein-fosfatkompleksløsningens pH ble justert til 3,5 ved tilsetning av saltsyre hvorved det ble dannet et protein-fosfatbunnfall og en overstående løsning.

Protein-fosfatbunnfallet ble skilt fra den overstående løsning ved filtrering gjennom et "Whatman nr. 541" filtrerpapir.

Det adskilte protein-fosfatbunnfallet ble dispergert i 100 ml vann

ved omrøring av bunnfallet i vann med pH 7,0, hvorved det ble dannet en protein-fosfatdispersjon. 50 ml av protein-fosfatdispersjonen ble ført gjennom en anionisk ionebytteharpiks og frysetørket som beskrevet i eksempel 1. De gjenværende 50 ml protein-fosfatdispersjon ble frysetørket uten å fjerne fosfatet.

Proteinkonsentrasjonene i det behandlede myseprotein-

produkt (fosfat fjernet) og det ubehandlede myseproteinprodukt ble bestemt ifølge: Methods of Analysis, A.O.A.C., 16, (1970) lite utg., og gjengis i tabell III. Også fosforkonsentrasjonen i det behandlede myseproteinprodukt og det ubehandlede myseproteinprodukt ble bestemt ifølge: Methods of Analysis, A.O.A.C., 2.016, (1965)

10. utg. og gjengis i tabell III.

Det frysetørkede behandlede myseprotein og det ubehandlede myseproteinprodukt ble oppløst i vann til en proteinkonsentrasjon på 10 g/l. Myseproteinløsningens pH ble justert til 3,0 som beskrevet tidligere, i eksempel 1. Løsningsklarhetene for myse-proteinløsningene ved pH 3,0 som angitt ved prosent lysgjennomgang ved 625 ^ vaRf var 38,8 % for det behandlede myseproteinprodukt og kunne ikke beregnes for det ubehandlede myseproteinprodukt. Løsningsklarheten ble bestemt som tidligere beskrevet i eksempel 1 og resultatene er vist i tabell III.

Eksempel 12

390 ml avfettet cheddarostemyse oppnådd som beskrevet i eksempel 11 ved en temperatur av 52°C ble blandet med natriumpolyfosfat (Nm^d(j = 10,3) til en konsentrasjon av 9,0 g/l, hvorved det ble dannet en protein-fosfatkompleksløsning. Protein-fosf atkompleks løsningen ble deretter behandlet som beskrevet i eksempel 11. Proteinkonsentrasjonene og fosfatkonsentrasjonene av de behandlede og ubehandlede myseproteinproduktene ble bestemt som beskrevet i eksempel 11 og resultatene er vist i tabell III. Løsningsklarhetene for myseproteinløsningene, dvs. behandlede og ubehandlede, ved pH 3,0, som angitt ved prosent lysgjennomgang ved 625 ^um,var 1,3 (behandlet) og ikke kunne beregnes (ubehandlet), ble bestemt som tidligere beskrevet i eksempel 1 og resultatene er vist i tabell III.

Det fremgår av eksemplene 11 og 12 at forhåndsbehandling av ostemyse ved tilsetning av fosfat kombinert med fosfatfjerning skaffer myseproteinprodukter med øket proteinkonsentrasjon, redusert fosfatkonsentrasjon og betydelig forbedret løsningsklarhet ved surt pH (pH 3,0).

Eksempel 13 viser virkningen av forhåndsbehandling ved tilsetning av fosfat-forbehandlingsmidiet og kalsiumklorid for å skaffe forbedrede resultater.

Eksempel 13

700 ml avfettet cheddarostemyse ved en temperatur av 52°C ble blandet med natriumhydrogenpyrofosfat til en konsentrasjon av 4,0 g/l, i form av 35 ml av en forrådsløsning på 80 gram pr. liter, hvorved dét ble dannet en fosfat-kompleksløsning. I tillegg ble det tilsatt kalsiumklorid til fosfatkompleksløsningen til en konsentrasjon av 1,14 g/l, i form av 10 ml av en forrådsløsning på 80 g/l. Fosfatkompleksløsningens pH ble justert til 7,0 ved tilsetning av natriumhydroksyd. Fosfatkompleksløsningen ble deretter behandlet som beskrevet i eksempel 11.

Det separerte protein-fosfatbunnfallet ble dispergert i 250 ml vann ved omrøring av det separerte protein-fosfatbunnfallet i vann med pH på ca. 7,0 hvorved det ble dannet en protein-fosfat-dispers jon. 125 ml av protein-fosfatdispersjonen ble ført gjennom

en anionisk ionebytteharpiks, og avløpet ble frysetørket som tidligere beskrevet i eksempel 1.

Protein- og fosfatkonsentrasjonene i de behandlede og ubehandlede myseproteinprodukter ble bestemt som tidligere beskrevet i eksempel 11, og resultatene er vist i tabell III. De frysetørkede, behandlede og ubehandlede, myseproteinproduktene ble oppløst i vann til en proteinkonsentrasjon på 10 g/l. Så ble pH justert til 3,0 som tidligere beskrevet, i eksempel 1. Løsnings-klarhetene for myseproteinløsningene ved pH 3,0, som angitt ved prosent lysgjennomgang ved 625^um , var 77,3 % (behandlet) og ikke kunne beregnes (ubehandlet), ble bestemt som tidligere beskrevet i eksempel 1 og resultatene er vist i tabell III.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for utvinning av protein med forbedret løsningsklarhet ved sur pH-verdi fra en proteinholdig vandig løsning, karakterisert ved at man: (a) blander ostemyse med et fosfat som er utvalgt fra gruppen som består av natriumhydrogenpyrofosfat, kaliumhydrogenpyrofosfat, kaliumtripolyfosfat, natriumtripolyfosfat, kaliumtetrapolyfosfat, natriumtetrapolyfosfat, eller blandinger derav, ved en konsentrasjon av 3,5-4,5 gram pr. liter for dannelse av en fosfatkompleksløsning; (b) justerer pH-verdien til den kompleksdannede fosfat-løsning til et nøytralt område på 6,0-8,0 ved tilsetning av en base for dannelse av et utfellingsprodukt og en forhåndsbehandlet proteinholdig vandig løsning; (c) separerer utfellingsproduktet fra den forhåndsbehandlede proteinholdige vandige løsning slik at man får et separert utfellingsprodukt og en separert forhåndsbehandlet proteinholdig vandig løsning; (d) blander den separerte forhåndsbehandlede proteinholdige vandige løsning med et polyfosfat av middels kjedelengde med formelen: hvor X er hydrogen eller et alkalimetall, Y er alkalimetall; og N representerer en gjennomsnittlig kjedelengde på 3-14, ved en konsentrasjon av 5-10 gram pr. liter for dannelse av en protein-fosfatkompleksløsning ; (e) justerer pH-verdien til den kompleksdannede protein-fosf atløsning til et surt område på 4,5-2,0 ved tilsetning av en syre for dannelse av et proteinfosfatutfellingsprodukt og en mineralløsning; (f) separerer proteinfosfatutfellingsproduktet fra mineralløsningen; (g) dispergerer det separerte proteinfosfatutfellingsprodukt i en vandig løsning som har en endelig pH-verdi på 5,0 - 12,0 for dannelse av en proteinfosfatdispersjon; (Ti) bringer proteinfosfatdispersjonen i kontakt med en anionisk ionebytteharpiks for fjerning av ionisk fosfat fra dispersjonen og tilveiebringelse av et proteinholdig avløp; og (i) oppsamler det proteinholdige avløp fra den anioniske ionebytteharpiks.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at kalsiumklorid tilsettes til den proteinholdige vandige løsning ved en konsentrasjon på 0,2 - 4,0 gram pr. liter.