NO140404B - Fremgangsmaate for avsalting av alkaliske proteinopploesninger - Google Patents

Fremgangsmaate for avsalting av alkaliske proteinopploesninger Download PDF

Info

Publication number
NO140404B
NO140404B NO1037/73A NO103773A NO140404B NO 140404 B NO140404 B NO 140404B NO 1037/73 A NO1037/73 A NO 1037/73A NO 103773 A NO103773 A NO 103773A NO 140404 B NO140404 B NO 140404B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
protein
solution
value
proteins
protein solutions
Prior art date
Application number
NO1037/73A
Other languages
English (en)
Other versions
NO140404C (no
Inventor
Bengt Lennart Bengtsson
Sven Ingmar Walton Bosund
Original Assignee
Nestle Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nestle Sa filed Critical Nestle Sa
Publication of NO140404B publication Critical patent/NO140404B/no
Publication of NO140404C publication Critical patent/NO140404C/no

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23JPROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J3/00Working-up of proteins for foodstuffs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23CDAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/146Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by ion-exchange
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23JPROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J1/00Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites
    • A23J1/008Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from microorganisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/04Processes using organic exchangers
    • B01J39/05Processes using organic exchangers in the strongly acidic form

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for avsalting av alkaliske proteinoppløsninger.
Nye typer proteinkonsentrater er av viktighet både for anrikning av næringsmidler i befolkningsområder som lider av pro-teinmangel og for fremstilling av nytelsesmidler. I begge anvendel-sesområder er alkaliske proteinoppløsninger ofte mellomprodukter i prosessen. En første grunn for dette er at vandig ekstraksjon i nærvær av salter og eller alkali er et naturlig førstetrinn ved utvinning av proteiner fra et vidt spektrum av kilder, fra vegetabilske stoffer slik som grønne blader og soyabønner til animalske stoffer slik som kjøtt og fisk. En andre grunn er at, uansett denne primære kilde, oppløsningen av proteinene i salter og/eller alkali er et hyppig middel for å bibeholde eller å øke funksjonelle egenskaper slik som oppløselighet i vann, vannbindingsevne, emulgerings-kraft og skummingsevne. En tredje grunn er at, uansett den primære kilde eller de endelige funksjonelle egenskaper, et rensetrinn vanligvis er nødvendig og dette gjennomføres mest effektivt i opp-løsning. En fjerde grunn, uavhengig av de første tre, er at en siste teksturisering av produktet slik som spinning kun er mulig fra en oppløsning som inneholder et salt og/eller alkali. I slike tilfelle kan fjerning av saltene (inkludert alkali) medføre betydelige vanskeligheter.
Alkaliske midler og stoffer som benyttes for oppløselig-gjøring kan fjernes ved utfelling av proteinet ved det isoelektriske punkt og vasking, men utfellingsprosessen har diverse mangler.
Under utfelling blir f.eks. proteinene separert i uoppløselige og oppløselige fraksjoner, og det er vanligvis umulig å gjenvinne den fraksjonen som forblir i oppløsning. Når det f.eks. gjelder fiske-protein representerer de oppløselige proteiner vanligvis omkring 25% av den totale mengde, og dette tap resulterer i et redusert utbytte og et spillvannproblem.
På den annen side gjøres proteinene i utfellingsprosessen uoppløselige i et surt medium, men ved etterfølgende nøytralisering vil igjen fraksjonen som kan ligge mellom 10 og 25% av den totale mengde proteiner fremdeles forbli uoppløselige.
Avsalting av proteinoppløsninger ved ionebytting, med-førende erstatning av hovedkationet med H+ medfører på samme måte visse mangler. Med de fleste proteinoppløsninger favoriserer således den gradvis reduserte pH-verdi utfelling av mer eller mindre betydelige mengder av protein før saltkonsentrasjonen er redusert til det ønskede nivå. Selv når mengdene av utfelt protein er små, utgjør de et alvorlig problem ved tilstopping av harpikssjiktet og reduserer således utbyttet og kapasiteten. Problemet aksentueres når det av økonomiske grunner behandles konsentrerte proteinoppløs-ninger.
Av kjent teknikk på dette område skal det henvises til US-patent nr. 3.556.801 som beskriver en prosess der man i det første trinn bringer et proteinhydrolysat i kontakt med en sterkt sur kationbytteharpiks i syreform, og i det andre trinn eluerer harpiksen med ammoniumhydroksyd. Deretter blir ammonium fjernet ved fordamping fra eluatet, noe som imidertid umuliggjør at harpiksen i sur H+<->form kan bytte ut kationer (natrium osv.) med ammonium. Dette patent angår forøvrig isolering av Bifidus 2-faktoren fra et proteinhydrolysat.
Videre skal det henvises til H. Sober et al., "The Pro-teins", J. Neuroth, Academic Press 1965, vol. III, der det beskri-ves en avsaltningsprosess for proteinoppløsninger inkludert en utbytting av kationer mot ammonium. Her kreves det imidlertid anvendelse av en 4-trinnskolonne som tilsammen inneholder 5 harpikser, således beskriver denne publikasjon en meget komplisert prosess.
Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å avhjelpe manglene ved kjent teknikk, og gjenstanden for oppfinnelsen er således å frembringe en effektiv fremgangsmåte for avsalting av alkaliske proteinoppløsninger hvor uttrykket "avsalting" benyttes for å betegne fjerning av kationer forskjellig fra H+. De resulterende proteinprodukter karakteriseres ved et lavt askeinnhold, vanligvis under 5% når det gjelder proteinisolater. Askeinnholdet kan imidlertid variere med proteinets opprinnelse.
Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for avsalting av alkaliske proteinoppløsninger, fortrinnsvis inneholdende 2-20 vekt-% tørrstoff og med en pH-verdi av 9,5-12,5, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at kationer som er tilstede i oppløs-ningen, erstattes av ammoniumioner ved å bringe oppløsningen i kontakt med en kationbytteharpiks i ammoniumform og at ammoniumioner fjernes fra oppløsningen ved fordamping av ammoniakk.
Ved uttrykket "fordamping" er ment at ammoniumioner fjernes fra oppløsningen som ammoniakkgass som f.eks. kan gjennom-føres ved stripping (med damp eller underredusert trykk) eller ved fordamping.
Kationbytteharpiksen kan enten være en sterkt sur eller svakt sur harpiks av geltypen. Makroretikulære harpikser med en porestørrelse på 30 Å eller mer, er spesielt fordelaktig på grunn av deres lange driftstid. Harpiksbehandlingen kan gjennomføres ved en hvilken som helst hensiktsmessig temperatur mellom 0 og 100°C mens området mellom 50 og 80°C er foretrukket da viskositeten ved sterkt konsentrerte proteinoppløsninger er lavere ved disse tempe-raturer mens nedbrytningen av proteinet fremdeles er ubetydelige.
For å fjerne ammoniumionene fra proteinoppløsningen er et spesielt fordampningstrinn hyppig unødvendig hvis proteinet gjenvinnes i tørr form. I slike tilfeller konsentreres oppløsningen etter ionebyttingsbehandlingen vanligvis ved fordampning ved tempe-raturer mellom 50 og 9 0°C, noe som resulterer i fordampning av ammoniakk og eventuelle resterende mengder fjernes på grunn av den varme som tilføres for tørking (f.eks. spray- valse- eller vakuum-tørking).
Av økonomiske grunner er det ønskelig å gjenvinne ammoni-akken som frigjøres under oppvarmingstrinnene, f.eks. ved kondensa-sjon av de utviklede damper. Den resulterende vandige ammoniakkopp-løsning kan etter tilsetning av syre til en pH på 10.0 eller lavere benyttes for regenerering av ionebytteharpiksen.
Avsaltingsfremgangsmåten som heri er beskrevet kan anvendes på alkaliske oppløsninger av proteiner av forskjellige opp-rinnelser, og spesielt på fiskeproteiner, vegetabilske proteiner (f.eks. soya eller andre oljefrøproteiner) mikroorganismer (gjær eller bakterier) og melkeproteiner. Proteininnholdet i oppløsningen som skal behandles kan variere innen vide grenser hvor den øvre grense vanligvis bestemmes av viskositeten i oppløsningen. Således vil tørrstoffinnholdet i ubehandlede proteinoppløsninger vanligvis ligge mellom grensene 2 og 10 vektprosent, da viskositeten i oppløs-ningen ved et innhold på over 10 prosent motvirker tilfredsstillende ionebyttingsbehandling, og det er vanligvis uøkonomisk å behandle meget fortynnede oppløsninger med proteininnhold på under omkring 2%. På den annen side kan oppløsninger av proteiner som delvis er nedbrutt, f.eks. enzymatisk, ha et tørrstoffinnhold på opptil omkring 20 vektprosent. pH-verdien i proteinoppløsningen ligger helst innen området 9.5 til 12,5 da det ved pH-verdier under omkring 9,5 inntrer en reduksjon av oppløsningen i alkali, mens sterkt alkaliske betingelser virker forringende på proteinenes næringsverdi.
For å illustrere oppfinnelsen nærmere gis de nedenfor følgende eksempler hvori prosentandeler er angitt som vektprosent. Eksempel 1 15 kg tørket fiskeproteinkonsentrat blandes med 200 1 vann for å oppnå en homogen oppslemming. Oppslemmingen oppvarmes deretter kontinuerlig til 100°C i rørvarmer og 2,5 N natriumhydrok-sydoppløsning tilsettes kontinuerlig for å oppnå en alkalikonsentrasjon på 0.1 N. Oppslemmingen fører man gjennom et oppholdsrør med en oppholdstid på 5 minutter og avkjøles deretter til 60°C. Etter avkjøling fjernes uoopløste stoffer i en klaringssentrifuge. Den resulterende klare proteinoppløsning har en pH-verdi på 12.0 og et tørrstoffinnhold på 6.7.
Oppløsningen føres i en mengde på 200 l/time gjennom en ionebyttingsharpiks: som inneholder 20 1 "Amberlite 200" kationbytteharpiks, på forhånd regenerert med tre sjiktvolumer 5%-ig ammo-niumsulfatoppløsning. Proteinoppløsningen som forlater kolonnen har en pH-verdi på 9.8 <p>g inneholder 6.6% tørrstoff. Proteinopp-løsningen konsentreres deretter i en fordamper i et enkelt trinn til 20% tørrvekt med samtidig fjerning av tilstedeværende ammoniakk. Den konsentrerte oppløsning som nu har en pH-verdi på 7.5, spray-tørkes. Askeinnholdet i tørrproduktet er 3.0 %.
Det resulterende tørkede protein har en NSI verdi ("Nitrogen Solubility Index" bestemt i henhold til "American Oil Chemists' Society Official Method Ba 11-65") på omkring 95. For sammenligningens skyld er NSI verdien for vanlig behandlet protein isolert, bestemt til 75. Proteineffektivitetsforholdet (PER) er også bestemt på det tørkede protein og fastsatt til 3.2. Kasein som ble prøvet samtidig viste en verdi på 3.0.
Eksempel 2
2 50 kg hel torsk ble oppmalt i en kjøttkvern og deretter blandet med 250 1 0.08 N natriumhydroksyd. Blandingen ble oppvarmet til 70°C, homogenisert i en "Fryma"- mølle og holdt ved denne temperatur i 2 timer. Den og andre uoppløselige stoffer ble deretter fjernet og det ble gjenvunnet en proteinoppløsning med 10.2% tørr-stof f og med en pH-verdi på 11.0.
Proteinoppløsningen ble i en mengde på 1000 l/time ført gjennom en ionebytteharpikskolonne inneholdende 50 1 "Amberlite 200" som var regenerert med to sjiktvolumet 5%-ig ammoniumkloridoppløs-ning. Oppløsningen fra kolonnen inneholdt 9.8 % tørrstoff og hadde en pH-verdi på 9.3. Det ble deretter konsentrert og tørket slik som beskrevet i eksempel 1. Askeinnholdet i tørrproteinet er 4.5. Eksempel 3
20 kg uoppløselig lactalbumin blandes med 200 1 vann
for å oppnå en homogen oppslemming. Oppslemmingen oppvarmes deretter kontinuerlig til 100°C i en rørvarmer og natriumhydroksyd tilsettes kontinuerlig for å oppnå en alkalikonsentrasjon på 0.08 N. Oppslemmingen føres gjennom et lagringsrør med en oppholdstid på
1 minutt og avkjøles deretter til 60°C og klares i en sentrifuge.
Den resulterende proteinoppløsning har en pH-verdi på 11.5 og et tørrstoffinnhold på 9.2. Oppløsningen av oppløseliggjort protein føres deretter i en mengde på 400 l/time gjennom en ionebytteharpiks kolonne som inneholder 20 1 "Amberlite 200", regenerert med tre sjiktvolumer ammoniumkarhonatoppløsning. Oppløsningen fra kolonnen har et innhold på 9.0% tørrstoffer og har en pH-verdi på 9.5. Den konsentreres og tørkes deretter som beskrevet i eksempel 1. Tørrstoffet har et askeinnhold på 2.0%.
Eksempel 4
20 kg heksanekstrahert soyamel blandes med 200 1 0.03 M oppløsning av kalsiumhydroksyd og omrører i 30 minutter ved 55°C.
De uoppløselige stoffer fjernes i en filterpresse og det gjenvinnes en klar proteinoppløsning som inneholder 8.0% tørrstoffer og som har en pH-verdi på 9.5. Proteinoppløsningen føres gjennom en ionebytteharpikskolonne som beskrevet i eksempel 1. Proteinoppløsningen fra kolonnen har en pH-verdi på 9.0 og inneholder 7.8% tørrstoffer. Den konsentreres deretter ved ultrafiltrering for å filtrere lave molekylære hydrokarboner fra proteinene, den konsentreres og den rensede proteinoppløsning spraytørkes. Tørrstoffet har et askeinnhold på 3.0%.
Eksempel 5
20 kg tørket gjær blandes med 200 1 vann for å oppnå en homogen oppslemming. Oppslemmingen oppvarmes deretter kontinuerlig til 90°C i en rørvarmer og kaliumhydroksyd tilsettes kontinuerlig' for å oppnå en alkalikonsentrasjon på 0.06 N. Oppslemmingen føres gjennom et oppholdsrør med en oppholdstid på 2 minutter, avkjøles til 50°C og klares ved vakuumfiltrering. Den resulterende protein-oppløsning har en pH-verdi på 11.5 og et tørrstoffinnhold på 9.8%. Proteinoppløsningen føres gjennom en ionebytteharpiks kolonne som beskrevet i eksempel 1. Proteinoppløsningen fra kolonnen har en pH-verdi på 9.5 og inneholder 9.5% tørrstoffer, og den konsentreres ved ultrafiltrering for å fjerne lavmolekylære hydrokarboner og de nedbrudte nukleinsyrer fra proteinene. Den konsentrerte rensede proteinoppløsning spraytørkes deretter. Tørrproduktet har et- askeinnhold på 1.5%.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for avsalting av alkaliske proteinopp-løsninger, fortrinnsvis inneholdende 2-20 vekt-% tørrstoff og med en pH-verdi av 9,5-12,5, karakterisert ved at kationer som er tilstede i oppløsningen, erstattes av ammoniumioner ved å bringe oppløsningen i kontakt med en kationbytteharpiks i ammoniumform og at ammoniumioner fjernes fra oppløs-ningen ved fordamping av ammoniakk.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som kationbytteharpiks anvendes en makroretikulær harpiks med porestørrelse på over 30Å.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at kationbyttebehandlingen gjennomføres ved en temperatur av 50-80°C.
NO1037/73A 1972-03-21 1973-03-15 Fremgangsmaate for avsalting av alkaliske proteinopploesninger NO140404C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1308672 1972-03-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO140404B true NO140404B (no) 1979-05-21
NO140404C NO140404C (no) 1979-09-05

Family

ID=10016579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO1037/73A NO140404C (no) 1972-03-21 1973-03-15 Fremgangsmaate for avsalting av alkaliske proteinopploesninger

Country Status (4)

Country Link
FR (1) FR2176937B1 (no)
GB (1) GB1347933A (no)
NO (1) NO140404C (no)
SE (1) SE394360B (no)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK151842B (da) * 1977-05-10 1988-01-11 Svenska Mejeriernas Riksforeni Fremgangsmaade til afsaltning af valle

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2450262A1 (fr) * 1979-02-28 1980-09-26 Pasteur Institut Proteine ayant des proprietes nutritives resultant de l'expression dans une bacterie d'un gene recombinant contenant l'adn correspondant a ladite proteine
FR2613725A1 (fr) * 1987-04-07 1988-10-14 Agronomique Inst Nat Rech Procede pour l'obtention de lactoperoxydase active et de lactoferrine a partir de lactoserum et les substances obtenues par ce procede
US6797299B2 (en) * 2002-02-05 2004-09-28 Great Wall Enterprise Co., Ltd. Desalting method for nutritional supplements with animal protein
GB201411943D0 (en) 2014-07-03 2014-08-20 Univ Heriot Watt Process and protein product

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2879166A (en) * 1956-04-25 1959-03-24 Foremost Dairies Inc Milk product having low sodium content and process of producing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK151842B (da) * 1977-05-10 1988-01-11 Svenska Mejeriernas Riksforeni Fremgangsmaade til afsaltning af valle

Also Published As

Publication number Publication date
SE394360B (sv) 1977-06-27
GB1347933A (en) 1974-02-27
FR2176937B1 (no) 1976-11-05
FR2176937A1 (no) 1973-11-02
NO140404C (no) 1979-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU620964B2 (en) Production process of sialic-acids-containing lactose
US5691165A (en) Method for production of a whey protein hydrolyzate
US20170321203A1 (en) Methods for extracting and purifying non-denatured proteins
KR102541158B1 (ko) 두류 단백질 제품 및 그 제조방법
US4091003A (en) Fish protein isolate
MX2011001983A (es) Produccion de aislado de proteina canola soluble por masa de proteina micelar.
KR20150005997A (ko) 두류로부터 용해가능한 단백질 제품의 향상된 제조방법
US4782138A (en) Process for selectively separating the alpha-lactalbumin from the proteins of whey
JPH10513437A (ja) チーズ加工廃棄物の処理方法
JP6297078B2 (ja) 改善された水結合能力の大豆タンパク質生成物
TW202103576A (zh) 大豆蛋白質產品(&#34;s810&#34;)之製備
CN103347397A (zh) 大豆蛋白质溶液中的涩味
AU680151B2 (en) Process for the fractionation of whey constituents
JP7308919B2 (ja) ホエーの脱塩化方法、及びこれにより得られたホエー
CN112646847A (zh) 一种半乳糖葡萄糖混合物的制备方法
NO140404B (no) Fremgangsmaate for avsalting av alkaliske proteinopploesninger
US4844923A (en) Method for removing serum proteins from milk products
US4400315A (en) Method of removing phosphate materials from deproteinized cheese whey
US3978234A (en) Protein composition
KR20120079100A (ko) 상청액으로부터의 카놀라 단백질 제품
JP4106731B2 (ja) 水溶性大豆多糖類並びにその製造法及び使用法
KR20160105687A (ko) 고순도 미강 단백질 추출물 제조방법
US20120196026A1 (en) Stabilization of citrus fruit beverages
JP2002306120A (ja) 酵母エキスの製造方法
US3245804A (en) Preparing flavor concentrates from hydrolyzed filtrates obtained from the steffen process and product