PL202189B1 - Sposób otrzymywania preparatów białkowych o w daleko idącej mierze niezmiennych, użytkowo technicznych właściwościach funkcyjnych w szerokim zakresie-pH od około pH=3 do pH=10 - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu otrzymywania preparatów bia lkowych o w daleko id acej mierze niezmiennych, u zytkowo technicznych w la sciwo sciach funkcyjnych w szerokim zakresie-pH od oko lo pH=3 do pH=10, za pomoc a ekstrakcji z bia lkono snego surowca wyj sciowego, mianowicie z ro slin str aczkowych, zbó z lub nasion oleistych. Cech a sposobu jest wed lug wynalazku to, ze przeprowadza sie nast epuj ace etapy post epowania a)-h): a) rozdrabnianie surowca wyj sciowego i domieszanie tego rozdrobnionego surowca wyj sciowego do pierwszego kwa snego rozpuszczalnika dla otrzymania kwa- snej zawiesiny o warto sci pH=3-5, b) rozdzielenie kwa snej zawiesiny, drog a oddzielania faza sta la- faza ciek la, na rafinat I i ekstrakt I, c) dodanie rafinatu I do zasadowego rozpuszczalnika dla otrzyma- nia zasadowej zawiesiny o warto sci pH w zakresie 7-10, d) rozdzielenie zasadowej zawiesiny drog a oddzielania faza sta la-faza ciek la na rafinat II i ekstrakt II, e) zakwaszenie ekstraktu II do warto sci pH w zakresie 3-5,5 i wytr acenie z zakwaszonego ekstraktu II bia lek w postaci twarogu bia lkowego dla otrzymania ciek lego supernatanta, f) oddzielenie ciek lego supernatanta, drog a oddzielania faza sta la- faza ciek la, dla otrzymania serwatki o zawarto sci bia lka 80% w substancji suchej, g) domieszanie serwatki do retentatu, który otrzymuje si e drog a rozdzielenia ekstraktu I w warunkach stosowania membranowego sposobu rozdzielania, i w którym zawarte s a preparaty bia lkowe o zadanych w la sci- wo sciach, i serwatk e t e stosuje si e jako ciecz myj ac a w ramach diafiltracji, i h) przemywanie otrzyma- nych w retentacie bia lek o zadanych w la sciwo sciach. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Dziedzina techniczna

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania preparatów białkowych o w daleko idącej mierze niezmiennych, użytkowo technicznych właściwościach funkcyjnych w szerokim zakresie-pH od około pH=3 do pH=10, za pomocą ekstrakcji z białkonośnego surowca wyjściowego, mianowicie z roś lin strą czkowych, zbóż lub nasion oleistych.

Stan techniki

Białka bądź preparaty białkowe służą jako surowce dla przemysłu środków spożywczych i pasz i znajdują wielorakie zastosowanie w chemii technicznej, przykładowo do wytwarzania klejów, emulsji na warstwy fotograficzne lub na kosmetyki, wspominając zaledwie kilka zastosowań.

Wielkie znaczenie preparatów białkowych dla wszystkich istot żyjących, dla produktów i substancji całego łańcucha pokarmowego oraz dla mnóstwa produktów i substancji do celów technicznych wynika z funkcyjnych właściwości poszczególnych białek, takich jak przykładowo wiązanie wody i/lub oleju, zdolność tworzenia piany, dalej dyspergowalność, rozpuszczalność, właściwość żelowania, lepkość, emulgowalność oraz stabilność temperaturowa.

W zależności od rodzaju białek są różnie ukształtowane ich właściwości funkcyjne i zmieniają się przeważnie w zależności od określonych parametrów, jak przykładowo od temperatury otoczenia lub wartości-pH. Zależnie od wymagań technicznych można drogą doboru parametrów zewnętrznych celowo nastawiać funkcyjne właściwości preparatów białkowych, tak jak to wynika przykładowo z opisu DE 197 21 079 A1. I tak przez odpowiednią obróbkę cieplną możliwe jest celowe nastawienie rozpuszczalności, lepkości lub innych określonych użytkowo technicznych właściwości funkcyjnych.

W przemysłowym wytwarzaniu bądź otrzymywaniu preparatów białkowych, składających się z białek roślinnych, nasiona łubinu oraz arachidy, groch i soja w przypadku roślin strączkowych mają jako produkt wyjściowy największe znaczenie wśród wszystkich innych, roślinnych substancji wyjściowych, tym bardziej, że owoce strączkowe, nazywane roślinami strączkowymi, wykazują zawartość białka około 40%. Również nasiona oleiste, takie przykładowo jak mak, sezam, orzech kokosowy, migdały, siemię lniane, rzepak, słoneczniki itd., oraz zboża, takie jak pszenica, kukurydza, żyto itd., stanowią produkty wyjściowe do otrzymywania preparatów białkowych, chociaż one dysponują nieco mniejszą zawartością białka niż wyżej omówione rośliny strączkowe.

Dla otrzymania preparatów białkowych w skali przemysłowej, zwłaszcza dla wytwarzania izolatów białkowych, które zawierają więcej niż 90% białka w substancji suchej, poddaje się rośliny strączkowe, takie jak soja lub łubin, wielostopniowym etapom postępowania.

Poddawszy ewentualnie substancje wyjściowe uprzedniej kwaśnej ekstrakcji wstępnej, następuje najpierw ekstrakcja za pomocą alkalicznego roztworu wodnego białek zawartych w białkonośnych substancjach wyjściowych. W dołączeniu do ekstrakcji, przeprowadzonej w warunkach alkalicznych następuje wytrącenie białek w warunkach kwaśnych. Tak strącone białka ostatecznie suszy się i są one do dyspozycji dla odpowiednich zastosowań technicznych a także dla zastosowań odnoszących się do środków spożywczych. Tego dotyczący, znany sposób wytwarzania jest przykładowo podany w opisie DE 198 13 207 C1.

Preparaty białkowe, otrzymane za pomocą tego znanego sposobu wytwarzania bądź sposobu wyodrębniania, szczególnie ze względu na stosowane przy ich otrzymywaniu sposoby rozdzielania wykazują zależne od wartości-pH właściwości rozpuszczania, które zwłaszcza przy kwaśnych wartościachpH wykazują wyraźne minimum, tzn. przy wartościach-pH < 7 a zwłaszcza przy wartościach-pH = 4-5 są tak otrzymane preparaty białkowe słabo rozpuszczalne lub wcale nie rozpuszczalne w wodzie.

Tak samo zachowują się otrzymane znanymi sposobami preparaty białkowe pod względem swych właściwości funkcyjnych, przykładowo pod względem swej zdolności emulgowania oraz tworzenia piany. I tak te znane preparaty białkowe w zakresie kwaśnym emulgują wyraźnie gorzej niż w zakresie oboję tnym bą d ź sł abo zasadowym, tzn. poważ nie pogarsza się zdolność stabilizowania emulsji. Zdolność emulgowania odgrywa znaczącą rolę zwłaszcza w przemyśle środków spożywczych i w przemyś le kosmetycznym, przykł adowo podczas wytwarzania past, sosów, majonezów lub produktów kosmetycznych, takich jak kremy lub paście, i produktów technicznych, takich jak gluten, kleje, mieszanki kauczukowe itd.

Dla wielu zastosowań, przykładowo w dziedzinie wytwarzania środków spożywczych, kosmetyki oraz w dziedzinie produktów technicznych, zalecane jest jednak stosowanie preparatów białkowych, których właściwości funkcyjne w dalekim stopniu pozostają niezależne od parametrów, takich jak

PL 202 189 B1 zwłaszcza wartość-pH, moc jonowa i/lub temperatura, tego rodzaju preparatów białkowych jednak nie można zwłaszcza w skali wielkoprzemysłowej uzyskać za pomocą obecnych sposobów wytwarzania. Sposoby wytwarzania preparatów białkowych o takich profilach właściwości polegają na dołączonej do tego otrzymywania białek, z reguły pod względem technicznym kosztownej modyfikacji białek, takiej jaką można podejmować na drodze stosowania enzymów hydrolitycznych.

Omówienie wynalazku

Wynalazek za podstawowe zadanie przyjmuje opracowanie sposobu otrzymywania preparatów białkowych, za pomocą, którego możliwe byłoby wytwarzanie w skali przemysłowej preparatów białkowych, których użytkowo techniczne właściwości funkcyjne, zwłaszcza odnośnie ich zdolności emulgowania i tworzenia piany, byłyby w daleko idącej mierze niezależne od wartości-pH w zakresie od pH=3 do pH=10. Ponadto preparaty białkowe, wytworzone sposobem według wynalazku powinny wykazywać prawie niezmienione właściwości rozpuszczalnościowe w wodzie również w temperaturze do 100°C. W szczególności te preparaty białkowe powinny wykazywać tak szeroki zakres zastosowania, żeby mogły być stosowane w wielu produktach dotyczących środków spożywczych i w technicznych produktach, takich jak produkty kosmetyczne.

Rozwiązaniem zadania, stanowiącego podstawę wynalazku jest sposób polegający według wynalazku na tym, że przeprowadza się następujące etapy postępowania a)-h):

a) rozdrabnianie surowca wyjściowego i domieszanie tego rozdrobnionego surowca wyjściowego do pierwszego kwaśnego rozpuszczalnika dla otrzymania kwaśnej zawiesiny o wartości pH=3-5,

b) rozdzielenie kwaśnej zawiesiny, drogą oddzielania faza stała-faza ciekła, na rafinat I i ekstrakt I,

c) dodanie rafinatu I do zasadowego rozpuszczalnika dla otrzymania zasadowej zawiesiny o wartoś ci pH w zakresie 7-10,

d) rozdzielenie zasadowej zawiesiny, drogą oddzielania faza stała-faza ciekła, na rafinat II i ekstrakt II,

e) zakwaszenie ekstraktu II do wartości pH w zakresie 3-5,5 i wytrącenie z zakwaszonego ekstraktu II białek w postaci twarogu białkowego dla otrzymania ciekłego supernatanta,

f) oddzielenie ciekłego supernatanta, drogą rozdzielania w układzie ciecz-ciało stałe, dla otrzymania serwatki o zawartości białka > 80% w substancji suchej,

g) domieszanie serwatki do retentatu, który otrzymuje się drogą rozdzielenia ekstraktu I w warunkach stosowania membranowego sposobu rozdzielania, i w którym zawarte są preparaty białkowe o żądanych właściwościach, i serwatkę tę stosuje się jako ciecz myjącą w ramach diafiltracji, i

h) przemywanie otrzymanych w retentacie białek o żądanych właściwościach.

Korzystnie retentat, otrzymany po przemywaniu, suszy się rozpyłowo.

W sposobie wedł ug wynalazku korzystnym surowcem wyjś ciowym są nasiona ł ubinu, zwł aszcza L. albus, L. luteus, L. angustifolius lub L. mutabilis.

Jako surowiec wyjściowy można w sposobie według wynalazku stosować zmielone, spłatkowane, peletkowane i/lub odplewione łubiny lub odmienne rośliny strączkowe lub zboża lub nasiona oleiste.

W sposobie według wynalazku surowiec wyjściowy korzystnie odoleja się po rozdrobnieniu i przed domieszaniem do pierwszego kwaś nego rozpuszczalnika.

W sposobie rozdzielania membranowego korzystnie stosuje się membrany rozdzielające o wartości zatrzymywania cząstek, mieszczącej się w zakresie 5000-200000 D.

W ostatnio omówionym sposobie jako rozpuszczalnik stosuje się wodę, którą w zależności od nastawiania wartości-pH zakwasza się 10 lub zadaje substancjami alkalicznymi.

W przypadku oddzielań utrzymuje się w sposobie według wynalazku korzystnie stosunek substancja stała-ciecz od 1:4 do 1:10.

W przypadku przeprowadzania sposobu rozdzielania membranowego nastawia się w sposobie według wynalazku korzystnie temperaturę w 15 zakresie 60-80°C.

Najpierw białkonośny produkt wyjściowy poddaje się etapowi ekstrakcji wodnej. Otrzymany przy tym ekstrakt następnie albo doprowadza się do co najmniej jednego membranowego procesu rozdzielania, w którym pozostałość z procesu ultrafiltracji (retentat), albo poddaje się termicznemu zatężaniu, w którym otrzymuje się koncentrat. W obu przypadkach, chociaż chodzi o otrzymany retentat albo o otrzymany koncentrat, otrzymuje się preparaty białkowe o żądanych właściwoś ciach funkcyjnych.

Wytworzone na poprzednio omówionej drodze, nowoczesne preparaty białkowe wykazują zawartość białka w zakresie 60-95% w substancji suchej, korzystnie w zakresie 85-95% w substancji suchej, i dysponują funkcyjnymi właściwościami, które nie były osiągalne za pomocą dotychczas znanych technik postępowania. I tak te nowoczesne preparaty białkowe dysponują wysoką rozpuszczalnością oraz ponowną rozpuszczalnością w układach wodnych w zakresie pH=3-10. Dalej wykazują

PL 202 189 B1 one stabilność cieplną w równie szerokim zakresie-pH i utrzymują swą rozpuszczalność również w temperaturze do 100°C. Zwłaszcza zdolność pianotwórcza oraz emulgowalność tych nowoczesnych preparatów białkowych okazała się prawie niezmienna w szerokim zakresie-pH od pH=3 do pH=10. Wreszcie wykazują one wysoką zawartość siarkonośnych aminokwasów, która zwłaszcza z powodów odżywczo-fizjologicznych oraz z uwagi na podatność na chemiczną modyfikację jest szczególnie korzystna.

Podstawą tak uderzająco korzystnego zachowania pod względem ich funkcjonalnych właściwości wydaje się być relatywnie wysoka zawartość niestrącalnych frakcji globularnych białek o ciężarze cząsteczkowym około 200000 D w uzyskanych (zwłaszcza z łubinów) preparatach białkowych. Alternatywne możliwości technicznego wytwarzania tego rodzaju preparatów białkowych o podobnie wysokiej zawartości niestrącalnych frakcji białek globularnych nie są dotychczas znane.

Analityczne badania otrzymanych za pomocą sposobu według wynalazku preparatów białkowych, pochodzących z roślin strączkowych, w szczególności z nasion łubinu, wykazują wysoką zawartość γ-konglutyny, co odpowiada frakcji, która się od wszystkich innych frakcji białka wyraźnie różni się pod względem składu swego aminokwasu oraz także pod względem rozpuszczalności i zależnej od pH rozpuszczalności.

Drogi wykonania wynalazku, stosowanie przemysłowe

Niżej omawia się cztery alternatywne warianty sposobu, które są odpowiednie dla zgodnego z wynalazkiem wytwarzania wielkocząsteczkowych preparatów białkowych o żądanych, prawie od pH niezależnych właściwościach funkcyjnych. Jako materiał wyjściowy dla otrzymywanych preparatów białkowych nadają się korzystnie rozdrobnione, tj. zmielone, spłatkowane lub peletkowane nasiona łubinu, korzystnie pochodzące z odplewionych łubinów, takich jak L. albus L. luteus, L. angustifolius, L. mutabilis. Rozdrobnione nasiona łubinów można fakultatywnie odolejać w postępowaniu wstępnym, takim, jakie przykładowo wynika z poprzednio wspomnianego, niemieckiego opisu patentowego DE 198 13 207 C1. Alternatywnie jako substancje wyjściowe nadają się też soja, groch, zboża lub nasiona oleiste.

Wariant 1 sposobu

Rozdrobnione i ewentualnie odolejone nasiona łubinów najpierw ekstrahuje się drogą kwaśnej ekstrakcji wodnej przy wartości-pH w zakresie 3-6, przy czym między rozpuszczalnikiem - wodą a rozpuszczonymi fragmentami nasion łubinu nie zachodzi żadna reakcja chemiczna. Właściwe rozdzielanie bądź separowanie między udziałami substancji stałej, tak zwanym rafinatem I, i udziałem ciekłym - ekstraktem I, mogą stosować różne sposoby rozdzielania, takie przykładowo jak stosowanie wirówki sedymentacyjnej, rozdzielacza lub filtru. Do rozdzielania nadają się też nieprzerwanie działające wirówki bębnowe.

Otrzymany w tym rozdzielaniu rafinat 1 ekstrahuje się następnie wodą zalkalizowaną przy wartościach pH=7-10 i dalej w ponownym rozdzielaniu faza stała - faza ciekła rozdziela się na ekstrakt II i rafinat II. Również przy tym rozdzielanie następuje właściwie znanymi sposobami. Otrzymany w drugim etapie rozdzielania, ciekły ekstrakt II zakwasza się dozowanym dodawaniem kwasu do wartościpH w zakresie 3-5,5, w wyniku czego wytrąca się przeważająca część białek obecnych w ciekłym ekstrakcie II. Przez zakwaszenie to otrzymuje się jako osad strącone białko w postaci twarogu białkowego oraz ciekły supernatant.

Supernatant, otrzymany przez to strącanie, oddziela się w dalszym procesie rozdzielania faza stała-faza ciekła, przykładowo z zastosowaniem nieprzerwanie działającej wirówki bębnowej, od twarogu białkowego, w wyniku, czego otrzymuje się w ten sposób ciekłą serwatkę o zawartości 85-95% białka w substancji suchej.

Otrzymaną w ten sposób serwatkę poddaje się teraz procesowi rozdzielania membranowego, korzystnie na drodze ultrafiltracji, przy czym produkt docelowy, mianowicie preparat białkowy o żądanych, od wartości-pH niezależnych właściwościach funkcyjnych, odpowiada zatrzymanej przez membranę części serwatki, tak zwanemu retentatowi. Membrany stosowane podczas ultrafiltracji wykazują typowe pory, przez które mogą przenikać cząstki rzędu 10000, 20000 lub 50000 daltonów (D). Składniki o większych cząsteczkach, takie jak żądane białka o masach cząsteczkowych do 200000 D, pozostają w tym sposobie jako retentat.

Tak otrzymany retentat składa się w przeważającej części z żądanych, wielkocząsteczkowych białek, których stopień czystości ewentualnie można dalej podwyższyć dzięki temu, że retentat ten poddaje się dołączonemu procesowi przemywania. Dla tego dalszego procesu przemywania nadaje się prowadzenie diafiltracji, w której wielkocząsteczkowe białko, występujące z krzyną wody nieprzerwanie lub okresowo przemywa się wodą lub odpowiednim roztworem buforowym, korzystnie w procesie

PL 202 189 B1 wielostopniowym. Po odpowiednim suszeniu bądź drogą suszenia rozpyłowego otrzymuje się wielkocząsteczkowy preparat białkowy o najwyższym stopniu czystości, mający właściwości omówione we wstępie opisu. Ciekłe udziały oddzielone podczas diafiltracji, które zasadniczo składają się z wody oraz z małocząsteczkowych składników, takich jak cukry, sole, aminokwasy i peptydy, można albo utylizować jako ścieki albo dalej poddawać celowej obróbce dla otrzymania poszczególnych substancji.

Alternatywnie do poprzednio omówionego prowadzenia ultrafiltracji serwatki, otrzymanej drogą procesu rozdzielania faza stała - faza ciekła, można serwatkę tę także zatężać drogą odparowania, w wyniku, czego powstaje koncentrat, który po odpowiednim suszeniu, korzystnie suszeniu rozpył owym, również odpowiada wielkocząsteczkowemu białku o żądanych właściwościach funkcyjnych.

Wytworzony za pomocą poprzednio opisanego wariantu 1 sposobu preparat białkowy wykazuje bardzo wysoką zawartość siarkonośnych aminokwasów i dlatego nadaje się szczególnie dobrze do zastosowań wymagających pod względem odżywczo - fizjologicznym, przykładowo do wprowadzania domieszek do pokarmu dla niemowląt, do produktów zdrowotnych oraz produktów dla odżywiania klinicznego. Ponadto te preparaty białkowe wykazują szczególnie dobre właściwości pianotwórcze, które w wartości na objętość piany aż do 3-krotnie przewyższają produkty powszechnie stosowane.

Wariant 2 sposobu

Jak w przypadku wariantu 1 sposobu, rozdrobnione i ewentualnie odolejone nasiona łubinu poddaje się ekstrakcji wodnej przy wartościach-pH rzędu 3-6 i następnie rozdziela się na rafinat i na ekstrakt w procesie rozdzielania faza stała - faza ciekła. W przeciwieństwie do wariantu 1 sposobu ciekły ekstrakt teraz poddaje się celowo dalszej obróbce. Ekstrakt ten bezpośrednio poddaje się procesowi rozdzielania membranowego, przykładowo ultrafiltracji, w którym już jako retentat, czyli dany składnik, który zostaje zatrzymany przez membranę stosowaną w procesie rozdzielania membranowego, otrzymuje się preparat białkowy o żądanych właściwościach funkcyjnych. Ponieważ pomimo ultrafiltracji retentat wykazuje zaledwie około 50%-ową zawartość białka w substancji suchej, można stężenie wielkocząsteczkowego preparatu białkowego podwyższyć w serwatce, występującej jako retentat, przemywając retentat drogą stosowania diafiltracji. Jako ciecz płucząca służy korzystnie woda. Na drodze suszenia, korzystnie rozpyłowego suszenia retentatu przemytego, ewentualnie w połączeniu z obróbką w warstwie fluidalnej, można białko otrzymać w postaci produktu suchego z konfekcjonowaniem odpowiednich cząstek.

Otrzymany przy tym, wielkocząsteczkowy preparat białkowy odznacza się zwłaszcza przez swą szczególnie dobro rozpuszczalność w bardzo szerokim zakresie-pH. Oddzielone podczas diafiltracji udziały ciekłe zawierają zasadniczo wodę oraz małocząsteczkowe składniki, takie jak cukier, sole, aminokwasy i peptydy, które w postaci ścieków odrzuca się albo, które można dalej poddawać obróbce w celu uzyskania poszczególnych substancji.

Wariant 3 sposobu

Trzecia alternatywa sposobu otrzymywania wielkocząsteczkowego preparatu białkowego o żądanych właściwościach funkcyjnych, zwłaszcza ze względu na ich dobrą rozpuszczalność, właściwości pianotwórcze i emulgujące w szerokim zakresie-pH rzędu 3-5, stanowi połączenie poprzednio omówionych wariantów 1 i 2 sposobu. I tak otrzymaną w wariancie 1 sposobu serwatkę, którą otrzymuje się z supernatanta drogą rozdzielania faza stała-faza ciekła, celowo stosuje się jako ciecz płuczącą zamiast wody podczas przeprowadzania diafiltracji w wariancie 2 sposobu. Stosowanie serwatki jako cieczy płuczącej daje w wyniku korzyści odnośnie gospodarki wodnej całego sposobu, wskutek czego można podwyższyć techniczną wydajność bądź efektywność. Wytworzone w ten sposób preparaty białkowe wykazują nadto właściwości funkcyjne, które odpowiadają zarówno tym produktom, które wytworzono za pomocą wariantu 1 sposobu, jak i odpowiadają tym produktom, które wytworzono za pomocą wariantu 2 sposobu.

Wariant 4 sposobu

W odróż nieniu od poprzednio opisanych wariantów 1-3 sposobu rozdrobnione i ewentualnie odolejone nasiona łubinu poddaje się wodnej ekstrakcji przy alkalicznych wartościach-pH rzędu 7-10. Ciekły ekstrakt, otrzymany po rozdzielaniu faza stała - faza ciekła, poddaje się strącaniu przez zakwaszenie, przykładowo dodatkiem kwasu siarkowego lub solnego, do wartości-pH rzędu 3-5,5, w którym strąca się przeważająca część białek, zawartych w ciekłym ekstrakcie. Supernatant powstający podczas strącania oddziela się na drodze procesu rozdzielania faza stała-faza ciekła, korzystnie za pomocą wirówki sedymentacyjnej, w wyniku, czego otrzymuje się tak zwaną serwatkę. Białka rozpuszczone w tej serwatce otrzymuje się teraz w retentacie za pomocą procesu rozdzielania membranowego, korzystnie za pomocą ultrafiltracji. Retentat ten w przeważającej części składa się z wielkocząsteczkowych białek, które

PL 202 189 B1 wykazują poprzednio omówione właściwości. Tak jak w poprzednio opisanych wariantach sposobu można również i tu w celu dalszego podwyższenia stężenia otrzymany przez ultrafiltrację retentat przemywać za pomocą diafiltracji i stosowania wody jako cieczy płuczącej. W ramach kolejno następującego procesu suszenia rozpyłowego można na tej drodze w technicznie wydajny sposób wytwarzać wielkocząsteczkowe preparaty białkowe, przykładowo o rozpuszczalności powyżej 80% w szerokim zakresie-pH.

Preparaty białkowe, które otrzymuje się dzięki poprzednio opisanym, czterem wariantom sposobu, wykazują w użytecznotechnicznie istotnym zakresie-pH (pH=2-12) bardzo dobrą rozpuszczalność w wodzie.

Etapy ekstrakcji i procesy rozdzielania faza stała - faza ciekła, w których wodę korzystnie stosuje się jako rozpuszczalnik, przeprowadza się korzystnie w temperaturze 5-70°C, przy czym temperatura 15-60°C jest szczególnie odpowiednia. Dodawanie wody jako rozpuszczalnika dla ekstrakcji następuje w ten sposób, że utrzymuje się stosunek faza stała-faza ciekła w zakresie od 1:3 do 1:15, przy czym korzystny stosunek mieści się w zakresie od 1:4 do 1:10.

Ultrafiltracja zasadniczo może następować przy wartościach-pH rzędu 3,5-9, przy czym korzystne wartości-pH mieszczą się w zakresie 6-8. Przed przeprowadzeniem ultrafiltracji można obrabianą serwatkę pasteryzować lub poddać obróbce wysokotemperaturowej. Typowa temperatura podczas prowadzenia ultrafiltracji mieści się w zakresie 10-80°C, korzystnie w zakresie 60-80°C. Membrany stosowane podczas ultrafiltracji wykazują ponadto selekcjonujące otwory membranowe, przez które mogą przenikać cząstki o wielkości cząsteczek aż do 100000 D.

Preparaty białkowe, wytworzone za pomocą poprzednio opisanych wariantów sposobu, wykazują wszystkie razem zawartość białka > 80% w substancji suchej, korzystnie > 85%. Ich zawartość soli wynosi typowo 3-5%. W przypadku ekstrakcyjnego odolejania surowca zawartość tłuszczu wytworzonych preparatów białkowych mieści się poniżej 1%, przy czym preparaty białkowe, wytworzone dzięki wariantowi 2 sposobu, wykazują szczególnie niską zawartość tłuszczu.

Dzięki szczególnie korzystnym właściwościom funkcyjnym, zwłaszcza pod względem ich rozpuszczalności, stabilności cieplnej, ich zdolności emulgującej oraz zdolności pianotwórczej jak i zdolności żelowania, które wszystkie razem utrzymują się prawie niezmienione w całym zakresie-pH, nadają się te nowoczesne, wielkocząsteczkowe preparaty białkowe do mnóstwa ważnych zastosowań. I tak służą one jako dodatki do następujących produktów: pianki, żele lub substancje żelowate, ś rodki spożywcze, napoje, pasze lub produkty techniczne, takie jak kleje, pastowate środki ścierne, farby itd.. Dzięki stosowaniu tych nowoczesnych preparatów białkowych można celowo nastawić funkcyjne właściwości poszczególnych produktów, przykładowo pod względem ich rozpuszczalności, ich emulgowalności, ich stabilności temperaturowej, ich zdolności pianotwórczej lub właściwości żelowania.

Nowoczesne białka, zwłaszcza te wytworzone za pomocą wariantu 1 sposobu, oferują wreszcie, z uwagi na swą wysoką zawartość siarkonośnych aminokwasów, możliwość przeprowadzania w pochodne, tj. przekształ cania w okreś lone zwią zki biał kowe, które s ą szczególnie odpowiednie dla specjalnych celów stosowania. Otwiera to szeroką dziedzinę wytwarzania dalszych, nowych preparatów zmodyfikowanych.

Claims (9)

1. Sposób otrzymywania preparatów białkowych o w daleko idącej mierze niezmiennych, użytkowo technicznych właściwościach funkcyjnych w szerokim zakresie-pH od około pH=3 do pH=10, za pomocą ekstrakcji z białkonośnego surowca wyjściowego, mianowicie z roślin strączkowych, zbóż lub nasion oleistych, znamienny tym, że przeprowadza się następujące etapy postępowania a)-h):

a) rozdrabnianie surowca wyjściowego i domieszanie tego rozdrobnionego surowca wyjściowego do pierwszego kwaśnego rozpuszczalnika dla otrzymania kwaśnej zawiesiny o wartości pH=3-5,

b) rozdzielenie kwaśnej zawiesiny, drogą oddzielania faza stała-faza ciekła, na rafinat I i ekstrakt I,

c) dodanie rafinatu I do zasadowego rozpuszczalnika dla otrzymania zasadowej zawiesiny o wartości pH w zakresie 7-10,

d) rozdzielenie zasadowej zawiesiny, drogą oddzielania faza stała-faza ciekła, na rafinat II i ekstrakt II,

e) zakwaszenie ekstraktu II do wartości pH w zakresie 3-5,5 i wytrącenie z zakwaszonego ekstraktu II białek w postaci twarogu białkowego dla otrzymania ciekłego supernatanta,

PL 202 189 B1

f) oddzielenie ciekłego supernatanta, drogą rozdzielania w układzie ciecz-ciało stałe, dla otrzymania serwatki o zawartości białka > 80% w substancji suchej,

g) domieszanie serwatki do retentatu, który otrzymuje się drogą rozdzielenia ekstraktu I w warunkach stosowania membranowego sposobu rozdzielania, i w którym zawarte są preparaty białkowe o żądanych właściwościach, i serwatkę tę stosuje się jako ciecz myjącą w ramach diafiltracji, i

h) przemywanie otrzymanych w retentacie białek o żądanych właściwościach.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że retentat, otrzymany po przemywaniu, suszy się rozpyłowo.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że surowcem wyjściowym są nasiona łubinu, zwłaszcza L. albus, L. luteus, L. angustifolius lub L. mutabilis.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że jako surowiec wyjściowy stosuje się zmielone, spłatkowane, peletkowane i/lub odplewione łubiny lub odmienne rośliny strączkowe lub zboża lub nasiona oleiste.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że surowiec wyjściowy odoleja się po rozdrobnieniu i przed domieszaniem do pierwszego kwaśnego rozpuszczalnika.

6. Sposób według zastrz. 1g, znamienny tym, że w sposobie rozdzielania membranowego stosuje się membrany rozdzielające o wartości zatrzymywania cząstek, mieszczącej się w zakresie 5000-200000 D.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik stosuje się wodę, którą w zależ noś ci od nastawiania wartoś ci-pH zakwasza się lub zadaje substancjami alkalicznymi.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku oddzielań utrzymuje się stosunek substancja stała - ciecz od 1:4 do 1:10.

9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że w przypadku przeprowadzania sposobu rozdzielania membranowego nastawia się odczyn o wartości-pH w zakresie 6-8, i że w toku sposobu rozdzielania membranowego nastawia się temperaturę w zakresie 60-80°C.