Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia produktów bialkowych z zielonego lisciastego materialu roslinnego, glównie lucerny i innych lisciastych roslin uprawnych, przez wydzielanie bialek na drodze koagulacji termicznej. Sposobem 9 tym otrzymuje sie produkt zawierajacy bialko ja¬ dalne nadajace sie jako pokarm oraz inne frakcje stosowane jako pasze zwierzece lub dla innych celów.W opisie podano najbardziej szczególowo obrób- 10 k$ lucerny, która w Stanach Zjednoczonych Ame¬ ryki stanowi glówna rosline pastewna, jednakze nie stanowi to w zadnym stopniu ograniczenia zakresu wynalazku do tego surowca. Sposób we¬ dlug wynalazku znajduje zastosowanie ogólnie do 15 roslin uprawnych zawierajacych chlorofil, na przy¬ klad traw, koniczyny japonskiej, koniczyny, lucer¬ ny i podobnych konwencjonalnych pasz oraz in¬ nych materialów roslinnych, zawierajacych chlo¬ rofil, takich jak salata, kapusta glowiasta, groch 20 lub fasola, liscie selerów itp. uprawianych spec¬ jalnie na pokarm dla zwierzat lub dostepnych ja¬ ko odpady lub produkty uboczne.Wiadomo, ze lucerna stanowi bogate zródlo war¬ tosciowych srodków odzywczych, zawierajacych 25 bialko, karoten (provitamine A), lipidy, cukry, so¬ le mineralne, niezidentyfikowane srodki wzrostu itd. Stosowano rózne sposoby przetwórcze dla wyod¬ rebnienia róznych skladników. Znane sposoby przetwórcze stosuje sie glównie do otrzymania 30 produktów nadajacych sie jako pasze zwierzece.Czyniono równiez próby w celu wyodrebnienia bialka w takiej postaci, aby moglo ono byc uzyte do celów spozywczych, na przyklad do wzbogace¬ nia zboza lub innych pokarmów o niskiej zawar¬ tosci bialka. Próby te jednak nie dawaly pozytyw¬ nych wyników, gdyz wyodrebnione substancje by¬ ly zanieczyszczone innymi skladnikami lucerny tak, ze nie mogly byc wykorzystane do celów spo¬ zywczych. Typowe otrzymane produkty zawieraly znaczne ilosci chlorofilu, mialy zielone zabarwie¬ nie i byly gorzkie w smaku wiec nie mogly byc stosowane jako produkty spozywcze.W opisie patentowym St. Zjedn. Am. nr 3,684,520 przedstawiono sposób frakcjonowania lucerny, da¬ jacy wsród innych produktów koncentrat bialko¬ wy. Produkt ten stanowi wartosciowa wysokoener¬ getyczna pasze dla zwierzat, a zwlaszcza dla dro¬ biu. Chociaz produkt ten jest bogaty w bialko, zawiera on równiez znaczne ilosci innych substan¬ cji, takich jak chlorofil i inne pigmenty i w kon¬ sekwencji nie nadaje sie jako pokarm dla ludzi.Innym znanym sposobem otrzymywania pro¬ duktów bialkowych z zielonych materialów roslin¬ nych jest sposób, wedlug opisu patentowego Re¬ publiki Federalnej Niemiec nr 492865. Wedlug te¬ go sposobu otrzymuje sie sok przez prasowanie zielonych lisciastych roslin, a nastepnie ogrzewa sie ten sok w temperaturach powyzej 80°C, w cia¬ gu dlugiego czasu. W tych warunkach bialko za- fU K3284 3 warte w soku koaguluje i otrzymuje sie frakcje bialkowa w postaci aglomeratu. Aglomerat ten za¬ wiera zarówno bialko cytoplazmatyczne jak i bial¬ ka chloroplastydowe; nastepna czynnoscia jest rozdzielenie tych dwóch wspólnie skoagulowanych bialek, w celu uzyskania osobno czesci zawieraja¬ cej bialko cytoplazmatyczne i osobno bialko chlo¬ roplastydowe. Operacja rozdzielania jest bardzo skomplikowana.Celem wynalazku bylo opracowanie prostego sposobu prowadzacego do uzyskania produktu bial¬ kowego o takim stanie czystosci, aby nadawal sie do spozycia przez ludzi, oraz osobno innych frak¬ cji bialkowych, które mozna zuzytkowac jako pa¬ sze lub do innych celów.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze sok uzyskany z zielonego, lisciastego materialu roslin¬ nego ogrzewa sie w temperaturze 50—70°C w cza¬ sie od 0,5 sekundy do 5 minut i nastepnie chlodzi.Wyodrebnia sie najpierw pierwsza frakcje bial¬ kowa, zawierajaca bialka chloroplastydowe, chlo¬ rofil, karotenoidy i lipidy. Frakcje te oddziela sie od pozostalego soku, w którym pozostaja w roz¬ tworze bialka cytoplazmatyczne. Nastepnie pozo¬ staly sok zakwasza sie do pH 3—4,8 i wyodrebnia sie druga frakcje bialkowa, zawierajaca bialko cy¬ toplazmatyczne, zasadniczo wolna od chlorofilu, karotenoidów i lipidów.Korzystnie sposób wedlug wynalazku prowadzi sie tak, ze sok przed ogrzaniem zakwasza sie do wartosci pH 5—6, a nastepnie ogrzewa sie go do temperatury okolo 50°C; najkorzystniej jest pro¬ wadzic to ogrzewanie w ciagu 1—5 minut. Ogrze¬ wanie nalezy tak prowadzic, aby zadna znaczniej¬ sza czesc soku nie osiagnela temperatury wyzszej od ustalonej i aby temperatura wzrastala jednoli¬ cie w calej jego objetosci. Dopuszczalne sa rózne drobne zmiany rozkladu czasu i temperatur przy ogrzewaniu oraz przy chlodzeniu soku. Tak wiec mozna sok podgrzac do temperatury 60—70° w ciagu ponizej 20 sekund, a nawet w ciagu ponizej 1 sekundy, korzystnie 0,5—1 sekundy i utrzymy¬ wac te temperature w czasie nie dluzszym niz sekund. Mozna tez sok podgrzac do 70°C w cia¬ gu 0,6 sekundy. Chlodzenie prowadzi sie korzystnie w czasie nie dluzszym niz 15 sekund.W wyniku tych operacji otrzymuje sie aglome¬ rat, zawierajacy bialko chloroplastydowe, chloro¬ fil, karotenoidy i lipidy. Aglomerat ten oddziela sie od pozostalego soku. Pozostaly sok po wydzie¬ leniu aglomeratu poddaje, sie nastepnie dalszej ob¬ róbce w celu wytracenia drugiej frakcji bialko¬ wej. Mozliwe sa tu alternatywne sposoby obrób¬ ki — przez zakwaszanie lub przez obróbke ter¬ miczna, lub przez zakwaszanie razem z obróbka termiczna. Sok mozna zakwasic do wartosci pH 3—4,8 przez co wytraca sie druga frakcja bialko¬ wa. Mozna równiez sok poczatkowo zakwasic do wartosci pH = 4,8, przy czym wytraca sie pierwsza porcja drugiej frakcji bialkowej, która sie oddzie¬ la, a nastepnie doprowadzic pH soku do wartosci 3 przy czym wytraca sie dalsza porcja drugiej frakcji bialkowej.Stosowana alternatywnie obróbka termiczna so¬ ku pozostalego po wydzieleniu pierwszej frakcji 532 4 bialkowej polega na podgrzaniu go do tempera¬ tury powyzej 50°C, korzystnie 55—80°C przy czym wytraca sie druga frakcja bialkowa. Do soku moz¬ na równiez dodac w dowolnym etapie procesu przed ogrzewaniem jony siarczynowe lub substan¬ cje bedaca ich zródlem, w ilosci nie wiekszej niz l°/o wagowy równowaznika kwasnego siarczynu sodu w przeliczeniu na sucha mase wyjsciowego materialu roslinnego. Korzystnie dodaje sie kwas- ny siarczyn amonu, siarczyn sodu, gazowy S02 lub kwas siarkawy.Aglomerat, stanowiacy pierwsza frakcje bialko¬ wa mozna poddac dodatkowej obróbce, mianowi¬ cie ogrzac do temperatury 80°C w ciagu okolo 1 minuty. Aglomerat przeksztalca sie przy tym . z hydrofilowej galarety w wyraznie wodnisty ma¬ terial o konsystencji sera, o znacznie nizszej za¬ wartosci wilgoci, która zmniejsza sie z 12% do 46°/o wagowych substancji suchej.Sok wyjsciowy stosowany w sposobie wedlug wynalazku otrzymuje sie przez prasowanie mate¬ rialu roslinnego. Poza sokiem otrzymuje sie przy tym wytloki, nadajace sie jako pasza dla zwierzat.Korzystne jest mieszanie materialu roslinnego przed prasowaniem z woda lub z sokiem pozosta¬ lym po usunieciu drugiej frakcji bialkowej, ewen¬ tualnie ze srodkiem alkalizujacym i/lub z niewiel¬ ka iloscia srodka redukujacego. Material roslinny przed prasowaniem korzystnie rozdrabnia sie pod¬ czas zetkniecia z wodnym srodowiskiem alkalicz¬ nym. Szczególowy przebieg procesu zilustrowano w zalaczonym schemacie technologicznym. Czesci i procenty oznaczaja czesci i procenty wagowe o ile nie zaznaczono inaczej.Zgodnie z zalaczonym schematem proces mozna podzielic na nastepujace glówne operacje: Operacja I. Otrzymywanie zielonego soku (L-l). Ubocznym produktem tej operacji jest wy¬ twarzanie suchego materialu roslinnego (Frakcja A), nadajacego sie na pasze dla zwierzat. 40 Operacja II. Wyodrebnienie pierwszej frak¬ cji (B) z zielonego soku (L-l). Frakcja B jest pro¬ duktem zawierajacym bialko chloroplastydowe, chlorofil, karoten, ksantofil i inne karotenoidy oraz lipidy. Ze wzgledu na niska zawartosc wlókien 45 a wysoka zawartosc bialka, karotenu i ksantufilu nadaje sie ona jako pasza dla zwierzat. Fozosta- losc po tej operacji okresla sie jako sok przezro¬ czysty (L-2).Operacja III. Wyodrebnienie drugiej frakcji 50 (C) z przezroczystego soku (L-2). Frakcja C sta¬ nowi glówny produkt, otrzymywany sposobem we¬ dlug wynalazku i zawiera bialko cytoplazmatycz¬ ne, pochodzace z wyjsciowej lucerny. Jest ono w zasadzie wolne od chlorofilu, karotenoidów, li- 55 pidów oraz zwiazków nadajacych gorzki smak i innych niepozadanych skladników smakowych.Mozna stwierdzic, ze bialko cytoplazmatyczne jest jednym z najbardziej pozadanych jako pokarm dla ludzi. Pozostalosc z tej operacji okresla sie ja- 60 ko sok brazowy (L-3). Mozna go zageszczac do otrzymania syropu (Frakcja D) nadajacego sie ja¬ ko pasza zwierzeca.Ponizej szczególowo opisano sposób wedlug wy- - nalazku, zilustrowany zalaczonym rysunkiem. Ja- 65 ko przykladowy surowiec podano lucerne.84 532 Otrzymywanie zielonego soku. Surowiec do frakcjonowania stanowi swieza zielona lucerna, korzystnie w postaci krajanki, która normalnie otrzymuje sie przez siekanie zebranych roslin. Su¬ rowy zielony material wprowadza sie do mieszal¬ nika 1, który moze miec np. postac naczynia wy¬ posazonego w slimak mieszajacy lub bebna obro¬ towego. Mieszalnik 1, stosuje sie w celu dodania do masy lucerny pozadanych dodatków, korzystnie takich jak woda — lub sok brazowy (L-3) oraz srodek alkalizujacy i/lub redukujacy taki jak pi- rosiarczyn sodowy, kwas askorbinowy lub 6-etok- sy-2,2,4-trójmety!b - 1,2 - dwuhydrochinolina. Wplyw tych dodatków omówiono w dalszej czesci opisu.Po wymieszaniu od zielonego materialu lucerno- wego oddziela sie sok, przepuszczajac material, po uprzednim zmieleniu lub bez mielenia, przez prase 2, która moze miec na przyklad postac wal¬ ców, uzywanych przy przerobie trzciny cukrowej.Innymi stosowanymi urzadzen'ami moga byc pra¬ sy srubowe lub prasy slimakowe.Poniewaz celem jest uzyskanie z lucerny jak najwiekszej ilosci soku, material roslinny mozna przepuszczac raptownie przez jedna pare walców sciskajacych lub alternatywnie, przepuszczac ma- terisl przez stanowisko skladajace sie z kilku par w?]ców sciskajacych. Material roslinny otrzymany z jednego prasGwsr.ia miesza sie z d:lsza czescia dodatków przed przejsciem do nastepnej pary walców sciskajacych.W tej operacji wydzielania soku uzyskuje sie frakcje zielonego soku (L-l) i sprasowane placki materialu wlóknistego, które zawieraja zwykle 65—75% wilgoci. Odpowiednie ilosci soku i spra¬ sowanych placków zmieniaja sie przede wszystkim zaleznie od zawartosci wilgoci w materiale wyjs¬ ciowym.W typowych operacjach z 45,5 kg lucerny otrzy¬ muje sie 22,7—27,24 kg sprasowanego materialu wlóknistego i sok w ilosci 18,16—22,7 kg soku, plus ilosc cieczy (wody lub soku brazowego) dodanej podczas mieszania. Sprasowane placki materialu wlóknistego przeprowadza sie przez suszarke 3, która moze stanowic konwencjonalny piec obroto¬ wy, stosowany do suszenia lucerny, otrzymujac suchy produkt okreslany jako Frakcja A, nadajacy sie na pasze dla zwierzat. W przebiegu procesu, w którym stosuje sie lucerne o wysokiej jakosci pochodzaca z Pólnocnej Kalifornii, Frakcja A ma nastepujacy sklad (w odniesieniu do suchej masy): Bialko* 23% *** Tluszcz 4% Wlókna 23% Popiól 10% NFE** 40% Karoten 330,4 mg/kg Ksantofil 770,9 mg/kg * — zawartosc azotu x 6,25. ** — ekstrakt wolny od azotu (glównie weglowodory) obliczony z róznicy.*** — Dla typowej lucerny, Jaka otrzymuje sie w wa¬ runkach handlowych, zawartosc bialka Jest o kilka pro¬ cent nizsza.Poprzednio podano, ze w mieszalniku 1 przed prasowaniem do lucerny dodaje sie pewne do¬ datki. Stwierdzono, ze jesli dodac substancje alka- lizujaca, wiekszosc bialka przechodzi z materialu roslinnego do zielonego roztworu. Jest to korzyst¬ ne i oznacza, ze w dalszych operacjach przerobo- wych, po oddzieleniu Frakcji B i C, otrzyma sie wiecej bialka. Jako substancje alkalizujaca stosu¬ je sie amoniak, wodorotlenek amonowy i wodoro¬ tlenek lub weglany sodu i potasu. Zazwyczaj wy¬ starczajaca jest taka ilosc srodka alkalizujacego, aby uzyskic wartosc pH roztworu 6—11. Stosujac substancje alkalizujaca, korzystnie jest rozpuscic ,1a w wodzie i mieszac lucerne z pozostalym roz¬ tworem. Ponadto dodatek wody pozwala zwiek¬ szyc przechodzenie bialka z tkanki roslinnej do zielonego soku. Zamiast stosowania wody mozna uzywac soku brazowego (L-3), stanowiacego pozo¬ stalosc operacji III. Na przyklad w ciaglym pro¬ cesie prowadzonym sposobem wedlug wynalazku, czesc soku brazowego (L-3) mozna zawracac w sposób ciagly do mieszalnika 1. Dodawana wode (lub sok brazowy) korzystnie dodaje sie w ilosci 0,45—1,36 kg na 0,45 lucerny.W etapie wytwarzania soku, do lucerny dodaje sie rózne dowolna .substancje. Na przyklad mozna dodawac konwencjonalne antyutleniacze w celu zmniejszenia do minimum rozkladu karotenoidów.W tym celu stosuje sie dowolne antyutleniacze o których wiadomo, ze nadaja sie do ochrony ka¬ rotenoidów w lucernie i innych materialach pa- szowych.Typowe zwiazki tego rodzaju ujawniono w opi¬ sach patentowych St. Zjedn. Am. 2562970, 2611703, 2651572, 2686124 i 2711962 a korzystnym ich przy¬ kladem jest 6-etoksy-2, 2,4-trójmetylo-l,2-dwuhy- drochinolinon, znany zazwyczaj jako etoksychin.Wymagana jest tylko niewielka ilosc antyutlenia- cza — 0,0—0,5% w odniesieniu do suchej masy lucerny.Innymi uzywanymi dodatkami sa pirosiarczyn 40 sodowy i kwas askorbinowy. Korzystny jest doda¬ tek pirosiarczynu sodu lub dowolnego zródla jo¬ nów siarczynowych. Nieograniczajacymi przykla¬ dami takich zródel jonów siarczynowych sa kwas¬ ny siarczyn amonu, siarczyn sodu, gazowy dwu- 45 tlenek siarki i kwas siarkowy. Nalezy jednak uwa¬ zac, aby procent wagowy takich dodatków kwas¬ nych jonów siarczynowych wynosil mniej niz 1% równowaznika kwasnego siarczynu sodu. Dodatki takie korzystnie wprowadza sie przed dodaniem 50 substancji alkalizujacej i przed przerobem po pierwszej prasie 2. Mozna jednak dodatki te wpro¬ wadzac w dowolnym czasie przebiegu procesu przed ogrzaniem, które nastepuje w podgrzewa¬ czach 4 i 14. 55 Inna metoda przeprowadzania bialka z tkanki roslinnej do zielonego roztworu polega na zmniej¬ szeniu rozmiarów kawalków lucerny. Osiaga sie to latwo, wyposazajac mieszalnik 1 w wirujace ostrza itp. powodujace rozdrabnianie czasteczek 60 roslinnych po zetknieciu ich z woda (lub brazo¬ wym sokiem), zawierajacym substancje alkalizu¬ jaca. Lucerne mozna tez rozdrabniac przed wpro¬ wadzeniem do mieszalnika 1. Dla uzyskania naj¬ lepszych wyników (maksymalne przejscie bialka 65 do zielonego soku), rozdrabnianie lucerny prowa-84 532 7 dzi sie wówczas, gdy jest ona mieszana z dodat¬ kami w mieszalniku 1.W szerokim zakresie obecnego wynalazku pierw¬ sza operacje (I) (otrzymywanie zielonego soku) pro¬ wadzi sie w ten sam sposób, jak podano we wspomnianym opisie patentowym St. Zjedn. Am. nr 3,684,520. Operacje te ilustruja nastepujaca przyklady I i II.Przyklad I. Przyklad ten ilustruje wplyw wzrostu pH na wzmozenie przechodzenia bialka z tkanki roslinnej lucerny do zielonego roztworu. g swiezo pokrojonej lucerny miesza sie z 250 mi- lilitrami wody i nastawia pH roztworu na podana nizej wartosc (przez dodatek) kwasu solnego lub wodorotlenku sodu. Mieszanine miesza sie w cia¬ gu 2 minut a nastepnie rozdziela na jej skladniki: wlóknisty material roslinny i zielony sok, który poddaje sie analizie na zawartosc azotu.Stosowane warunki i otrzymane wyniki zesta¬ wione w ponizszej tablicy.Tablica 1 pH 4,0 4,7 ,3 ,8* 9,6 ,7 11,4 zawartosc azotu w soku zie¬ lonym, % calkowitej zawar- rosci azotu w lucernie 18,6 ,4 48,7 65,1 70,4 74,9 81,0 * — Naturalne pH soku Przyklad II. Przyklad ten przedstawia wplyw rozdrobnienia lucerny na nasilenie przecho¬ dzenia bialka z tkanek lucerny do zielonego soku. g swiezo pokrojonej lucerny miesza sie z 250 mililitrami wody i przy pomocy wodorotlenku sodu ustawia pH mieszaniny równe 8. Nastepnie mieszanine poddaje sie dzialaniu rozdrabniajace¬ mu, przez podawanie jej na rózny okres czasu na wirujace ostrza, które tna lucerne na strzepy.Mieszanine rozdziela sie nastepnie na jej stadni¬ ki: wlóknisty material roslinny i zielony sok, w którym okresla sie zawartosc azotu. Stosowane warunki i otrzymane wyniki zestawiono w poniz¬ szej tablicy.Tablica 2 Czas dzialania rozdra¬ bniajacego min 1 2 4 Oawartosc azotu w soku zielonym — % calkowi¬ tej zawartosci azotu w lucernie 45 68 86 Nastepna operacja (II) jest wydzielenie pierw¬ szej frakcji zawierajacej bialko chloroplastydowe (frakcja B). Jako material wyjsciowy stosuje sie zielony sok, otrzymany w prasie 2.Pozadane jest, aby nie bylo duzej róznicy czasu pomiedzy wytworzeniem zielonego soku w etapie 8 prasowania a poczatkiem operacji II, poniewaz gdy komórki raz zostana uszkodzone, nastepuje raptowna hydroliza bialka. Hydroliza ta, zacho¬ dzaca pod wplywem enzymów proteolitycznych, moze byc zmniejszona do minimum przez nasta¬ wienie pH soku na zakres alkaliczny powyzej 8,0.W operacji tej (II) zielony sok poddaje sie obróbce w celu selektywnego usuniecia frakcji zawieraja¬ cej bialko chloroplastydowe, chlorofilu, karotenoi- dów i lipidów, przy czym bialko cytoplazmatyczne pozostaje w pozostalym soku (L-2).Wedlug wynalazku nastawia sie poczatkowo wartosc pH zielonego soku, w miare potrzeby w granicach 5—6. Jesli w wyniku dodania amo¬ niaku lub innej zasady w etapie prasowania sok wykazuje odczyn alkaliczny nastawienie pH wy¬ maga dodatku kwasu solnego, siarkowego, fosfo¬ rowego lub innego nietoksycznego kwasu. Zielony sok, z nastawiona lub nie wartoscia pH przecho¬ dzi nastepnie przez podgrzewacz 4, który moze miec postac konwencjonalnego wymiennika ciepla i w którym korzystnie podnosi sie temperature soku do 50°C, a korzystnie utrzymuje sie w tej temperaturze w ciagu 1—5 minut. Alternatywnie, szybkosc ogrzewania moze byc tak dobrana, ze otrzymuje sie równowazny efekt jak wówczas, gdy podgrzany sok utrzymuje sie w temperaturze 50°C w ciagu wspomnianego okresu czasu. Przy stoso¬ waniu tego rodzaju ogrzewania, krytyczny punkt stanowi taki moment ogrzewania soku, aby zadna znaczniejsza jego czesc nie osiagnela temperatury istotnie wyzszej od ustalonego zakresu. Chodzi o to, ze jesli czesc soku zostanie przegrzana, spo¬ sób postepowania wedlug wynalazku traci swoje korzystne aspekty, poniewaz czes£ bialka cyto- plazmatycznego, zawartego w soku zostanie wytra¬ cona z bialkiem chloroplastydowym, chlorofilem i karodenoidami. Niepozadanego efektu przegrza¬ nia mozna uniknac w rózny sposób. Mozna na przyklad, podnosic temperature soku przez wsta¬ wienie do cieplej lazni wodnej i/lub innego zródla ciepla, zapewniajacego stosunkowo niski gradient temperatury. Korzystnie równiez stosuje sie mie¬ szanie soku podczas ogrzewania w celu utrzyma¬ nia jednakowej temperatury w calej masie cieczy.Inny sposób polega na przeplywie soku prze : wezownice zanurzona w zbiorniku wypelnionym woda lub innym medium wymiany ciepla, utrzy¬ mywanym w temperaturze 50°C lub nieco wyz¬ szej, tak, ze sok przechodzacy przez wezownice jest jednolicie podgrzany do zadanej tempera¬ tury. Etap ogrzewania mozna tez prowadzic tak jak opisano w przykladzie V, a mianowicie sok z prasowania ogrzewa sie do 60—70°C w ciagu mniej niz 20 sekund, po czym chlodzi sie otrzy¬ mujac aglomerat. Ogrzewanie korzystnie nie po¬ winno przekraczac 1 sekundy, np. 0,5—1 sek., a temperatura korzystnie 60—70°C nie powinna utrzymywac sie ponad 20 sekund. Chlodzenie ko¬ rzystnie nie powinno przekraczac czasu 15 sekund.Po podgrzaniu soku przechodzi on przez cchla- dzacz 5, który moze miec postac konwencjonalne¬ go wymiennika ciepla i w którym sok ochladza sie do temperatury otoczenia. Dzieki stosowaniu opisanych wyzej etapów postepowania, plastycydy 40 45 50 55 6084 532 zawarte w soku aglomeruja sie w postaci zielo¬ nej zawieainy o drobnej strukturze.W celu oddzielenia substancji chloroplastydo- wych mieszanine odwirowuje sie (wirówka 6) otrzymujac jako pozostalosc oczyszczony przezro¬ czysty sok (L-2) i substancje chloroplastydowe zawierajace chloroplastydowe bialka, chlorofil, ka¬ roten, ksantofil i inne karotenoidy, lipidy, niezi¬ dentyfikowane czynniki wzrostu itd. Przezroczysty sok przesacza sie nastepnie przez ziemie okrzem¬ kowa w prasie filtracyjnej, otrzymujac iskrzaca sie lub polyskujaca przezroczysta ciecz, ciagle jed¬ nak, jak podano w uprzednich stadiach procesu prowadzonego sposobem wedlug wynalazku, lekko brazowa. Czesci chloroplastydowe zostaja zatrzy¬ mane na filtrze z ziemi okrzemkowej. Po oddzie¬ leniu w wirówce 6 substancji chloroplastydowych, jednak przed przejsciem do suszarki 7, korzystnie ogrzewa sie je przez wtryskiwanie pary do tem¬ peratury 80°C w ciagu 1 minuty. Powoduje to przemiane odwirowanych substancji z hydrofilo- wej galarety w wyraznie wodnisty material o kon¬ systencji sera, który nastepnie sprasowuje sie w (prasie Willmesa) w celu zmniejszenia zawartosci wilgoci, co powoduje wzrost z zawartosci 12% cial stalych do 46% ich zawartosci. Teraz ciasto- waty material daje sie granulowac i przechodzi przez granulator. Nastepnie produkt kieruje sie do suszarki 7, która moze miec postac konwencjo¬ nalnego podwójnego bebna lub suszarki rotacyjnej.Wysuszony produkt, Frakcja B, stanowi wartoscio¬ wy material paszowy dla zwierzat. W typowych przebiegach procesu Frakcja B zawiera (w przeli¬ czeniu na sucha mase): Bialko* 54,5% Tluszcz 9,3% Wlókno Popiól NFE ** Karoten Ksantofil 1,56% 18,1% 21,0% 1101,3 mg/kg 2643 mg/kg * — Zawartosc azotu x 6,25.** — Ekstrakt wolny od azotu (glównie weglowodany), obliczony z róznicy.Ze wzgledu na wysoka zawartosc ksantofilu, Frakcja B nadaje sie zwlaszcza na karme dla drobiu, nadajac kurczetom wysoka pigmentowosc skóry (jasno-zlota), która wiekszosc konsumentów ceni wyzej od kurczat o skórze bladej. Równiez w przypadku hodowli niosek dla produkcji jaj, taki pokarm bogaty w ksantofil jest korzystny, sprawiajac, ze zóltka jajek maja gleboki zólty kolor.Operacje (II) ilustruja ponizsze przyklady III i IV.Przyklad III. Przyklad ten przedstawia spo¬ sób postepowania prowadzacy do wydzielenia sub¬ stancji chloroplastydowych (Frakcja B). W prób¬ kach zielonego soku, otrzymanego z lucerny jak opisano wyzej, nastawia sie przy uzyciu kwasu solnego wartosc pH równa 5,8 lub 5,3. Nastepnie próbki ogrzewa sie do temperatury 50°C, stosujac rózne szybkosci ogrzewania i rózny czas utrzymy¬ wania próbek w tej temperaturze. Po etapie ogrze¬ wania próbki chlodzi sie do temperatury pokojo¬ wej i odwirowuje w ciagu 3 minut, stosujac w tym czasie w ciagu kilku sekund szczytowa sile .000 g. Oddzielony material chloroplastydowy i przefiltrowany sok poddaje sie analizie. Stosowa¬ ne warunki i otrzymane wyniki zestawiono w po¬ nizszej tablicy 3.Tablica 3 Prze¬ bieg 1 2 3 4 6 7 1 8 pH ,8 ,8 ,8 ,8 ,8 ,3 ,3 ,3 Czas od osia¬ gniecia tempe¬ ratury 50° C min 1/2 1 3 3 3 3 3 3 Czas utrzymy¬ wania w tem¬ peraturze 50° C min 0 1 0 1 2 0 1 2 Material chloro¬ plastydowy Zawartosc bialka jako % bialka w soku zielonym 51 62 59 62 64 66 69 68 Pozostaly sok Zawartosc bialka jako % bialka w soku zielonym 49 38 41 38 36 34 31 32 Wyglad metny zielony » i* ? przezrocz, brazowy » » » » » »» \ Przebiegi 4, 5, 6, 7 i 8 uznana za dajace najlepsze wyniki z calej serii, poniewaz pozostaly sok w tych przebiegach jest przezroczysty i wolny od zielonego zabarwienia, co wskazuje na calkowite oddzie¬ lenie substancji chloroplastydowych.Wydzielanie pierwszej frakcji (B) mozna rów¬ niez prowadzic tak, ze sok gwaltownie ogrzewa sie do temperatury 55°C, po którym natychmiast na¬ stepuje chlodzenie do temperatury 40°C lub po¬ przedzone tylko bardzo krótkim utrzymywaniem soku w temperaturze 55°C. Substancje chloropla¬ stydowe oddziela sie nastepnie przez odwirowanie.Szybkie ogrzanie osiaga sie stosujac wtryskarke parowa. 60 65 Przyklad IV. Przyklad ten przedstawia za¬ stosowanie szybkiego ogrzewania w operacji II.Stosuje sie parowy podgrzewacz wtryskowy, zdol¬ ny podgrzewac zielony sok do temperatury 70°C w ciagu 0,6 sek. lub nawet w krótszym czasie.W ten sposób ogrzewa sie próbki zielonego soku do róznej temperatury np. 55, 60, 65 i 70°C. W nie¬ których przypadkach goracy sok studzi sie natych¬ miast do temperatury ponizej 40°C, w innych przód84 532 n 12 ochlodzeniem sok po podgrzaniu utrzymuje sie w temperaturze, do której zostal podgrzany w ciagu okreslonego okresu czasu. W kazdym przypadku schlodzony produkt wirowano w celu usuniecia substancji chloroplastydowych a otrzymany prze¬ zroczysty sok poddawano analizie, okreslajac ilosc pozostalego w nim bialka cytoplazmatyczne tr.Stosowane warunki i otrzymane wyniki zesta¬ wiono w tablicy 4.Tablica 4 | Warunki obróbki Tempera¬ tura CC 55 60 60 60 65 70 Czas ogrze¬ wania sek. 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Czas utrzymywa¬ nia w temperatu¬ rze podgrzania sek. 0 0 0 0 Czas schladza¬ nia sek. 6,8 ,4 9,1 ,6 11,4 ,2 % oryginalnego bialka cytoplazma- tycznego pozostalego w przezroczystym roztworze 96 88 85 83 80 71 Wyglad przezroczystego roztworu metny zielony 1 „ brazowy przezrocz, brazowy , »» » » »» Nastepna operacja (III) jest wydzielenie drugiej frakcji bialkowej zawierajacej bialka cytoplazma- tyczne (Frakcja C). W operacji tej stosuje sie jako material wyjsciowy przezroczysty roztwór (L-2) pozostaly z operacji II.Celem tej operacji jest wydzielenie bialka cyto- plazmatycznego z przezroczystego soku. Cel ten mozna osiagnac kilkoma sposobami, wytracajac bialko cytoplazmatyczne przez którykolwiek z na¬ stepujacych sposobów: dodanie kwasu do osiag¬ niecia pH 3—4, 8, ogrzanie do temperatury powy¬ zej 50°C, na przyklad 55—80°C, dodanie kwasu do osiagniecia pH 3—4, 8 i ogrzanie do temperatury powyzej 50°C, na przyklad 55—80°C.Ponadto jeden lub wiecej z wymienionych spo¬ sobów mozna stosowac kolejno, w celu zapewnienia calkowitego odzyskania pozadanego bialka. Taki sposób postepowania mozna na przyklad zrealizo¬ wac nastepujaco: Sok L-2 ogrzewa sie do temperatury 55°C, schladza i usuwa wytracone bialko. Pozostaly lug macierzysty poddaje sie takiej samej obróbce raz lub kilkakrotnie, stosujac za kazdym razem wyz¬ sza temperature i otrzymujac serie izolatów bialka.Alternatywnie, powyzszy sposób postepowania mozna stosowac, obnizajac sukcesywnie wartosc pH (bez lub ze wzrostem temperatury), otrzymujac równiez serie izolatów.Taka sukcesywna obróbka jest korzystna, gdyz daje szczególnie czyste i niezdenaturowane izola- ty we wczesnych etapach, przy sredniej kwaso¬ wosci i temperaturze. Zwlaszcza korzystny sposób obróbki polega na sukcesywnym zakwaszaniu, bez stosowania podgrzewania, w temperaturze otocze¬ nia. Sok L-2 najpierw zakwasza sie do wartosci pH 4, 8 i odwirowuje, co powoduje wyizolowanie wiekszej czesci (zwykle 2 (3) calkowitej zawartosci bialka cytoplazmatycznego w szczególnie czystej i niezdenaturowanej postaci. Pozostaly roztwór macierzysty zakwasza sie do pH 3 i odwirowuje, co powoduje wydzielenie pozostalej czesci bialka cytoplazmatycznego w postaci nadajacej sie do spozywania przez ludzi, chociaz nie tak czystej jak pierwsza frakcja.Na rysunku przedstawiono dwa alternatywne sposoby wytracania bialka cytoplazmatycznego, jeden polegajacy na dodaniu kwasu i drugi opar¬ ty na obróbce cieplnej.W sposobie postepowania polegajacym na doda¬ waniu kwasu przefiltrowany przezroczysty roztwór (L-2) z wirówki 6 kieruje sie przewodem 8 do mieszalnika 9, w którym miesza sie go z iloscia kwasu, wystarczajaca do doprowadzania pH do wartosci 3—4, 8. W tym celu stosuje sie kwas siarkowy, kwas solny, kwas fosforowy lub inny kwas nietoksyczny.W celu oddziek nia wytraconego bialka cyto¬ plazmatycznego, zakwaszona mieszanine odwiro¬ wuje sie w wirówce 10, otrzymujac osad zawie¬ rajacy bialko cytoplazmatyczne wolne od chloro¬ filu, karotenoidów, tluszczów, substancji gorzkich i innych niepozadanych skladników smakowych.Bialka cytoplazmatyczne, oddzielone w wirówce 40 10 przemywa sie w pluczce 11 woda (zakwaszona do pH 4—5) w celu usuniecia zanieczyszczen roz¬ puszczalnych w wodzie. Po przemyciu korzystnie nastawia sie odczyn materialu bialkowego na obo¬ jetny, przemywajac go rozcienczonym roztworem wodorotlenku sodu i kieruje do suszarki 12, na przyklad konwencjonalnego urzadzenia do su¬ szenia metoda wymrazania. Wysuszony produkt Frakcja C jest wartosciowym pokarmem dla lu¬ dzi, stosowanym np. do wzbogacania w bialko po¬ karmów zbozowych i innych.W typowym przebiegu, Frakcja C zawiera (w przeliczeniu na sucha mase): Bialko* 85°/o Tluszcz 0,66% Wlókna 0,20°/o Popiól 4,32°/o NFE** 9,8% Karoten brak Ksantofil brak * — Zawartosc azotu x 6,25.** — Ekstrakt wolny od azotu (glównie weglowodany), obliczony z róznicy. 45 50 55 60 W przypadku gdy stosuje sie alternatywny spo¬ sób wytracania przez podgrzewanie, przezroczysty 65 sok (L-2) kieruje sie przewodem 13 do podgrze-84 532 B wacza 14, który moze miec postac konwencjonal¬ nego wymiennika ciepla, lub stanowi uezposrcdni wtryskiwacz parowy i w którym sok podgrzewa sie do temperatury 55—80°C i korzystnie utrzy¬ muje sie w tej temperaturze w ciagu 1—5 min.Ogrzany sok przechodzi nastepnie przez chlodnice w której schladza sie do temperatury otocze¬ nia. Dzieki stosowaniu opisanych wyzej etapów, bialko cytoplazmatyczne wytraca sie w postaci jasno-brazowego twarogu. W celu oddzielenia tego twarogu mieszanine odwirowuje sie w wirówce , a nastepnie przemywa, suszy, postepujac jak opisano poprzednio. Operacje (III) ilustruja przy¬ klady V i VI.Przyklad V. Przyklad ten ilustruje postepo¬ wanie przy wydzielaniu bialka cytoplazmatycznego (Frakcja C) przez zakwaszenie. Próbki przezroczys¬ tego soku (L-2) zakwasza sie kwasem solnym do róznych wartosci pH i odwirowuje w celu usunie¬ cia osadu bialka cytoplazmatycznego. Przeprowa¬ dza sie analize zarówno osadu jak i powstalego so¬ ku. Stosowane warunki i otrzymane wyniki zesta¬ wiono w ponizszej tablicy 5.Tablica 5 Próby 1 2 3 4 ' 5 6 7 8 9 PH 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,6 4,2 4,4 4,6 4,8 Bialko cytoplaz¬ matyczne Zawartosc bialka jako % bialka w przezroczystym soku 100 98 94 96 90 83 81 74 71 68 Pozostaly sok Zawartosc bialka jako % bialka w przezroczystym soku 0 2 6 4 17 19 26 29 32 Pzyklad VI. Przyklad ten przedstawia spo¬ sób wydzielenia bialka cytoplazmatycznego (Frak¬ cja C) przez podgrzewanie. Próbki przezroczystego soku (L-2) o pH 5,8—6 podgrzewa sie a nastepnie schladza i odwirowuje w celu usuniecia wytraco¬ nego bialka cytoplazmatycznego. Zarówno pozosta¬ ly sok jak i osad poddaje sie analizie. Stosowane warunki i otrzymane wyniki podano w ponizszej tablicy 6.Odnoszac sie do rysunku, pozostaly sok (L-3) z wirówki 10 dzieli sie na dwie czesci. Jedna czesc zawraca sie przewodem 16 do mieszalnika 1 i la¬ czy z nowa szarza lucerny.Druga czesc soku przewodem 17 kieruje sie do konwencjonalnej wyparki rzutowej 18, w której zageszcza sie ja do konsystencji syropu, zawiera¬ jacego 50—70% substancji stalych. Syrop ten, zwa¬ ny tu Frakcja D, jest bogatym zródlem srodków odzywczych rozpuszczalnych w wodzie, pochodza¬ cych z wyjsciowej lucerny. Jest on szczególnie wartosciowy ze wzgledu na zawartosc UFG (niezi¬ dentyfikowanych czynników wzrostu), które od- 40 45 50 55 60 Prze¬ bieg 1 2 3 4 6 7 8 9 11 12 14 Tabli Warunki podgrzewania Tempe¬ ratura °C 55 55 60 60 65 65 70 70 75 75 80 80 czas min. 1 1 1 1 1 1 ca 6 Bialko cyto¬ plazmaty¬ czne.Zawartosc bialka jako % bialka w przezroczy¬ stym soku 23 27 26 48 48 83 86 88 90 89 90 92 Pozos.aly Sok. Zawar¬ tosc bialka jako % bialka w przezroczy¬ stym soku 77 73 74 52 52 17 14 12 11 8 1 dzialywuja korzystnie na wzrost, zdrowotnosc i re¬ produkcje drobiu, nierogacizny i zwierzat przezu¬ wajacych. Zawiera on takze aminokwasy, cukry, sole mineralne i rozpuszczalne w wodzie wita¬ miny.W typowych przebiegach Frakcja D zawiera (w przeliczeniu na sucha mase): skladników zawierajacych azot 29% Tluszcze brak Wlókna brak Popiól 20% NFE** 51% Karoten brak Ksantofil brak ** Ekstrakt wolny od azotu (glównie weglowodany) ob¬ liczone z róznicy. PL