RU2124844C1 - Method of preparing food protein from vegetable raw - Google Patents
Method of preparing food protein from vegetable raw Download PDFInfo
- Publication number
- RU2124844C1 RU2124844C1 RU98115615A RU98115615A RU2124844C1 RU 2124844 C1 RU2124844 C1 RU 2124844C1 RU 98115615 A RU98115615 A RU 98115615A RU 98115615 A RU98115615 A RU 98115615A RU 2124844 C1 RU2124844 C1 RU 2124844C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protein
- lipids
- extraction
- isolate
- carried out
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 235000021245 dietary protein Nutrition 0.000 title claims description 18
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 title abstract description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims abstract description 23
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 18
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims description 38
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 38
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 38
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 8
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 19
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 235000019750 Crude protein Nutrition 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 15
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 9
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 6
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 5
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- 229930013930 alkaloid Natural products 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 102000015781 Dietary Proteins Human genes 0.000 description 3
- 108010010256 Dietary Proteins Proteins 0.000 description 3
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 3
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 description 3
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 2
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019764 Soybean Meal Nutrition 0.000 description 2
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 239000001397 quillaja saponaria molina bark Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229930182490 saponin Natural products 0.000 description 2
- 150000007949 saponins Chemical class 0.000 description 2
- 239000004455 soybean meal Substances 0.000 description 2
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000002753 trypsin inhibitor Substances 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 101710162629 Trypsin inhibitor Proteins 0.000 description 1
- 229940122618 Trypsin inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 238000009924 canning Methods 0.000 description 1
- -1 canning Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 230000000881 depressing effect Effects 0.000 description 1
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 235000013861 fat-free Nutrition 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 1
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 1
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Chemical class 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000006920 protein precipitation Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
- A23J1/00—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites
- A23J1/006—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from vegetable materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
- A23J1/00—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites
- A23J1/14—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from leguminous or other vegetable seeds; from press-cake or oil-bearing seeds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве пищевых продуктов в кондитерской, пищеконцентратной, консервной, химической промышленности, а также при производстве лекарств и в кормопроизводстве. The invention relates to the food industry and can be used in the manufacture of food products in the confectionery, food concentrate, canning, chemical industry, as well as in the manufacture of medicines and in feed production.
Известны различные способы получения пищевого белка из растительного сырья. Например, широко распространен способ, применяемый компанией "Central Coye" (Буряков Ю.П. Производство и переработкa сои за рубежом.- М., 1974, с. 18-21). Этот известный способ принципиально состоит из следующих основных последовательных операций: очистка, сушка, нагревание до 105oС в течение 4 ч и охлаждение сои; измельчение на дробилках валкового типа и отделение семенной оболочки с последующим ее помолом; плющение и получение "лепестка" (хлопьев); экстрагирование гексаном и получение сырого соевого масла; рафинация соевого масла - гидратация, удаление восков, щелочная нейтрализация, отбелка, дезодорация и выделение фосфатидов; переработка соевого шрота карбогидрированием в пищевую дезодорированную муку, содержащую 70% протеина, освобожденную от водорастворимых сахаров, в кормовые шроты, имеющие 49% протеина. Особенностями применяемой технологии переработки являются гидрирование лецитина и фосфатидов, обработка масла фосфорной кислотой с целью освобождения его от фосфорсодержащих веществ, что имеет большое значение при его дальнейшей гидрогенизации, щелочная нейтрализация в растворе гексана с одновременным удалением восков, дезодорация на малогабаритных установках. Получаемые после экстракции обезжиренные соевые хлопья (лепестки) увлажняют до 20-30% и подвергают в течение 30-40 мин тепловой обработке до 103oС. Их прогревание необходимо для разрушения сапонина, ингибитора трипсина и соина, которые неблагоприятно влияют на пищеварение, угнетающе действуют на обмен веществ. В результате этого известного способа получают высокобелковые продукты - кормовую обезжиренную соевую муку с содержанием протеина 49%, соевый концентрат, имеющий 70% белка и 90% изолированных белков. Последние два вида продуктов используют главным образом на пищевые цели. Обогащенный соевый шрот, обезжиренную соевую муку применяют на различные кормовые цели. Все отходы и побочные продукты утилизируют и используют в пищевой и комбикормовой промышленности. В процессе переработки сои на маслозаводах остается плодовая оболочка, которая составляет 1-1,5% от массы зерна. В маслобойно-жировой промышленности оболочку утилизируют, перемалывают и направляют для приготовления комбикормов для бройлеров.Various methods are known for producing edible protein from plant materials. For example, the method used by the Central Coye company is widespread (Buryakov Yu.P. Production and processing of soybeans abroad. - M., 1974, p. 18-21). This known method essentially consists of the following main sequential operations: cleaning, drying, heating to 105 o C for 4 hours and cooling the soybean; grinding on roll crushers and separating the seed coat with its subsequent grinding; flattening and receiving a "petal"(cereal); extraction with hexane and obtaining crude soybean oil; soybean oil refining - hydration, wax removal, alkaline neutralization, bleaching, deodorization and phosphatide excretion; the processing of soybean meal by carbohydrogenation in food deodorized flour containing 70% protein, freed from water-soluble sugars, in feed meal containing 49% protein. The features of the processing technology used are the hydrogenation of lecithin and phosphatides, the treatment of oil with phosphoric acid in order to free it from phosphorus-containing substances, which is of great importance during its further hydrogenation, alkaline neutralization in hexane solution with simultaneous removal of waxes, deodorization in small-sized plants. The fat-free soybean flakes (petals) obtained after extraction are moistened up to 20-30% and subjected to heat treatment up to 103 ° C for 30-40 minutes. Their heating is necessary to destroy saponin, a trypsin inhibitor and soy, which adversely affect digestion, have a depressing effect for metabolism. As a result of this known method, high-protein products are obtained — fodder skimmed soy flour with a protein content of 49%, soy concentrate having 70% protein and 90% isolated proteins. The last two types of products are mainly used for food purposes. Enriched soybean meal, skimmed soybean flour is used for various feed purposes. All waste and by-products are disposed of and used in the food and feed industry. In the process of soybean processing at the creameries, the fruit shell remains, which is 1-1.5% of the grain weight. In the oil and fat industry, the casing is disposed of, grinded and sent for the preparation of compound feeds for broilers.
Но известный описанный выше способ получения пищевого белка из растительного сырья имеет ряд недостатков, основным из которых является применение в способе гексана, являющегося экологически негативным веществом, засоряющим не только целевой и побочные продукты, но и окружающую среду. Кроме того, применение гексана делает производство пищевого белка взрыво- и пожароопасным, а также увеличивает себестоимость продукта за счет необходимости применения дорогого очистного оборудования. But the well-known method described above for producing food protein from plant materials has a number of disadvantages, the main of which is the use of hexane, which is an environmentally negative substance, contaminating not only the target and by-products, but also the environment. In addition, the use of hexane makes the production of food protein explosive and fire hazard, and also increases the cost of the product due to the need for expensive treatment equipment.
Названный недостаток ликвидирован в других способах получения пищевого белка из растительного сырья (авт. свид. СССР 2054265, кл. А 23 J 1/14, 28.02.94 "Способ получения изолята белка и крахмала из гороха"). Этот известный способ предусматривает шелушение, измельчение семян гороха, экстракцию белка, отделение нерастворимого остатка от раствора белка, осаждение белка из раствора, отделение и нейтрализацию белкового осадка с получением изолята белка, фракционирование нерастворимого остатка с отделением мезги от крахмала, промывку, нейтрализацию и сушку крахмала с получением готового продукта. Согласно этому способу экстракцию проводят технологическим рассолом, имеющим ионную силу 0,0015 - 0,15 при рН 6,5-9,0. Осаждение белка проводят при рН 4,3 - 5,6, а технологический рассол с ионной силой 0,0015 - 0,15 для экстракции получают объединением супернатантов, образующихся при разделении, промывке и нейтрализации крахмала и мезги с добавлением или без добавления солей. Вместе с тем и измельчение гороха осуществляют в технологическом рассоле с ионной силой 0,0015 - 0,15. Кроме того, отделение крахмала от мезги и остаточного белка осуществляют путем фракционирования нерастворимого остатка суспензии на гидроцилиндрах с одновременной противоточной водной промывкой. Но известный описанный способ имеет низкую производительность и значительные трудозатраты на его производство, объясняющиеся тем, что при известном способе приходится вести обработку значительных масс сырья, расходуя значительное количество реагентов и используя сложные технологические параметры. Кроме этого, белок, получаемый известным способом, низкокачественен из-за высокого содержания в нем жирорастворимых соединений. The named drawback is eliminated in other methods of obtaining food protein from plant materials (ed. Certificate of the USSR 2054265, class A 23 J 1/14, 02/28/94 "Method for producing protein isolate and starch from peas"). This known method involves peeling, grinding pea seeds, extracting the protein, separating the insoluble residue from the protein solution, precipitating the protein from the solution, separating and neutralizing the protein residue to obtain a protein isolate, fractionating the insoluble residue with separating the pulp from the starch, washing, neutralizing and drying the starch with the receipt of the finished product. According to this method, the extraction is carried out with a technological brine having an ionic strength of 0.0015 - 0.15 at a pH of 6.5-9.0. Protein precipitation is carried out at a pH of 4.3 - 5.6, and a technological brine with an ionic strength of 0.0015 - 0.15 for extraction is obtained by combining the supernatants formed during the separation, washing and neutralization of starch and pulp with or without addition of salts. However, pea grinding is carried out in a technological brine with an ionic strength of 0.0015 - 0.15. In addition, the separation of starch from the pulp and residual protein is carried out by fractionation of the insoluble residue of the suspension on the hydraulic cylinders with simultaneous countercurrent washing with water. But the known described method has low productivity and considerable labor costs for its production, due to the fact that with the known method it is necessary to process significant masses of raw materials, consuming a significant amount of reagents and using complex technological parameters. In addition, the protein obtained in a known manner, low quality due to the high content of fat-soluble compounds in it.
Последний недостаток известного способа по авт.св. СССР 2054265 частично ликвидирован в способе получения пищевого белка из растительного сырья (патент РФ 2007927, кл. А 23 J 1/14, 09.10.92, "Способ получения пищевого белка из растительного сырья"). Этот способ получения белка является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению (прототипом). В названном способе получения пищевого белка из растительного сырья, предусматривающем измельчение сырья, его экстрагирование в щелочной среде, отделение щелочного экстракта, изоэлектрическое осаждение белка из экстракта, его промывку и удаление алкалоидов, согласно изобретению удаление алкалоидов осуществляют непосредственно после измельчения сырья путем его экстрагирования жидкой двуокисью углерода при давлении выше атмосферного и отделения СО2-экстракта без сброса давления, который проводят в процессе щелочного экстрагирования до отделения щелочного экстракта. Это позволяет повысить выход белка за счет облегчения диффузии щелочного экстрагента при повышенном давлении и облегчения его отделения за счет нарушения сплошности клеточных оболочек сырья при сбросе давления в процессе щелочной экстракции, что повышает производительность способа, а также за счет физических свойств жидкой двуокиси углерода позволяет удалить не только алкалоиды, но и жирорастворимые вещества типа хлорофилла. В предпочтительном варианте экстрагирование жидкой двуокисью углерода осуществляют путем по меньшей мере однократной пропитки сырья жидкой двуокисью, ее сплава, сброса давления до атмосферного и повторной пропитки при возврате слитой двуокиси углерода. Это позволяет доизмельчить сырье, чтобы увеличить поверхность контакта фаз и скорость массообмена при экстрагировании жидкой двуокисью углерода и щелочным экстрагентом, что дополнительно увеличивает производительность процесса за счет сокращения времени. Способ реализуется следующим образом. Растительное сырье измельчают и экстрагируют жидкой двуокисью углерода алкалоиды и жирорастворимые вещества, возможно с промежуточным сливом жидкой двуокиси углерода, сбросом давления и возвратом жидкой двуокиси углерода при давлении выше атмосферного, после чего СО2-экстракт удаляют, а сырье экстрагируют щелочным экстрагентом для извлечения белка. В процессе щелочной экстракции на время пропитки сырья сохраняют давление выше атмосферного для ускорения диффузии экстрагента в сырье, а затем давление сбрасывают до атмосферного, что облегчает выход щелочного экстракта за счет вскрытия растительных клеток. Щелочной экстракт отделяют и обрабатывают кислотой для снижения рН и осаждения белка в изоэлектрической точке. Осажденный белок сепарируют и промывают от остатков щелочи и кислоты.The last disadvantage of this method according to ed. USSR 2054265 partially eliminated in the method for producing food protein from vegetable raw materials (RF patent 2007927, class A 23 J 1/14, 10/09/92, "Method for producing food protein from vegetable raw materials"). This method of producing protein is the closest in combination of essential features to the claimed invention (prototype). In the aforementioned method for producing food protein from plant material, which involves grinding the raw material, extracting it in an alkaline medium, separating the alkaline extract, isoelectric precipitating the protein from the extract, washing and removing the alkaloids, according to the invention, the alkaloids are removed immediately after grinding the raw material by extraction with liquid dioxide carbon at a pressure above atmospheric and separating CO 2 extract without dropping the pressure which is conducted in the alkali-extracted I secession alkaline extract. This allows you to increase the protein yield by facilitating the diffusion of alkaline extractant at elevated pressure and facilitating its separation due to disruption of the cell walls of the raw material during pressure relief during alkaline extraction, which increases the productivity of the method, and also due to the physical properties of liquid carbon dioxide only alkaloids, but also fat-soluble substances such as chlorophyll. In a preferred embodiment, the extraction with liquid carbon dioxide is carried out by at least once impregnating the raw material with liquid dioxide, its alloy, depressurizing to atmospheric and re-impregnating when the fused carbon dioxide is returned. This allows the raw material to be crushed in order to increase the phase contact surface and the mass transfer rate during extraction with liquid carbon dioxide and an alkaline extractant, which further increases the productivity of the process by reducing the time. The method is implemented as follows. The plant material is crushed and extracted with liquid carbon dioxide, alkaloids and fat-soluble substances, possibly with intermediate discharge of liquid carbon dioxide, depressurization and return of liquid carbon dioxide at atmospheric pressure, after which the CO 2 extract is removed and the raw material is extracted with an alkaline extractant to extract protein. In the process of alkaline extraction during the impregnation of the raw materials, they maintain a pressure above atmospheric to accelerate the diffusion of the extractant in the raw material, and then the pressure is released to atmospheric, which facilitates the release of alkaline extract due to the opening of plant cells. The alkaline extract is separated and treated with acid to lower the pH and precipitate the protein at the isoelectric point. The precipitated protein is separated and washed from alkali and acid residues.
Однако способ-прототип имеет низкую производительность и значительные трудозатраты на его производство, объясняющиеся тем, что в этом известном способе приходится вести обработку значительных масс сырья, "разбухшего" в щелочной среде, расходуя значительное количество реагентов и используя сложные технологические параметры. However, the prototype method has low productivity and significant labor costs for its production, due to the fact that in this known method it is necessary to process significant masses of raw materials, "swollen" in an alkaline environment, spending a significant amount of reagents and using complex technological parameters.
Сущность изобретения состоит в том, что в способе получения пищевого белка из растительного сырья, включающем его очистку и помол с отделением отрубей, получение фугата и шрота центрифугированием, коагуляцию белка как сырца изолята из фугата, а также экстракцию липидов с помощью жидкой двуокиси углерода под давлением выше атмосферного, согласно изобретению, вслед за помолом растительного сырья проводят его растворение и суспензирование в воде с последующим выделением сырца белкового изолята и шрота, а экстракцию липидов производят на последней стадии процесса непосредственно из полученного сырца изолята и шрота. При оптимальном варианте в качестве растительного сырья используют соевые бобы. Кроме этого, экстракцию липидов производят проточно-прерывисто, пропуская жидкую двуокись углерода сквозь массу изолята. Вместе c тем экстракцию липидов производят при давлении 5,6 - 6,5 МПа, а помол соевых бобов производят при температуре не выше 40oС с получением зерен размерами менее 45-65 мкм. В предпочтительном варианте растворение и суспензирование растительного сырья проводят в питьевой воде, имеющей рН 6-7.The essence of the invention lies in the fact that in the method of producing food protein from plant materials, including its cleaning and grinding with the separation of bran, obtaining a centrate and meal by centrifugation, coagulation of protein as a raw isolate from the centrate, as well as the extraction of lipids using liquid carbon dioxide under pressure above atmospheric, according to the invention, after grinding the plant material, it is dissolved and suspended in water, followed by the isolation of the raw protein isolate and meal, and the extraction of lipids is carried out on p the last stage of the process directly from the obtained raw isolate and meal. In the best case scenario, soybeans are used as plant material. In addition, the extraction of lipids is carried out flowing intermittently, passing liquid carbon dioxide through the mass of the isolate. However, the extraction of lipids is carried out at a pressure of 5.6 - 6.5 MPa, and the grinding of soybeans is carried out at a temperature not exceeding 40 o With obtaining grains with sizes less than 45-65 microns. In a preferred embodiment, the dissolution and suspension of plant materials is carried out in drinking water having a pH of 6-7.
Задача изобретения - создание такого способа, который позволил бы повысить производительность получения пищевого белка и снизить трудозатраты на его производство, а также повысить качество белка за счет уменьшения в нем липидов, снижения влажности, отсутствия бактериальной зараженности и повышения растворимости. The objective of the invention is the creation of such a method that would improve the productivity of producing food protein and reduce labor costs for its production, as well as improve the quality of the protein by reducing lipids in it, reducing moisture, the absence of bacterial infection and increasing solubility.
Техническим результатом, достигнутым в процессе решения задачи, является сокращение времени экстракции липидов в общем технологическом процессе получения пищевого белка из растительного сырья. The technical result achieved in the process of solving the problem is to reduce the time of lipid extraction in the general technological process of obtaining food protein from plant materials.
Это достигается за счет механизма выдавливания липидов из центра зерен муки растительного сырья на их периферию еще во время операций центрифугирования при разделении фугата и шрота, а также незначительным (4-7%) содержанием липидов в изоляте-сырце по сравнению с исходным сырьем (17% и выше). Другими словами, сокращение времени экстракции липидов из готового изолята достигается "облегчением" их выделения из зерен муки растительного сырья, так как это было сделано на операциях центрифугирования. Т. е. на операциях центрифугирования помимо основной функции разделения фугата и шрота, а затем влажного сырца изолята и вторичного фугата было обеспечено "выдавливание" липидов из центра зерен растительного сырья на их периферию. Это отсутствует и в способе-прототипе, и в способах-аналогах, так как в этих способах операцию экстрагирования липидов производят перед центрифгированием. Кроме этого, применение нового способа получения белка позволяет благодаря проведению операции экстракции липидов после операции центрифугирования резко снизить количество расходных материалов, в частности жидкой двуокиси углерода, необходимой для осуществления способа получения белка из растительного сырья, холодной и горячей воды и электроэнергии. Объясняется это тем, что в заявляемом способе при экстракции липидов обрабатывается меньший объем сырья, так как на предшествующей операции водной экстракции удаляется свыше 25% водорастворимых веществ: 12-15% протеина, а также моно- и олегосахаров, органических кислот, минеральных солей и т.п. Снижение количества объема перерабатываемого сырья также ведет к сокращению времени экстрагирования. Вместе с тем использование эстракции липидов жидкой углекислотой на последнем этапе способа повышает качество белка, так как приводит к дополнительному досушиванию продукта и его бактериальному обеззараживанию. Повышение качества белка, проявляющееся в его высокой растворимости, было достигнуто подбором оптимальных температурных параметров помола, экстракции белка и липидов и высушивания, которые позволили не перейти порог, ухудшающий растворимость белка. This is achieved due to the mechanism of extrusion of lipids from the center of grains of flour of vegetable raw materials to their periphery even during centrifugation operations when separating the centrate and meal, as well as an insignificant (4-7%) lipid content in the raw isolate compared to the feedstock (17% and higher). In other words, a reduction in the time of extraction of lipids from the finished isolate is achieved by “facilitating” their isolation from the flour grains of plant materials, as this was done in centrifugation operations. That is, in centrifugation operations, in addition to the main function of separating the centrate and meal, and then the moist raw isolate and secondary centrate, lipids were "squeezed" from the center of the grains of plant materials to their periphery. This is absent both in the prototype method and in the analogue methods, since in these methods the lipid extraction operation is performed before centrifugation. In addition, the use of a new method for producing protein allows, thanks to the operation of extraction of lipids after the centrifugation operation, to drastically reduce the amount of consumables, in particular liquid carbon dioxide, necessary for the implementation of the method for producing protein from plant materials, cold and hot water and electricity. This is explained by the fact that in the inventive method, a smaller amount of raw material is processed during lipid extraction, since in the previous water extraction operation, more than 25% of water-soluble substances are removed: 12-15% of protein, as well as mono- and oligosugars, organic acids, mineral salts, etc. .P. Reducing the amount of processed raw materials also leads to a reduction in extraction time. However, the use of lipid extraction with liquid carbon dioxide at the last stage of the method improves the quality of the protein, as it leads to additional drying of the product and its bacterial disinfection. Improving the quality of the protein, manifested in its high solubility, was achieved by selecting the optimal temperature parameters for grinding, extraction of protein and lipids and drying, which allowed us not to cross the threshold that worsens the solubility of the protein.
Доказательства возможности осуществления заявляемого способа получения белка из растительного сырья с реализацией указанного назначения приводятся ниже на примере получения белка из бобов сои. Первоначально проводят очистку бобов сои, так как от этого зависит качество целевого продукта. Эту операцию осуществляют любыми известными способами. Загнившие, заплесневевшие, пораженные вредителями, засоренные посторонними примесями: песком, пылью, частями стеблей и стручков, семенами других растений и т.п. бобы сои к дальнейшей операции не допускают. Затем производят сортовой помол очищенных бобов на мельничном комплексе производительностью 1000 кг/ч при температуре в зоне помола не более 40oС. При этом получают соевую муку размером частиц менее 45 - 65 мкм. Сразу после помола производят отделение отрубей, т.е. оболочек бобов и их зародышей. Полученные отруби фасуют и отправляют по назначению.Evidence of the possibility of implementing the proposed method for producing protein from plant materials with the implementation of the indicated purpose is given below on the example of obtaining protein from soy beans. Initially, soybeans are cleaned, since the quality of the target product depends on this. This operation is carried out by any known means. Rotten, moldy, infected with pests, clogged with extraneous impurities: sand, dust, parts of stems and pods, seeds of other plants, etc. soybeans are not allowed for further operation. Then produce varietal grinding of peeled beans in a mill complex with a capacity of 1000 kg / h at a temperature in the grinding zone of not more than 40 o C. At the same time, soy flour is obtained with a particle size of less than 45 - 65 microns. Immediately after grinding, bran is separated, i.e. shells of beans and their embryos. Received bran is Packed and sent as intended.
Следующая операция - это суспензирование в воде соевой муки, отделенной от отрубей, с растворением водорастворимых белков. Растворение и суспензирование соевой муки проводят не в щелочном растворе воды, как в способе-прототипе, а именно в питьевой воде, имеющей рН 6 - 7. Этим самым в заявляемом способе исключают в 1,5 - 2 раза "разбухание" объема массы соевой муки, происходящее при щелочных рН, что сокращает трудозатраты процесса. Кроме того, некоторое уменьшение выхода изолята при водной экстракции с нейтральными значениями рН позволяет резко повысить качество получаемого концентрата (второго конечного продукта). Растворение и суспензирование проводят в соотношении мука-вода 1:10 в баках объемом 8,5 м3, с устройствами для механического перемешивания в течение 30-60 мин. В процессе этой операции получают суспензию нерастворимых частей соевых бобов в растворе белков в воде. Жизнеспособность суспензии не более 3,5 ч. Далее водную суспензию центрифугируют с циклом 15 мин, получая шрот влажностью 60 - 70% и водный раствор белка (фугат). Далее в распылительной сушилке при входной температуре 170 - 180oС проводят сушку влажного шрота, получая шрот при выходной температуре 75 - 85oС влажностью 8-10%, который затем отправляют на дальнейшие операции. А водный раствор белка (фугат) коагулируют в течение 10-15 мин соляной кислотой концентрацией 35-37% в баках из пищевой нержавеющей кислотостойкой стали емкостью 1,5 м3. Закисление проводят до рН 4,5 - 5,5. Далее закисленный фугат подвергают центрифугированию в течение 10 мин, получая белок, влажностью около 60% (пастообразный влажный сырец изолята). Этот пастообразный влажный сырец изолята сушат в распылительной сушилке при входной температуре 120 - 140oС и выходной - 85 - 90oС, получая при этом сырец изолята влажностью 5-7%.The next operation is the suspension in water of soy flour, separated from bran, with the dissolution of water-soluble proteins. The dissolution and suspension of soybean flour is carried out not in an alkaline water solution, as in the prototype method, namely in drinking water having a pH of 6 - 7. Thus, in the inventive method, the swelling of the soybean flour mass is eliminated 1.5 to 2 times occurring at alkaline pH, which reduces the labor of the process. In addition, a slight decrease in the yield of the isolate during aqueous extraction with neutral pH values can dramatically improve the quality of the resulting concentrate (second final product). Dissolution and suspension are carried out in a flour-water ratio of 1:10 in tanks with a volume of 8.5 m 3 , with devices for mechanical stirring for 30-60 minutes. During this operation, a suspension of insoluble parts of soybeans in a solution of proteins in water is obtained. The viability of the suspension is not more than 3.5 hours. Next, the aqueous suspension is centrifuged with a cycle of 15 minutes, obtaining meal with a moisture content of 60 - 70% and an aqueous protein solution (centrate). Next, in a spray dryer at an inlet temperature of 170 - 180 o With carry out the drying of wet meal, getting meal at the outlet temperature of 75 - 85 o With a moisture content of 8-10%, which is then sent for further operations. A water protein solution (centrate) is coagulated for 10-15 minutes with hydrochloric acid at a concentration of 35-37% in tanks made of food grade stainless acid-resistant steel with a capacity of 1.5 m 3 . Acidification is carried out to a pH of 4.5 to 5.5. The acidified centrate is then centrifuged for 10 minutes to obtain protein with a moisture content of about 60% (paste-like moist raw isolate). This paste-like wet raw isolate is dried in a spray dryer at an inlet temperature of 120-140 ° C and an output temperature of 85-190 ° C, thereby obtaining a raw isolate with a moisture content of 5-7%.
Следующая операция по получению пищевого белка - это экстракция из сырца изолята липидов. Эту операцию производят проточно-прерывисто, пропуская жидкую двуокись углерода сквозь массу сырца изолята, загруженного в баки из пищевой нержавеющей стали, при рабочем давлении 5,6 - 6,5 МПа и температуре 20 - 25oС. В результате получают пищевой белок с содержанием липидов менее 3%, который затем фасуют и отправляют по назначению. Полученный таким образом изолят имеет содержание пищевого белка свыше 90%.The next operation to obtain dietary protein is the extraction of lipid isolate from raw. This operation is carried out flowing intermittently, passing liquid carbon dioxide through a mass of raw isolate loaded into food stainless steel tanks at an operating pressure of 5.6 - 6.5 MPa and a temperature of 20 - 25 o C. As a result, food protein is obtained with the content lipids less than 3%, which are then packaged and sent as directed. Thus obtained isolate has a dietary protein content of over 90%.
Параллельно операциям по получению пищевого белка в виде изолята проводят операции по обработке шрота влажностью 8-10%, который был получен после операции сушки. Этот процесс состоит в экстракции липидов и идет аналогично операции экстракции липидов из сырца изолята на аналогичном оборудовании. При этом получают пищевой белок в виде концентрата с содержанием липидов менее 3% и содержанием белка 60 - 70%. In parallel with operations to obtain edible protein in the form of an isolate, operations are carried out to treat meal with a moisture content of 8-10%, which was obtained after the drying operation. This process consists in the extraction of lipids and proceeds similarly to the operation of extraction of lipids from raw isolate on similar equipment. In this case, food protein is obtained in the form of a concentrate with a lipid content of less than 3% and a protein content of 60 - 70%.
Таким образом, заявляемый способ получения пищевого белка позволяет повысить производительность получения пищевого белка, снизить трудозатраты на его производство, повысив при этом его качество за счет малого содержания в нем липидов, низкой влажности, отсутствия бактериальной зараженности и высокой степени растворимости белка. Вместе с тем заявляемый способ получения пищевого белка позволяет произвести вымывание водой, денатурацию и распад биологически активных веществ, вызывающих торможение и угнетение перевариваемости и обмена, таких как сапонин, ингибиторы трипсина и соин. Операции заявляемого способа, связанные с закислением раствора, а также сушки сырца изолята и шрота, полностью денатурируют токсические вещества белковой природы. Thus, the inventive method of producing food protein can increase the productivity of obtaining food protein, reduce labor costs for its production, while improving its quality due to the low content of lipids in it, low humidity, lack of bacterial infection and a high degree of protein solubility. However, the inventive method for producing dietary protein allows washing with water, denaturation and decomposition of biologically active substances that inhibit and inhibit digestibility and metabolism, such as saponin, trypsin inhibitors and soy. The operations of the proposed method associated with the acidification of the solution, as well as drying the raw isolate and meal, completely denature toxic substances of a protein nature.
Claims (6)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98115615A RU2124844C1 (en) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | Method of preparing food protein from vegetable raw |
| PCT/RU1999/000304 WO2000010403A2 (en) | 1998-08-24 | 1999-08-23 | Method for producing food proteins from vegetal raw materials |
| AU54567/99A AU5456799A (en) | 1998-08-24 | 1999-08-23 | Method for producing food proteins from vegetal raw materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98115615A RU2124844C1 (en) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | Method of preparing food protein from vegetable raw |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2124844C1 true RU2124844C1 (en) | 1999-01-20 |
Family
ID=20209626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98115615A RU2124844C1 (en) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | Method of preparing food protein from vegetable raw |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU5456799A (en) |
| RU (1) | RU2124844C1 (en) |
| WO (1) | WO2000010403A2 (en) |
-
1998
- 1998-08-24 RU RU98115615A patent/RU2124844C1/en active
-
1999
- 1999-08-23 AU AU54567/99A patent/AU5456799A/en not_active Withdrawn
- 1999-08-23 WO PCT/RU1999/000304 patent/WO2000010403A2/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU5456799A (en) | 2000-03-14 |
| WO2000010403A2 (en) | 2000-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7074449B1 (en) | Method for treating and processing lupine seeds containing alkaloid, oil and protein | |
| US20030124222A1 (en) | Oilseed processing | |
| US6335044B1 (en) | Method for treating and processing lupine seeds containing alkaloid, oil and protein | |
| AU717831B2 (en) | Process for processing protein-containing plants | |
| WO2011161665A1 (en) | Soy protein concentrate | |
| RU2533006C1 (en) | Method for production of amaranth seeds grinding products and technological line for its implementation | |
| RU2431411C1 (en) | Method for production of protein product of manchurian walnut cake | |
| WO2010123396A1 (en) | Protein concentrate and a method for the production thereof | |
| US7122216B2 (en) | Vegetable oil extraction methods | |
| JP2011500065A5 (en) | ||
| KR100897450B1 (en) | An Improved Process for the Preparation of Soy Protein Concentrate with Improved Functional Properties | |
| JP2011500065A (en) | Natural nutritive foods, troro-aoi seeds (seed) products for pharmaceutical materials | |
| Tranchino et al. | Food grade oilseed protein processing: sunflower and rapeseed | |
| RU2124844C1 (en) | Method of preparing food protein from vegetable raw | |
| US3732108A (en) | Recovery of and seed meat from thioglucoside-containing oilseed | |
| JP2000514851A (en) | Process for producing glyceride oil with low content of non-hydratable phosphatides | |
| RU2297773C1 (en) | Method for production of soy food protein from genetically non-modified soybean | |
| KR20230112658A (en) | Protein preparations and methods of production produced from hemp seeds | |
| US7259269B2 (en) | Method for obtaining an oil fraction and a protein fraction from a vegetable starting substance | |
| RU2745669C1 (en) | Method of obtaining amaranth flour from amaranth cake | |
| RU2764298C1 (en) | System and method for processing kernels of hemp seeds | |
| WO2017192061A1 (en) | Method of obtaining soy protein isolate | |
| Witt et al. | Wet processing of alfalfa for animal feed products | |
| SU1725755A3 (en) | Method for treatment soya seeds into aqueous suspension | |
| WO2023233171A1 (en) | Method for removing gossypol from the cottonseed |