RU2195836C1

RU2195836C1 - Method of protein concentrate preparing

Info

Publication number: RU2195836C1
Application number: RU2001114857/13A
Authority: RU
Inventors: А.И. Петенко; О.П. Татарчук; А.Г. Кощаев
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2003-01-10

Abstract

FIELD: fodder production. SUBSTANCE: invention relates to technology of fodder preparing from vegetable products. For effective isolation of protein substances and preparing protein isolate the raw, for example, sunflower oil cake or small shot is treated with electroactivated mineralized water in cathode zone of diaphragm electrolyzer for 2-4 min up to pH 7-8. Then spent solution is removed from electolyzer, protein is extracted for 40-60 min, filtered and extract is brought about with mineral acids solution to the protein isoelectric point and obtained precipitate is dried and ground. Invention allows to decrease of treatment time and consumption of electric energy and also diminish temperature of working solution since its increase shows negative effect of protein extraction in solution as results to its coagulation that enhances the yield of protein substances due to the more complete extraction and improvement of qualitative indices of concentrate. EFFECT: improved method of preparing.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технологиям приготовления корма из растительных продуктов. The invention relates to agriculture, in particular to technologies for the preparation of feed from plant products.

Известен способ получения липопротеинового экстракта из бобов сои с целью использования для кормления молодняка сельскохозяйственных животных. Способ включает замачивание сои в воде при рН 7-8 в течение 6-8 часов. Экстракцию проводят в течение 18-22 минут при 49-51^oC. Экстракт пастеризуют при 92^oС в течение 30-40 минут (авт. свид. СССР 1340716, кл. А 23 К 1/00, 1987, бюл. 36).A known method of obtaining a lipoprotein extract from soybeans for use in feeding young farm animals. The method includes soaking soy in water at a pH of 7-8 for 6-8 hours. The extraction is carried out for 18-22 minutes at 49-51 ^o C. The extract is pasteurized at 92 ^o C for 30-40 minutes (ed. Certificate. USSR 1340716, class A 23 K 1/00, 1987, bull. 36) .

Однако данный способ невозможно использовать для экстракции белковых веществ из белковосодержащего сырья, каковым является, например, шрот или жмых из подсолнечника, так как он содержит высокий процент клетчатки. Кроме того, удаление клетчатки не предусматривается при указанном способе. Большие затраты времени при реализации данного способа затрудняют внедрение его в практику. Кроме того, полученный экстракт имеет влажность 60%, что затрудняет его длительное хранение без потери качества концентрата. However, this method cannot be used for the extraction of protein substances from protein-containing raw materials, such as, for example, meal or cake from sunflower, since it contains a high percentage of fiber. In addition, the removal of fiber is not provided with the specified method. The large investment of time in the implementation of this method makes it difficult to put into practice. In addition, the extract obtained has a moisture content of 60%, which complicates its long-term storage without loss of quality of the concentrate.

Известен способ использования электроактивированной воды для обработки биологических объектов, например инкубационных яиц (Метод. реком. по применению электроактивированной воды в производстве мяса бройлеров / Под ред. В. И. Филоненко, В. Г. Шоля. - Загорск, 1990. С. 34, - прототип), включающий обработку биологического объекта электроактивированной минерализованной водой в катодной зоне диафрагменного электролизера путем погружения его в раствор, рН которого находится в пределах 9,5-11,0, с последующим погружением в анолит со значением рН от 2,0 до 1,2 и выдерживания в этой жидкости. A known method of using electroactivated water for the treatment of biological objects, such as hatching eggs (Method. Recommended. On the use of electroactivated water in the production of broiler meat / Edited by V. I. Filonenko, V. G. Shol. - Zagorsk, 1990. P. 34 , - prototype), which includes treating a biological object with electroactivated mineralized water in the cathode zone of a diaphragm electrolyzer by immersing it in a solution whose pH is in the range of 9.5-11.0, followed by immersion in anolyte with a pH value from 2.0 to 1 , 2 and aging in this liquid.

Однако в известном способе католитом невозможно обрабатывать биологический объект без удаления его из катодной зоны диафрагменного электролизера, так как это нарушает биологические качества объекта. В то же время в нашем случае биологический объект возможно обрабатывать непосредственно в диафрагменном электролизере, что уменьшает число технологических операций. Кроме того, для нашего биологического объекта нет необходимости использовать такие высокие значения водородного показателя, как в прототипе. Это позволяет уменьшить время обработки и уменьшить расход необходимого для этого электричества. С сокращением времени обработки уменьшается температура рабочего раствора, увеличение которой отрицательно влияет на экстракцию белка в раствор, так как вызывает его коагуляцию. However, in the known method, it is impossible to process a biological object with catholyte without removing it from the cathode zone of the diaphragm electrolyzer, as this violates the biological properties of the object. At the same time, in our case, a biological object can be processed directly in a diaphragm electrolyzer, which reduces the number of technological operations. In addition, for our biological object there is no need to use such high values of the hydrogen index, as in the prototype. This allows you to reduce processing time and reduce the consumption of electricity needed for this. With a reduction in processing time, the temperature of the working solution decreases, the increase of which negatively affects the extraction of protein in the solution, as it causes its coagulation.

Известные способы не позволяют проводить качественную экстракцию и получать белковый концентрат высокого качества. Known methods do not allow for high-quality extraction and to obtain high-quality protein concentrate.

Техническим решением задачи является повышение выхода белковых веществ за счет более полной экстракции и улучшения качественных характеристик концентрата. The technical solution to the problem is to increase the yield of protein substances due to more complete extraction and improve the quality characteristics of the concentrate.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения белкового концентрата, включающем обработку биологического объекта электроактивированной минерализованной водой в катодной зоне диафрагменного электролизера, в качестве биологического объекта используют белковосодержащее сырье, например шрот или жмых подсолнечника, и обрабатывают в течение 2-4 мин до рН 7-8, затем удаляют обработанный раствор из электролизера, экстрагируют белок в течение 40-60 мин, фильтруют и доводят экстракт раствором минеральных кислот до изоэлектрической точки белков, а полученный осадок сушат и измельчают. This object is achieved in that in the method for producing a protein concentrate, comprising treating a biological object with electroactivated mineralized water in the cathode zone of a diaphragm electrolyzer, protein-containing raw materials, for example meal or sunflower meal, are used as a biological object and processed for 2-4 minutes to pH 7 -8, then the treated solution is removed from the electrolyzer, the protein is extracted for 40-60 minutes, filtered and the extract is adjusted with the solution of mineral acids to isoelectric points of proteins, and the resulting precipitate is dried and ground.

Заявленный способ получения белкового концентрата отличается иными параметрами рабочих растворов и доведением биологического объекта до изоэлектрической точки, что повышает выход белковых веществ за счет более полной экстракции и улучшения качественных характеристик концентрата. The claimed method for producing protein concentrate differs in other parameters of working solutions and bringing the biological object to an isoelectric point, which increases the yield of protein substances due to more complete extraction and improved quality characteristics of the concentrate.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию "новизна". These differences allow us to conclude that the claimed technical solutions meet the criterion of "novelty."

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение поставленной задачи и не выявлены при изучении данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию "изобретательский уровень". The features that distinguish the claimed technical solution from the prototype are aimed at achieving the task and have not been identified in the study of this and related fields of science and technology and, therefore, meet the criterion of "inventive step".

Способ получения белкового концентрата реализуется следующим образом. A method of obtaining a protein concentrate is implemented as follows.

В холодную водопроводную воду объемом 10 литров вносят поваренную соль массой 300 г и перемешивают до полного растворения соли. В солевой раствор вносят подсолнечниковый шрот массой 1 кг и перемешивают. Полученную в рабочем растворе взвесь помещают в катодную камеру дифрагменного электролизера. В анодную часть наливают водопроводную воду. Проводят обработку постоянным электрическим током в течение 3 минут, причем после каждой 1 мин работы электрический ток отключают на 3 мин для предотвращения нагрева рабочего раствора. После обработки рН раствора составляет 7,5. Далее раствор из катодной камеры удаляют и в отдельной емкости в течение 50 мин проводят экстракцию, в результате которой белки растворяются в рабочем растворе. По истечении этого времени раствор фильтруют через тканевый фильтр, отделяют нерастворимые компоненты от рабочего раствора с растворенным в нем белке. Рабочий раствор обрабатывают 10 н. раствором соляной кислоты до изоэлектрической точки белков, добавляя 2 мл на 1 л рабочего раствора. Образующийся творожистый осадок белка отделяют фильтрованием, сушат в сушильном шкафу и измельчают на лабораторной мельнице. Масса сухого осадка составила 162 г, что составляет 16,2% от массы внесенного шрота подсолнечника. 300 g of common salt is added to cold tap water with a volume of 10 liters and mixed until the salt is completely dissolved. Sunflower meal weighing 1 kg is added to the saline solution and mixed. The suspension obtained in the working solution is placed in the cathode chamber of a diffraction electrolyzer. Tap water is poured into the anode portion. Processing is carried out by direct electric current for 3 minutes, and after each 1 min of operation, the electric current is turned off for 3 min to prevent heating of the working solution. After treatment, the pH of the solution is 7.5. Then the solution is removed from the cathode chamber and extraction is carried out in a separate container for 50 minutes, as a result of which the proteins are dissolved in the working solution. After this time, the solution is filtered through a tissue filter, insoluble components are separated from the working solution with the protein dissolved in it. The working solution is treated with 10 N. hydrochloric acid solution to the isoelectric point of the proteins, adding 2 ml per 1 liter of working solution. The resulting cottage cheese protein precipitate is separated by filtration, dried in an oven and crushed in a laboratory mill. The mass of dry sludge was 162 g, which is 16.2% of the mass of the introduced sunflower meal.

Для получения белкового концентрата белковосодержащее сырье, например шрот или жмых подсолнечниковый, обрабатывают в катодной зоне диафрагменного электролизера в течение 2-4 мин до рН 7-8. Если время обработки будет менее 2 мин, то защелачивание не достигнет необходимого значения рН, при которой происходит интенсивная экстракция белка из раствора, и выход конечного продукта уменьшится. Если время обработки будет более 4 мин, то выход белка также уменьшится, так как при увеличении времени обработки будет увеличиваться температура раствора, и белок будет частично коагулировать. Для того, чтобы процесс экстракции происходил с достаточной эффективностью, оптимальное время обработки должно составлять 3 мин. При значении водородного показателя менее 7 растворимость белка в рабочем растворе низкая. Увеличение рН выше 8 ед. влечет за собой процесс омыления остаточного количества масел и неферментативного окисления хлорогеновой кислоты, что значительно ухудшает качество конечного продукта. Исходя из этого, оптимальное значение водородного показателя составляет 7,5 ед. Если время экстракции белка из раствора после обработки составит менее 40 мин, то происходит уменьшение выхода белка в раствор. Увеличение времени экстракции более 60 минут не влечет повышения выхода и увеличивает количество времени, затрачиваемое для проведения одного цикла экстракции. Исходя из этого, оптимальным временем экстракции белка является 50 мин. To obtain a protein concentrate, protein-containing raw materials, such as meal or sunflower meal, are treated in the cathode zone of the diaphragm electrolyzer for 2-4 minutes to a pH of 7-8. If the processing time is less than 2 minutes, alkalization will not reach the required pH value at which intensive extraction of protein from the solution occurs, and the yield of the final product will decrease. If the processing time is more than 4 minutes, the protein yield will also decrease, since with increasing processing time the temperature of the solution will increase, and the protein will partially coagulate. In order for the extraction process to occur with sufficient efficiency, the optimal processing time should be 3 minutes. When the pH value is less than 7, the solubility of the protein in the working solution is low. Increase in pH above 8 units. entails the process of saponification of the residual amount of oil and non-enzymatic oxidation of chlorogenic acid, which significantly impairs the quality of the final product. Based on this, the optimal value of the hydrogen index is 7.5 units. If the time of extraction of the protein from the solution after processing is less than 40 minutes, then there is a decrease in the yield of protein in the solution. An increase in extraction time of more than 60 minutes does not entail an increase in yield and increases the amount of time spent for one extraction cycle. Based on this, the optimal time for protein extraction is 50 minutes

Claims

A method of producing a protein concentrate, comprising treating a biological object with electro-activated mineralized water in the cathode zone of a diaphragm electrolyzer, characterized in that protein-containing raw materials, for example, meal or sunflower cake, are used as a biological object and processed for 2-4 minutes to pH 7-8 , then the treated solution is removed from the electrolyzer, the protein is extracted for 40-60 minutes, the extract is filtered and the extract is brought with a solution of mineral acids to the isoelectric point of the proteins, and nny precipitate was dried and pulverized.