RU2815553C1 - Способ получения изолята белка из жмыха рапса - Google Patents

Способ получения изолята белка из жмыха рапса Download PDF

Info

Publication number
RU2815553C1
RU2815553C1 RU2023121367A RU2023121367A RU2815553C1 RU 2815553 C1 RU2815553 C1 RU 2815553C1 RU 2023121367 A RU2023121367 A RU 2023121367A RU 2023121367 A RU2023121367 A RU 2023121367A RU 2815553 C1 RU2815553 C1 RU 2815553C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
protein
minutes
suspension
carried out
Prior art date
Application number
RU2023121367A
Other languages
English (en)
Inventor
Иван Александрович Дегтярев
Иван Андреевич Фоменко
Людмила Афанасьевна Иванова
Айслу Альбертовна Мижева
Виктория Валерьевна Фоменко
Наталья Геннадьевна Машенцева
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ)"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ)" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ)"
Application granted granted Critical
Publication of RU2815553C1 publication Critical patent/RU2815553C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам переработки рапсового жмыха с целью получения изолята белка рапса. Способ включает измельчение рапсового жмыха до размера частиц не более 200 мкм, обезжиривание полученной муки из рапсового жмыха н-гексаном в соотношении, соответственно, 1:4-5 при температуре 40°С в течение 1 ч и перемешивании 180 мин-1, центрифугирование при 4000 мин-1 в течение 20 мин, проведение ферментативного гидролиза обезжиренной муки из рапсового жмыха путем приготовления водной суспензии с массовой долей 10-12% обезжиренной муки и установление с помощью 10% раствора H2SO4 значения рН суспензии в интервале 5,2-5,5 с последующим добавлением комплексного ферментного препарата целлюлазы с активностью не менее 2000 ед. ЦлС/г дозировкой 80-90 ед. ЦлС/г сухого сырья, причем проведение ферментативного гидролиза осуществляется в течение 3,5-4 ч при температуре 50°С и перемешивании 180 мин-1, далее проводится щелочная экстракция при доведении рН суспензии до 8,5-9,0 при помощи 10% NaOH, которая осуществляется 0,5 М раствором NaCl при температуре 40°С в течение 1 ч и при перемешивании 180 мин-1, с последующим центрифугированием суспензии при 4000 мин-1 в течение 20 мин с получением фугата, который используют для осаждения белка путем доведения рН до значения 4,0-4,2 с помощью 10% раствора HCl, при этом выпавший в осадок белок отделяют при 4000 мин-1 в течение 20 мин с последующим промыванием двукратным объемом дистиллированной воды и повторным центрифугированием при 4000 мин-1 в течение 20 мин, после чего полученный таким образом изолят белка рапса высушивают в вакуумно-сушильном шкафу при температуре 50°С и давлении 100 Па до остаточной влажности 6-8%.
Изобретение позволяет получить изолят белка с выходом 75-80% от общего содержания в сырье, содержащего 91-92% целевого продукта. 3 пр.

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам комплексной переработки рапсового жмыха с целью получения изолята белка рапса.
Жмых рапса - отход масложировой промышленности, который используется в качестве кормовой добавки и в виде топливных гранул и брикетов. Высокое содержание белка, сбалансированный аминокислотный состав, увеличивающаяся с каждым годов сырьевая база и дешевизна отходов переработки рапса определяет целесообразность извлечения белка из рапсового жмыха. Традиционные способы получения изолята белка масличных основаны на щелочной экстракции в присутствии солей с дельнейшим выделением белка с помощью кислотного осаждения. Однако, в настоящий момент все имеющиеся разработки не находят промышленного применения.
Известен способ получения белкового изолята из подсолнечного жмыха (см. RU 2483565 С2, опубл. 10.06.2013, Бюл. №16, МПК A23J 1/14, A23J 3/14), включающий измельчение подсолнечного жмыха, обезжиривание, отделение семенной оболочки, экстракцию белка раствором NaCl и осаждение кислотным реагентом, промывание полученного изолята и двухэтапный ферментативный гидролиз с использованием подсырной протеазы на 1 этапе в соотношении 1-2 вес. ч фермента на 10 вес. ч изолята при температуре 35°С в течение 30-35 минут и растительной протеазы из пророщенных семян подсолнечника на 2 этапе в соотношении 1-2 вес. ч протеазы на 3 вес. ч изолята белка при температуре 25-35°С в течение 40-45 минут. Инактивацию ферментов в полученном изоляте осуществляют с помощью термической обработки при температуре 80-90°С в течение 5-10 минут с последующей сушкой при температуре 40-45°С в течение 20-24 ч до остаточной влажности 7-8%.
Недостатком данного способа является использование сразу двух ферментов, применение которых увеличивает себестоимость целевого продукта. Также недостатком способа является использование температуры 80-90°С на этапе инактивации ферментов. Высокая температура вызывает денатурацию белка и, как следствие, изменение технико-функциональных свойств, а также придает продукту коричневую окраску.
Известен способ получения изолята белка канолы (см. RU 2476078 С2, опубл. 27.02.2013, Бюл. №6, МПК A23J 1/14, A23J 3/14, C07K 14/415). Способ заключается в получении водного раствора белков канолы 2S и 7S, преимущественно состоящий из 2S белков. Осуществляют изоэлектрическое осаждение белков канолы 7S из водного раствора путем добавления раствора соли до электропроводимости 0,3 миллисименс (мСм), доводят рН раствора до значений 2,0 - 4,0 и удаляют осажденную 7S фракцию белка. Полученный продукт содержит 7S и повышенную часть 2S белков канолы по сравнению с водным раствором 2S и 7S.
Недостатком приведенного способа является многостадийность представленной в способе схемы, большой расход воды, три стадии ультрафильтрации и применение распылительной сушилки, имеющей большие габаритные размеры и высокий расход теплоносителя.
Также известен способ получения белковых продуктов из отходов переработки масложировой промышленности (см. RU 2761654 С1, опубл. 13.12.2021, Бюл. №35, МПК A23J 1/14, С11В 1/10). Способ включает приготовление водно-солевого или водно-щелочного раствора соевого или подсолнечного шрота с остаточной масличностью не более 1%, доведение рН до значений 6,5 - 10,0 при соотношении воды или водно-щелочного или водно-солевого раствора и шрота от 4:1 до 25:1. Экстракцию осуществляют в течение 5-90 минут при температуре 30-60°С, затем суспензию разделяют на белковый экстракт и нерастворимый остаток. Экстракт используют для получения белковой пасты путем удаления лишней влаги или добавляют раствор для осаждения белка с последующим разделением на сыворотку и белковую пасту.
Недостатком описанного способа является большой расход воды на этапе экстракции белка, а также высокая температура процесса - 60°С и выше, что вызывает денатурацию белка и уменьшение выхода целевого продукта.
Известен способ двухстадийной водно-щелочной экстракции белка из соевого лепестка при температуре 48-65°С и рН 6,8-8,8 (см. RU 2612151 С1, опубл. 02.03.2017, Бюл. №7, МПК A23J 3/16, A23J 1/14). При снижении индекса растворимости PDI менее 75 после второй экстракции применяют обработку суспензии острым паром при температуре 82-102°С, давлении 2,2-4,0 бар в течение времени, исключающего денатурацию белка, с последующим резким снижением температуры до 48-65°С. Экстракт отделяют, белки осаждают в изоэлектрической точке. Сыворотку отделяют, осажденные белки промывают, сушат и упаковывают.
Недостаток приведенного способа заключается в отсутствии стадии снижения содержания клетчатки соевого лепестка, к которой прикрепляются белки, в результате снижается выход белка и его содержание в изоляте.
Предложен способ получения белка из жмыха семян льна путем измельчения сырья, экстракции полисахаридного комплекса подкисленной водой при рН 3,5-4,0 в соотношении 1:15 в течение 0,5-1 часа и дальнейшей экстракции безслизевого жмыха льна 0,5-0,8 М раствором NaCl при рН 9-10 и температуре 20-40°С в течение 1 ч с отделением экстракта и осаждениям белка кислотой, промывкой и сушкой (см. RU 2437552 С1, опубл. 27.12.20211, Бюл. №36, МПК A23J 1/14).
Однако в данном способе белок получают по традиционной технологии, включающей щелочную экстракцию солевым раствором и осаждением белка в изоэлектрической точке, не позволяющей получить большой выход белка, а содержание целевого продукта составляет 75%.
Наиболее близким к настоящему изобретению является способ получения белкового изолята из содержащего белок вещества (см. RU 2233097 С2, опубл. 27.07.2003, Бюл. №21, МПК A23J 1/14, A23J 3/34). В данном способе белоксодержащее сырье измельчают до муки, белок переводят в раствор с добавлением протеазы при рН=8,0 и температуре 30-60°С. Повторная стадия проводится с более высокой концентрацией фермента и значением рН, но при более низкой температуре. После второй стадии отделяют вторую надосадочную жидкость и возвращают на первую стадию.
Недостатком известного способа является использование фермента на двух стадиях, что отражается на себестоимости изолята белка. Экстракцию белка осуществляют при значениях рН равных 10-11 с целью увеличения выхода целевого продукта, однако полученный таким способом белковый изолят приобретает коричневую окраску. Еще одним недостатком данного способа является отсутствие стадий экстракции липидов, ввиду чего снижается выход белка.
Целью настоящего изобретения является разработка способа получения изолята белка из рапсового жмыха, позволяющего увеличить процентный выход белка от общего содержания его в сырье.
Технический результат состоит в получении изолята с выходом белка 75-80% от общего количества в сырье, содержащем 91-92% целевого продукта.
Технический результат заявленного способа получения изолята белка из жмыха рапса достигается благодаря измельчению рапсового жмыха до размера частиц не более 200 мкм, обезжириванию полученной муки из рапсового жмыха н-гексаном в соотношении 1:4-5, соответственно, при температуре 40°С в течение 1 ч при перемешивании 180 мин-1, центрифугированию при 4000 мин-1 в течение 20 минут, проведению ферментативного гидролиза обезжиренной муки из рапсового жмыха путем приготовления водной суспензии с массовой долей 10-12% обезжиренной муки и установлению с помощью 10% раствора H2SO4 значения рН суспензии в интервале 5,2-5,5 с последующим добавлением комплексного ферментного препарата целлюлазы с активностью не менее 2000 ед. ЦлС/г дозировкой 80-90 ед. ЦлС/г сухого сырья. Ферментативный гидролиз проводят в течение 3,5-4 ч при температуре 50°С и перемешивании 180 мин-1. Далее осуществляют щелочную экстракцию при доведении рН суспензии до 8,5-9,0 при помощи 10% NaOH. Экстракцию белков осуществляют 0,5 М раствором NaCl при температуре 40°С в течение 1 ч и перемешивании 180 мин-1, суспензию центрифугируют при 4000 мин-1 в течение 20 минут. Полученный фугат используют для осаждения белка путем доведения рН до значения 4,0-4,2 с помощью 10% раствора HCl. Выпавший в осадок белок отделяют при 4000 мин-1 в течение 20 минут. Осадок промывают двукратным объемом дистиллированной воды и повторно центрифугируют при 4000 мин-1 в течение 20 минут. Полученный таким образом изолят белка рапса высушивают в вакуумно-сушильном шкафу при температуре 50°С и давлении 100 Па до остаточной влажности 6-8%.
Заявленный способ получения изолята белка осуществляется следующим образом.
В качестве растительного сырья используют жмых рапса, который измельчают на роторной ударной мельнице до размера частиц не более 200 мкм. Полученную муку из рапсового жмыха обезжиривают при помощи н-гексана в соотношении 1:4-5 (сырье-экстрагент) при температуре 40°С в течение 1 ч. Далее проводят центрифугирование при 4000 мин-1 в течение 20 минут для отделения обезжиренной рапсовой муки. Проводят ферментативный гидролиз обезжиренной муки из рапсового жмыха путем приготовления водной суспензии с массовой долей 10-12% обезжиренной муки и установления с помощью 10% раствора H2SO4 значения рН суспензии в интервале 5,2-5,5 с последующим добавлением комплексного ферментного препарата целлюлазы с активностью не менее 2000 ед. ЦлС/г дозировкой 80-90 ед. ЦлС/г сухого сырья. Ферментативный гидролиз проводят в течение 3,5-4 ч при температуре 50°С и перемешивании 180 мин-1. Далее осуществляют щелочную экстракцию при доведении рН суспензии до 8,5-9,0 при помощи 10% NaOH. Экстракцию белков проводят 0,5 М раствором NaCl при температуре 40°С в течение 1 ч и перемешивании 180 мин-1. Суспензию центрифугируют при 4000 мин-1 в течение 20 минут. Полученный фугат используют для осаждения белков путем доведения рН до значения 4,0-4,2 с помощью 10% раствора HCl. Выпавший в осадок белок отделяют путем центрифугирования при 4000 мин-1 в течение 20 минут. Осадок промывают двукратным объемом дистиллированной воды и повторно центрифугируют при 4000 мин-1 в течение 20 минут. Полученный таким образом изолят белка рапса высушивают в вакуумно-сушильном шкафу при температуре 50°С и давлении 100 Па до остаточной влажности 6-8%.
Заявленный способ иллюстрируется следующими примерами исполнения.
Пример 1.
Жмых рапса измельчают на роторной ударной мельнице до размера частиц не более 200 мкм. Полученную муку из рапсового жмыха обезжиривают при помощи н-гексана в соотношении 1:5 при температуре 40°С в течение 1 ч. Проводят центрифугирование при 4000 мин-1 в течение 20 минут. Проводят ферментативный гидролиз обезжиренной муки из рапсового жмыха путем приготовления водной суспензии с массовой долей 10% обезжиренной муки и установления с помощью 10% раствора H2SO4 значения рН суспензии 5,5 с последующим добавлением комплексного ферментного препарата целлюлазы с активностью не менее 2000 ед. ЦлС/г дозировкой 80 ед. ЦлС/г сухого сырья. Ферментативный гидролиз проводят в течение 4 ч при температуре 50°С и перемешивании 180 мин-1. Далее рН суспензии доводят до значения 8,5 с помощью 10% NaOH, осуществляют экстракцию белка 0,5 М раствором NaCl в течение 1 ч и перемешивании 180 мин-1. Суспензию центрифугируют при 4000 мин-1 в течение 20 минут. В полученный фугат вносят 10% раствор HCl до значения рН=4,2, центрифугируют при 4000 мин-1 в течение 20 минут. Полученный таким образом изолят белка промывают дистиллированной водой в двукратном объеме и повторно центрифугируют при 4000 мин-1 в течение 20 минут с последующей сушкой изолята белка в вакуумно-сушильном шкафу при температуре 50°С и давлении 100 Па до остаточной влажности 6-8%. В результате получают изолят белка с выходом 75% от общего содержания в сырье, с содержание целевого продукта 91%.
Пример 2.
Технологический процесс осуществляют аналогично примеру 1, но для обезжиривания муки из рапсового жмыха используют н-гексан в соотношении 1:4 (сырье-экстрагент) при температуре 40°С в течение 1 ч. Проводят центрифугирование при 4000 мин-1 в течение 20 минут. Проводят ферментативный гидролиз обезжиренной муки из рапсового жмыха путем приготовления водной суспензии с массовой долей 12% обезжиренной муки и установления с помощью 10% раствора H2SO4 значения рН суспензии 5,2 с последующим добавлением комплексного ферментного препарата целлюлазы с активностью не менее 2000 ед. ЦлС/г дозировкой 90 ед. ЦлС/г сухого сырья. Ферментативный гидролиз проводят в течение 3,5 ч при температуре 50°С и перемешивании 180 мин-1. Далее рН суспензии доводят до значения 8,5 с помощью 10% NaOH, осуществляют экстракцию белка 0,5 М раствором NaCl в течение 1 ч и перемешивании 180 мин-1. Суспензию центрифугируют при 4000 мин-1 в течение 20 минут. В полученный фугат вносят 10% раствор HCl до значения рН=4,2, центрифугируют при 4000 мин в течение 20 минут. Полученный таким образом изолят белка промывают дистиллированной водой в двукратном объеме и повторно центрифугируют при 4000 мин-1 в течение 20 минут с последующей сушкой изолята белка в вакуумно-сушильном шкафу при температуре 50°С и давлении 100 Па до остаточной влажности 6-8%. В результате получают изолят с содержанием белка 92% и выходом целевого продукта от общего содержания в сырье 78%.
Пример 3.
Технологический процесс ведут аналогично примеру 1, но для проведения ферментативного гидролиза обезжиренной муки из рапсового жмыха готовят водную суспензию с массовой долей 12% обезжиренной муки и устанавливают с помощью 10% раствора H2SO4 значение рН суспензии 5,5 с последующим добавлением комплексного ферментного препарата целлюлазы с активностью не менее 2000 ед. ЦлС/г дозировкой 90 ед. ЦлС/г сухого сырья. Ферментативный гидролиз проводят в течение 4 ч при температуре 50°С и перемешивании 180 мин-1, с помощью 0,5 М раствора NaCl проводят экстракцию при значении рН=9,0 в течение 1 ч. Суспензию центрифугируют при 4000 мин-1 в течение 20 минут. В фугат вносят 10% раствор HCl до рН=4,0. В результате получают изолят с выходом 80% от общего содержания белка в сырье и содержанием целевого продукта 92%.
Таким образом, изобретение позволяет получить изолят с выходом белка 75-80% от общего содержания белка в сырье, содержащем 91-92% целевого продукта.

Claims (1)

  1. Способ получения изолята белка из жмыха рапса, включающий измельчение рапсового жмыха до размера частиц не более 200 мкм, обезжиривание полученной муки из рапсового жмыха н-гексаном в соотношении, соответственно, 1:4-5 при температуре 40°С в течение 1 ч и перемешивании 180 мин-1, центрифугирование при 4000 мин-1 в течение 20 мин, проведение ферментативного гидролиза обезжиренной муки из рапсового жмыха путем приготовления водной суспензии с массовой долей 10-12% обезжиренной муки и установление с помощью 10% раствора H2SO4 значения рН суспензии в интервале 5,2-5,5 с последующим добавлением комплексного ферментного препарата целлюлазы с активностью не менее 2000 ед. ЦлС/г дозировкой 80-90 ед. ЦлС/г сухого сырья, причем проведение ферментативного гидролиза осуществляется в течение 3,5-4 ч при температуре 50°С и перемешивании 180 мин-1, далее проводится щелочная экстракция при доведении рН суспензии до 8,5-9,0 при помощи 10% NaOH, которая осуществляется 0,5 М раствором NaCl при температуре 40°С в течение 1 ч и при перемешивании 180 мин-1, с последующим центрифугированием суспензии при 4000 мин-1 в течение 20 мин с получением фугата, который используют для осаждения белка путем доведения рН до значения 4,0-4,2 с помощью 10% раствора HCl, при этом выпавший в осадок белок отделяют при 4000 мин-1 в течение 20 мин с последующим промыванием двукратным объемом дистиллированной воды и повторным центрифугированием при 4000 мин-1 в течение 20 мин, после чего полученный таким образом изолят белка рапса высушивают в вакуумно-сушильном шкафу при температуре 50°С и давлении 100 Па до остаточной влажности 6-8%.
RU2023121367A 2023-08-16 Способ получения изолята белка из жмыха рапса RU2815553C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2815553C1 true RU2815553C1 (ru) 2024-03-18

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2233097C2 (ru) * 1999-02-23 2004-07-27 Вальдемар НОЙМЮЛЛЕР Способ получения белкового изолята из содержащего белок вещества
DE102011105909A1 (de) * 2011-06-28 2013-01-03 Süd-Chemie AG Prozess zur Herstellung eines Rapsproteinisolats
RU2483565C2 (ru) * 2011-07-21 2013-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО КубГТУ) Способ получения модифицированного белкового изолята из подсолнечного жмыха
CN105432934A (zh) * 2014-08-07 2016-03-30 中粮营养健康研究院有限公司 一种大豆分离蛋白的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2233097C2 (ru) * 1999-02-23 2004-07-27 Вальдемар НОЙМЮЛЛЕР Способ получения белкового изолята из содержащего белок вещества
DE102011105909A1 (de) * 2011-06-28 2013-01-03 Süd-Chemie AG Prozess zur Herstellung eines Rapsproteinisolats
RU2483565C2 (ru) * 2011-07-21 2013-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО КубГТУ) Способ получения модифицированного белкового изолята из подсолнечного жмыха
CN105432934A (zh) * 2014-08-07 2016-03-30 中粮营养健康研究院有限公司 一种大豆分离蛋白的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L.P. Kodagoda et al., Preparation of Protein Isolates from Rapeseed Flour Author links open overlay panel, Canadian Institute of Food Science and Technology Journal, Volume 6, Issue 3, July 1973, Pages 135-141 . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Santamaría-Fernández et al. Production of leaf protein concentrates in green biorefineries as alternative feed for monogastric animals
CA3026631C (en) Process for obtaining a rapeseed protein isolate and protein isolate thereby obtained
US8486675B2 (en) Protein concentrates and isolates, and processes for the production thereof from macroalgae and/or microalgae
EP1437944B1 (en) Process for the fractionation of oilseed press cakes and meals
GILLBERG et al. PREPARATION OF RAPESEED PROTE. lN ISOLATES. Dissolution and Precipitation Behavior of Rapeseed Proteins.
US5936069A (en) Process for producing improved soy protein concentrate from genetically-modified soybeans
US8535907B2 (en) Protein concentrates and isolates, and processes for the production thereof from toasted oilseed meal
AU2002339797A1 (en) Process for the fractionation of oilseed press cakes and meals
CN111432647A (zh) 脱色的油菜籽蛋白质分离物
CN111499771A (zh) 一种通过三相萃取技术同时提取米糠中的油脂、蛋白质和多糖的方法
CN101390564A (zh) 一种玉米分离蛋白的生产方法
RU2815553C1 (ru) Способ получения изолята белка из жмыха рапса
do Carmo et al. Alternative protein sources
JPS5852622B2 (ja) 抽出植物タン白の製造法
CN102669403A (zh) 有机溶剂洗涤法提取大米渣蛋白
RU2803851C1 (ru) Способ получения белкового изолята из бобов нута типа дези или кабули
RU2815687C1 (ru) Способ получения комплекса полисахаридов из жмыха рапса с соэкстрагированным белком
RU2437552C1 (ru) Способ получения белка из жмыха семян льна
RU2625497C1 (ru) Способ производства пищевой добавки из дикорастущего растения люпина
Mulder Proteins in biomass streams
CN107446979A (zh) 一种两步酶解提取麦麸蛋白的方法
RU2483565C2 (ru) Способ получения модифицированного белкового изолята из подсолнечного жмыха
RU2815347C1 (ru) Способ получения белкового изолята из семян тыквы
Hernández-Marín et al. Alkaline Extraction and Purification of Huauzontle (Chenopodium berlandieri subsp. Nuttalliae) Seed Proteins by Ultrafiltration Membranes
Munshi et al. Recovery and Utilization of Protein from Food Industry Waste