SU673144A3 - Способ получени концентрата протеинов из сем н масличных культур - Google Patents

Description

(54)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА ПРОТЕИНОВ ИЗ СЕМЯН МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР Способ предусматривав ) использовани в качестве измельченной растительной массы - измельченную массу сем н подсолнечника , соевых бобов и сем н хлоп , пол рного растворител  - спирта, кетона или сложного эфира водного -piacTBOpa электролита, выбранного из органических или неорганических кислот или их кислых солей. Способ заключаетс  в следующем. Приготовление растительных измельченных масс. Измельченные массы из которых осу ществл ют экстракцию фенолов и олиго сахарйдов, готов т следукндим образом семена подсолнечника, семена хлопка и соевые бобы, полностью очищенные от шелухи, размалывают при температуре +4 в гомогенизаторе типа OMNIMIXEP , изготовленном фирмой S6j:vaII, в присутствии п-гексана, при соотношении между количеством сем н и растворителем , равном от 1 до 2. Затем измельченную массу обезжиривают.п-гек саном при соотношении между объемом и весом от 1 до 10 при перемешивании в течение 16 часов при температуре . Раствор отгон ют.путем фильтрации в вакууме с помощью лабораторного водоструйного насоса на фарфоре. При этом берут воронку Бюхнера (Buchner ), использу  фильтровальную бумагу Ватмана.; (Wattman) 4. Измельченные массы высушивают, в потоке азота 1 час при и измельчают в устройстве Булера (Biihler) до помола W 2. Химический состав сухого продукта определ лс  стандартными способами на содержание влаги, протеинов, липидов и сырого волокна: концентрации фенолов и олигосахаридов в измельчен ной массе сем н подсолнечника и соевых бобов определ ли в соответствии с газохроматографическими методс1ми. Извлечение хлорогеновой кислоты из подсолнечного масла. Готов т раствор дл  экстракции хлорогеновойКИСЛОТЫ из подсолнечного масла следующим образом 1л п-бутилового спирта смешивают с 1 Л водного раствора сол ной кислоты , 0,5 10 N с рН, равным 2,48, раствор врем  от времени перемешивают, после чего выдерживают в течение ночи в делительной воронке. Верхн   фаза, которую собирают, после того как удал ют водную кислую фазу,  вл етс  рас творителем, который используют дл  осуществлени  рассматриваемых спосо бов экстракции. Измельченную массу сем н подсолнеч ника, приготовленную по способу, описанному выше, просеивают, использу  просеивающее устройство Fritsch Апаlysette 3, до получени  размера измельченных , частиц пор дка 0,050 мм, и смешивают с растворителем при отношении веса к объему, равном 1/30 в те чение 30 мин при ЗОс при перемешиваЙии .- Суспензию Центрифугируют при скорости 5000 об/мин, на центрифуге типа РВ-2 фирмы Stirvall с ротором SS-34 при комнатной температуре в течение 10 мин. После декантировани  оставшейс  жидкости, экстракцию повтор ют несколько раз (от 5 до 10 экстракций) описанным выше способом. За каждой серией экстракций следует проведение измерений каждого бутанольного экстракта при 328 нм, т.е. при длине волны , соответствующей максимуму поглощени  хлоргеновой кислоты, растворенной в растворителе. Коэффициент поглощени  хлорогенозой Кислоты на этой длине,волны составл ет 51,3. После завершени  экстракций с растворителем , твердую фазу высушивают в потоке азота в течение 3 часов и осадок содержащий хлорогеновую кислоту, исследуют на это соединение. Экстракци  фенолов и олигосахаридов иэ измельченной массы подсолнечника , измельченной массы сем н хлопка и массы соевых бобов. Приготовление раствора дл  экстракции фенолов и олигосахаридов из измельченных масс сем н подсолнечника, сем н хлопка и соевых бобов осуществл ют следующим образом: 92 ч,п-бутилового спирта смешивают с 8 ч. водного раствора сол ной кислоты с рН,равным 2,30. При этих соотношени х органический растворитель тщательно перемешиваетс  с водной фазой. Полученный растворитель добавл ют к измельченной массе, котора  подвергаетс  экстрагированию , при различных соотношени х между измельченной массой и растворителем при перемешивании в течение 15 мин при различных температурах. Значение рН успензии поддерживают посто нньЫ в Интервале минимальной растворимости протеинов, содержащихс  в исследуемой измельченной массе. Посто нное рН обеспечивали путем добавлени  полунормальной сол ной кислоты к перемешиваемой суспензии, или также путем добавлени  раствора с рН, равным 0,5, образованного 92 ч. п-бутилового спирта и 8 ч водного раствора сол ной кислоты. Суспензию отфильтровывают на фильтровальной бумаге Ватман № 4, после чего повтор ют экстракцию (от 2 до 8 раз) на осадке описанным выше способом. После завершени  экстракции полученные таким образом протеиновые концентраты сушат в потоке азота в течение, по крайней мере, 3 часов. На различных порци х сухого материала определ ют химический состав в отношении влаги, протеинов, липидов и сырого волокна. На таком концентрате определ ют остаточное содержание хлорогеновой кислоты, кофей .5 1ной кислоты, гипосипола, сахарозы, рафинозы ;: с ахиозы. Получение протеиновых изол тов. Концентраты протеина подвергают двум различным способам экстракции протеина: одноступенчатому, неселективному способу экстракции в щелочной среде, и второму двухступен чатому способу, в котором используют фракционирование между растворимыми в воде протеинами с малым молекул рным весом, имеющими высокую электрофоретическую подвижность, и протеинами , которые растворимы в щелочной сре де и имеют высокий молекул рный вес с низкой электрофоретической подвижностью . Второй способ обеспечивает получение двух изол торов с различным составом и свойствами. Одноступенчата  экстракци . Часть концентрата протеина, полученного при экстракции, суспензируют в 15 ч. воды, подвод т рН раствора до 9,5 с помощью 0,2 NaOH (отношение измельченной массы к растворителю 1/15 вес. к объему) и перемешивают в течение 30 мин при 25°С. Суспензию центр ифугируют со скоростью 17000 об/мин 20 мин на центрифуге типа РВ-2 фирмы s6rvall с ротором SS-34. Вторую экстракцию при тех же самых ус/(рви х повтор ют на рсгщке Две всплывшие вверх жидкости соединиютс  вместе.и осаждают протеины 0,5 НС1 до изоэлектрической точки. Осадок отстаивают центрифугированием со скоростью 17000 об/мин, а затем промывают кислым водным раствором. Протеиновый осадок удал ют с водной средой, нейтрализуют до рН, равного 7,0 и сушат при температуре ниже нул . Двухступенчатый способ экстракции. 1. Часть концентрата протеина обра батыва 15 ч воды с рН, равным 6,5 (отношение измельченной массы к раств .орителю, вес к объему 1/15) в течение 30 мин с перемешиванием при . Суспензию центрифугируют со скоростью .17000 об/мин в течение 20 мин, а вторую экстракцию при тех же услови х осуществл ют из остатка. Из двух смешанных всплывающих вверх жидкостей осуществл ют осаждение протеинов до изоэлектрической точки. Осадок промывают кислым раствором, снова суспен зируют в воде, нейтрализуют до значени  рН, равного 7,0, и сушат при температуре ниже нул . 2; Нерастворимый осадок - протеины полученный на первой ступени экстракции , раствор ют в щелочной среде при рН, равном 9,5 при тех же услови х, оторые указывались при осуществлении одноступенчатого способа экстракции. В дальнейшем способ по сн етс  при мерами. Пример 1, Экстракци  хлорогеновой кислоты из сем н подсолнечника Химический состав сем н,%: 44 Влага3,-8 В сухом веществе; Протеины29,9 Липида58,7 ХлорогейЬва  кислота 1,9 Сырое волокно2,4 Не содержащие азота экстрагированные вещества8,7 Зола3,4. Измельченна  масса сем н подсолнечника , полученна  описанным выше способом, имела следующий состав,%: В сухом веществе: Протеины64,6 ЛипидыМенее 1,0 Хлорогенова  кислота 4,8 Сырое волокно 3,9, 10 г измельченной массы, имеющей размер частиц около 0,050 мм, смешивали в колбе с 300 мл растворител  в течение 30 мин при . Смесь центрифугировали со скоростью 5000 об/мин 10 мин при комнатной температуре, декантировали и повтор ли экстракцию с дополнительными 300 мл свежего растворител . Эту процедуру повтор ли последовательно в течение восьми раз (окончательное отношение количества измельченной массы к растворителю 1/240). Содержание хлорогеновой кислоты в каждом экстракте определ ли спектрофотометрическими методами при длине волны 328 нм по отношению к чистому растворителю,результаты этих экспериментов представлены в табл. Таблица 1 В остатке после восьми экстракций, оторый высушивали в потоке азота в ечение 3 часов, содержание хлорогеовой кислоты определ ли по методу 4025 А.О.А.С. После осуществлени  осьми экстракций содержание хлороеновой кислоты было менее 0,2%. П p и м e p 2. Получение концентра Гт5Г проТейй:а и изой тоё йЭ е ёМйн подсолнечника семейства амиата (Jenisei) очищенных от хромогенных соединений и поддан дихс  ферментации олигосаха ™| и38овГ .----.--Получение концентратов протеина, свободных от о-бифенолов и рлигосахаридов . HeTfie3trsyeWa;WnpH 9 OM йэйШГьч1ё нна  масса имела следующий состав,%: Влага10,2 В сухом вёще&Тве: Протейны.58,6 ЛипидыМенее 1,0 Хлорогенова  кислота 1,56 Кофейна  кислота 0,14 Сахароза4,70 Рафиноза3,2 Сырое волокно4,2. 20 г обезжиренной измельченной мас сы сем н подсолнечника смешивали в колбе с 400 мл растворител , образова нного 92 ч. п-бутилового спирта и 8 ч водного раствора сол ной кислоты.Экс .тракцию осуществл ли в течение 15 мин при и перемешивании. Исходное значение рН суспензии равн лось 6,2, в ходе осуществлени  экстракции его измен ли до 5,0 и удерживали на этом уровне путем добавлени  неббльших порций 0,5 N сол ной кислоты. Суспензию отфильтровывали в воронке Бюхнера в вакууме с использованием фильтровал ной бумаги.Ватмана № 3, затем проводи ли повторную экстракцию на твердом осадке, при этом полное количество экстракций доводили до восьми (окон :чатёльное: соотношение между измельченной массой и раствором составл ло 1/160). ч --.-..,-.«,;-.. .. Полученный продукт, высушенный в потоке азота в течение 3 часов, имел следующий состав,%: ,., .:,,v.,j,,,,,-....,. . Влага12,2 Протеины , 72,9 Хлорогенова  кислота Менее 0,0 Кофейна  кислота Менее 0,0 Сахароза Менее 0,0 РафинозаМенее 0,0 Сырое волокно. 4,8. Значени  меньше величин, соответствующих пределу чувствительности примен емых методов. Этот продукт, исход  из содержани  в нем протеинов (72), определ ли как койцентрат протеина: он  вл етс  прак тически очищенным от олигосахаридов и фенольных соединений, которые определ ют зеленый цвет полученного вещества , образовaiHHoro при экстракции протеинов в щелочной среде. ЭлекТрофоретичёский анализ тел  полиакрил аШШ1Ш&тШй6в,Ше:тграгйроваййоуб из концентрата,показал,что они обладают теми Ш элёктрофорётическими характе 1)истикеи«й, что и протеины, выделенные из измельченной массы подсблнёчника.

8 Получение изол тов протеинов путем одноступенчатой экстракции. 10 г концентрата протеина суспензируют в 150 мл водного раствора щелочи с рН, равным 9,5 (отношение содержани  измельченной массы к растворителю 1/15, вес к объему) в течение 30 мин при перемешивании и температуре 25°С. Значение рН суспензии поддерживали посто нным на уровне. 9,5 Ё течениевсего процесса экстЕ)акции путем добавлени  малых порций разбавленного раствора NaOH. Суспензию центрифугировали со скоростью 17000 об/мин в течение 20 мин, и осадок подвергали экстракции при указанных выше услови х. Объедин ли два протеиновых раствора и 0,5 N HCI при значении рН, равном 5,2. Осадок отдел ли центрифугированием со скоростью 17000 об/мин в течение 10 мин, промывали подкисленной водой с рН, равным 5,2, снова суспензировали его в воде, нейтрализовали«при рН, равном 7,0, затем сушили при температуре . Содержание протеинов в изол те , всплывающем слое и в нерастворииом осайке, полученными по способу одноступенчатой экстракции, приведены в таблице 2. Цвет полученного изол та был белым со CBeTjFio-крёмовым оттенком. Получение изол тов протеинов двухступенчатой экстракции. П р и,м е р 1. 10 г концентрата протеинов добавл ли к 150 мл водного раствора с рН, равным 6,5 (отношение содержани  измельченной массы к растворителю 1/15 вес к объему), в течение 30 мин при перемешивании и температуре 25С, рН раствора поддерживали посто нным на уровне 6,5 путем добавлени  малых порций 0,02 N раство .ра NaOH. Суспензию центрифугировали со скоростью 17000 об/мин в течение 20. мин, а осадок подвергали снова экстракции при тех же самых услови х. Дл  объединенных протеиновых растворов осаждали 05 N НС1 при рН,равном .Осадок отдел ли центрифугированием со скоростью 17000 об/мин 10 мин, промывали подкисленной водой со значением рН, равнйм 4,0, снова суспензировали в воде, нейтрализовали при рН, равном 7,0 и затем сушили при температуре ниже нул . Изол т 1 был белого цвета. П р и м е р 2. Из нерастворимого осадка, полученного при осуществлении вышеописанного способа, осуществл ли экстракцию протеинов в щелочной среде при рН, райком 9,5, при тех же услови х , которые были указаны дл  способа ЬДнрступенчатой экстракции протеинов . . Содержание протеинов в изол те, всплывающем слое и нерастворимом осадке , полученными при осуществлении двухступенчатого способа- в табл. 2.

Получение иэол  ойпротеина одноступенчатый идвухступенчатым способами из концентрата сем н подсолнечника, очищенного от о-бифенолов и поддак цихс  ферментации олигосахаридов приведены Изол т 2 был белого цвета с светло67314410 кремовым оттенком. I,. , Таблица 2

72,9 Одноступенчатый

(Г) NaOH 9,5

71,9 - Двухступенчатый

(i) 6,5

(2) NaOH

9,5

Полное содержание N х 6,25 .

Примёрз. Оптимизаци  способа экстракции о-бифенолов и поддающихс  ферментации оли госахаридов из сем н подсолнечника семейства Ainiata(Jenisei ) с целью получени  концентратов протеина.- .

Используема  измельченна  масса сем н подсолнечника имела тот же со став, что и масса, использованна  в примере 2.

20 г обезжиренной измельченной массы добавл ли в колбу/со. 100 мп растворител , образованного 92,ч. пбутилрвого спирта и 8 ч. водного раствора НС1, экстракцию осуществл ли в течение 15 мин при 25°G с перемешиванием . Исходное значение рН суспензии 6,2, а при осуществлении экстракции его поддерживали посто нным и равным 5,0 путем добавлени  небольших порций 0,05 N HCI. Суспензию отфильтровывали в вакууме и осуществл ли восемь экстракций на твердом осадке (окончательное отношение содержани  измельченной массы к растворителю составл ло 1/40). Полученный продукт высушивали в потоке азота в течение 3 часов, он имел следующий состав , %:

Влага10,8

В сухом веществе: Протеины69

Хлорогенова  кислота Менее 0,05 Кофейна  кислота Менее 0,05 Сахароза1,38

Рафиноза1,33

Сырое .волокно4,6.

Из полученных результатов следует, что при изменении соотношени  между количеством измельченной массы и растворителем от 1/160 (Пример 1) до

60,6 95,4 Светлокремовый 10,5 26,9

5,6 83,3 Белый

5,0

57,1 98,8 Светлокрймовый 4,1 26,3

1/40, остаточное содержание хлорогеновой кислоты и кофейной кислоты остаетс  неизменным (менее, чем 0,05%), в то врем  экстрагирование сахарозы -И рафинозы понижаетс .

Пример 4. Получение концентратов протеина,имеющих низкое содержание оссйпола, из очищенных от шелухи семзн хлопчатника.

Использованна  измельченна  масса сем н хлопчатника имела следующий состав, %.

Влага, . .10,0

В сухом веществе: Протеины47,6

ЛипидыМенее 1,0

Свободный госсйпол : 1,45 Полное количество госсипола .1,93

Сырое волокно 1,0 20 г обезжиренной измельченной масгсы сем н хлопчатника помещали в колбу с 400 мл растворител , образованного 92 ч. п-бутиловогоспирта и 8 ч. водного раствора HCI ..Экстракцию осуществл ли в течение 15 мин при и перемешивании. Исходное значение рН суспензии было равно 6,1. При осуществлении экстракции оно гюддерживалось посто нным и paBHfcJM 4,0 путем добавлени  малых порций N HCI. СуспенЬию о.тфильтровывали в вакууме на воронке Ёюхнера и .фильтровальной бумаге Ватмана R 3 и осуществл ли восемь экстракций на твердом осадке ( окончательное отношёл|1е измельченной массы к растворителю составл ло 1/160) при определённых выше услови х.

Полученный .ч-рнцентрат протеина сушили в потоке азота в течение 3 часов, его состав был следующим,%j

11 Влага10,0 На сухом веществе: Протеины66,5 ЛипидаМенее 0,5 Свободный госсипол 0,07 Полное количество госсипола0,34 Сырое волокно 2,7 . Обработка п-бутиловым спиртом и водным раствором HCI обеспечили полу чение концентрата протеина (66,5% пр теина) в услови х, когда не наблюдалось изменени  природных свойств про дукта, при низком содержании свободного госсипола и полного госсипола. Способ, предложенный в насто щем изо бретении, обладает тем преимуществом что при его осуществлении можно использовать также и измельченную масс сем н хлопчатника с высоким содержанием госсипола, которые в насто щее врем  непригодны дл  гГолучени  из ни концентратов и изол тов протеина. П р и м е р 5. Получение концентр тов протеина, имеющих низкое содержа ние поддающихс  ферментации олигосахаридов из очищенных от шелухи соевы бобов семейства Ada. Химический состав измельченной массы,%:Влага11 ,2 В сухом веществе: Протеины53,8 ЛипидааМенее 1,0 Сахароза8,24 Раффиноза0,94 Стахиоза4,70 Сырое волокно 1,30. 20 г обезжиренной соевой измельченной массы помещали в колбу с 400 растворител , полученного 92 ч. п-бу тилового спирта и 8 ч. водного раствора HCI, экстракцию осуществл ли в течение 15 мин при и перемешива нии. Начальное значение рН суспензии было равно 6,3, а в ходе экстракции его доводили f и поддерживали на уров не 4,5 путем добавлени  малых порций 0,5 N HCI.

673144

Claims (1)

12 Суспензию отфильтровывали в вакууме в воронке Бюхнера с использованием фильтровальной бумаги Ватмана № 3 и повтор ли экстракцию на твердом осадке до восьми раз (окончательное отношение измельченной массы к растворителю равно 1/160). Полученный продукт после высушивани  в потоке азота в течение 3 часов имел следующий состав,%: Влага9,3 В сухом веществе . Протеины65,9 Сахароза0,41 Раффиноза0,8 Стахиоза2,82 . Сырое волокно 2,4 . Этот продукт по содержанию протеинов (65,9%) относитс  к концентратам протеина и имеет небольшую концентрацию поддающихс  ферментации олигосахаридов . Формула изобретени  Способ получени  концентрата протеинов из сем н масличных культур, предусматривающий измель.чение исходного сырь , экстракцию из него протеинов раствором гидроокиси натри , отделение экстракта от нерастворимого остатка , осаждение протеинов из раствора Э1 стракта минеральной кислотой с последующим его отделением, нейтрализацией и сушкой, отличающийс   тем, что, с целью повышени  биологической ценности получаемого концентрата протеина, перед экстракцией протеинов исходное сырье обрабатывают смесью п-бутилового спирта и сол ной кислоты .в соотношений 1:5-1:240 при 20-40 С. . Источники информации, прин тые во внимание при Экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 507303, кл. А 23 Т 1/14, 1974.