UA126144C2 - Спосіб одержання білкового ізоляту із соняшникового шроту - Google Patents

Abstract

Винахід стосується способу одержання білкового ізоляту з соняшникового шроту, що включає а) подрібнення шроту, б) промивання подрібненого шроту кислотою з наступним відокремленням розчинника, в) екстракцію лугом одержаного продукту з наступним відокремленням розчину білка, г) ізоелектричне осадження білка з розчину кислотою, д) промивання одержаного осаду водою та кислотою з наступним відокремленням розчинника, е) нейтралізацію суспензії одержаного продукту до рН 7,0, є) стабілізацію одержаної суспензії нагріванням, та ж) висушування суспензії розпиленням з одержанням білкового ізоляту, де стадії б) та в) проводять в присутності антиоксиданту.

Description

Винахід стосується способу одержання білкового ізоляту з соняшникового шроту, що включає а) подрібнення шроту, б) промивання подрібненого шроту кислотою з наступним відокремленням розчинника, в) екстракцію лугом одержаного продукту з наступним відокремленням розчину білка, г) ізоелектричне осадження білка з розчину кислотою, д) промивання одержаного осаду водою та кислотою з наступним відокремленням розчинника,

е) нейтралізацію суспензії одержаного продукту до рН 7,0, є) стабілізацію одержаної суспензії нагріванням, та ж) висушування суспензії розпиленням з одержанням білкового ізоляту, де стадії б) та в) проводять в присутності антиоксиданту.

Винахід стосується одержання білкового ізоляту із знежиреного соняшникового шроту, що може бути використаний в харчовій промисловості як, наприклад, харчова добавка, або стабілізатор, або як основний харчовий компонент при виробництві м'ясних та рибних рослинних аналогів, функціональних напоїв, соусів, майонезів, хлібобулочних виробів, а також при виробництві рослинного молока, кисломолочних продуктів та сирів.

Сьогодні рослинна сировина, що є джерелом цінних природних речовин, наприклад білка, активно використовується для задоволення харчових потреб людей та тварин. Також, додатковим джерелом цінних природних речовин, є значна кількість побічних продуктів, що утворюються під час переробки рослинної сировини.

Насіння соняшнику - основна олійна культура України. Головним продуктом переробки насіння соняшнику є рослинна олія. Побічний продукт переробки насіння соняшнику - шрот використовується лише як сировина для виробництва кормових добавок для годування птиці та худоби. Також, насіння соняшнику є важливим джерелом білків, які мають гарну харчову цінність. Соняшниковий білок характеризується збалансованим амінокислотним складом (за виключенням лізину), прийнятним для людей, є гіпоалергенним та прекрасно засвоюється і може слугувати альтернативою соєвому білку, гороховому білку та пшеничному глютену в харчовій промисловості.

Соняшниковий білок за своїм амінокислотним складом вигідно відрізняється від пшеничного глютену, поступаючись йому лише за змістом глутамінової кислоти та проліну, які є замінними амінокислотами; незначним чином поступається гороховому білку за змістом аспарагінової кислоти, серину та тирозину, які є замінними амінокислотами, та лейцину та треоніну, і значним - лізину, які є незамінними амінокислотами; також незначним чином поступається білку із сої за вмістом тирозину, проліну, серину, аспарагінової кислоти, які є замінними амінокислотами, та треоніну та лейцину, та значним - лізину, які є незамінними амінокислотами, який в свою чергу за своєю біологічною цінністю близький до білків тваринного походження. Але незважаючи на існуючи відмінності, амінокислотний склад соняшникового білка вказує на доцільність його використання в харчовому виробництві для підвищення біологічної цінності продуктів харчування.

У 2019 році світовий ринок рослинних білків оцінювався приблизно в 511,6 мільярдів з

Зо очікуванням зростання до 518,1 мільярдів в 2024 році. Соєві продукти домінують на ринку і складають 58 95 ринку. Зростання населення в світі, збільшення потреби в їжі і зростаюча тенденція до не-м'ясного харчування, створюють умови для сталого та зростаючого попиту на рослинні білки. Але більшість сільськогосподарських культур, із яких виробляються рослинні білки, є генномодифікованими або мають алергенні сполуки, тому негативно сприймаються споживачами.

У той же час, у всьому світі спостерігається збільшення попиту на "натуральні" і "органічні" продукти. Запуск нових продуктів, маркованих без ГМО і/або органічні, зростає в усьому світі. І перспективним в цьому сенсі є соняшник, оскільки, соняшник є єдиною 100 95 не--МоО олійною культурою у світі, і цей статус збережеться за соняшником в найближчому майбутньому з двох основних причин: по-перше, соняшник важко піддається генетичним змінам, оскільки рослина є стійкою до генетичних модифікацій, і, по-друге, генетичні модифікації соняшнику не можуть бути схвалені регулюючими органами Сполучених Штатів та інших країн через значні негативні наслідки таких модифікацій. У цій перехреснозапилюваної культури родом з Північної Америки є "дикі" родичі по всьому світу - в Європі, Австралії, Африці, Аргентині та ін. Поширення генетично модифікованих сортів соняшнику в цих регіонах може призвести до обміну генами з дикорослими видами. Трансгени з культурної рослини можуть переходити в дикорослі або бур'янисті популяції, підвищуючи їх пристосованість до різних умов і видозмінюючи їх. І навпаки, дикий або бур'янистий соняшник і самосіви можуть перехресно запилювати культурні рослини, що може істотно змінювати їх деякі цінні характеристики, зокрема склад олії, тощо.

Відповідно, на сьогодні існує потреба у виробництві не-ГМО ізоляту соняшникового білку, що знайшов би застосування в харчовій промисловості, а саме, у виробництві м'ясних та рибних рослинних аналогів, функціональних напоїв, соусів, майонезів, хлібобулочних виробів, а також при виробництві рослинного молока, кисломолочних продуктів та сирів.

У зв'язку з тим, що отримуваний білковий продукт повинен відповідати певним вимогам, що пред'являються до продукції, що використовується в харчовій промисловості, білок соняшнику повинен бути очищений від супутніх небажаних непоживних речовин та, в залежності від ступеня чистоти, може бути представлений у вигляді концентратів або ізолятів. Крім того, ізоляти білка соняшнику повинні задовольняти ряд різноманітних вимог харчової промисловості щодо розчинності, емульгування та гелеутворення, виключення компонентів, які вважаються небажаними, таких як хлорогенова кислота, а також органолептичних властивостей та, зокрема, кольору.

Крім того, в соняшниковому шроті, крім хлорогенової кислоти, присутні інші фенольні сполуки, а саме: синапінова кислота, кавова кислота, ізоферулова кислота, корична кислота, кумарова кислота. Негативний вплив високих концентрацій хлорогенової кислоти проявляється у потемнінні кольору екстрагованого соняшникового білка.

Способи виділення рослинних білків у промисловості включають екстракцію із застосуванням лугів, кислот, ферментів або сольових розчинів з подальшим відділенням екстракту. Далі білок відділяється від супутніх компонентів і концентрується.

Наприклад, 54435319 пропонує спосіб одержання білкового ізоляту із соняшникового шроту, що включає наступні стадії: (1) обробку суспензії соняшникового шроту кислотою при рн від 4,0 до 7,0; (2) відділення нерозчинного залишку від білкового екстракту; (3) ресуспендування нерозчинного залишку та послідовне повторення стадій (1) та (2) щодо залишку до досягнення бажаного знебарвлення; (4) ресуспендування та обробку нерозчинного залишку кислотою при

РН «4,0; (5) відділення нерозчинного залишку від білкового екстракту; (6) повторення стадій (4) та (5); (7) поєднання білкового екстракту зі стадій (2), (3), (5) та (6) та виділення білка шляхом осадження кислотою або ультрафільтрацією.

До недоліків описаного способу можна віднести велику кількість стадій та утворення великої кількості промивних вод, що потрібно переробляти, досить невисокий вихід кінцевого продукту та його темний колір.

В патенті КИО2218811 був описаний спосіб одержання білкового концентрату з соняшникового шроту, що включає екстракцію білка з шроту розчином, що містить хлорид натрію та гідроксид натрію, виділення екстракту, обробку екстракту розчином соляної кислоти при рН 3-4 з осадженням білка, виділення нерозчинного білкового осаду, його висушування за допомогою розпилювальної сушки на повітрі.

До недоліків запропонованого способу можна віднести низький вміст білка в одержаному концентраті та сірий колір одержаного продукту.

В патенті КО2340203 було запропоновано спосіб одержання харчового білкового ізоляту з соняшникового шроту, в якому проводять екстракцію білка зі шроту водним розчином хлориду

Зо натрію, відділялють нерозчинний осад фільтруванням з одержанням екстракту, обробляють екстракт реагентом кислотного типу для осадження білків і зв'язування фенольних сполук, розділяють центрифугуванням тверду і рідку фази, промивають твердий залишок і сушать, де як реагент кислотного типу використовують водний розчин бурштинової кислоти з концентрацією 3-5 95 і співвідношенні вагових частин екстракту і бурштинової кислоти 1:10-1:12, осадження проводять при перемішуванні протягом 20-30 хвилин і при температурі 45-55 76.

Згідно з наведеними в КО2340203 даними запропонований спосіб дозволив знизити вміст хлорагенової кислоти та кавової кислоти до 0,015-0,022 95, але загальний вміст білка в продукті становив лише 88,1 95 у перерахунку на абсолютно суху речовину, що є недостатнім для віднесення одержаного продукту до ізолятів, в яких вміст основного продукту (білка) повинен складати більше 90 95 у перерахунку на абсолютно суху речовину.

Наприклад, в ША111302С2 описаний спосіб одержання білків із соняшникового шроту, який включає подрібнення шроту, екстрагування білків у розчині хлориду натрію за гідромодулем 1:(8-10) із додатковою фізичною обробкою, відділення твердих часточок шроту від білкового екстракту шляхом центрифугування, ізоелектричне осадження білків із екстракту додаванням розчину соляної кислоти до значення рН 4,0-4,6 та наступне відділення білкової пасти центрифугуванням, в якому фізичну обробку під час екстрагування білків із шроту використовують періодичну дію ультразвукових коливань в режимі кавітації при вихідній акустичній потужності генератора 10 Вт, частотному інтервалі 44 кГц та тривалості ультразвукової обробки від З до 6 хвилин.

Основна увага в описаному вище способі одержання білків із соняшникового шроту була приділена збільшенню кількості екстрагованих білків, але винахідники проігнорували питання чистоти одержаного ізоляту білка та зменшення вмісту фенольних сполук, що надають ізоляту, одержаного таким чином, сіруватого забарвлення.

Отже потрібен сучасний спосіб одержання білкового ізоляту з соняшникового шроту, що має вміст білка понад 90 95 у перерахунку на абсолютно суху речовину, позбавленого фенольних сполук, таких як, зокрема, хлорогенова кислота, що надає білковому ізоляту темний колір.

Відомі на сьогодні способи одержання білкового ізоляту з соняшникового шроту не відповідають високим якісним вимогам, що ставляться до білкового ізоляту, придатного до використання в харчовій промисловості.

В основу винаходу поставлена задача розробити спосіб одержання харчового білкового ізоляту з соняшникового шроту, який би забезпечував одержання ізоляту із вмістом білка понад 90 95 у перерахунку на абсолютно суху речовину, мав низький вміст фенольних сполук та високі якісні показниками щодо чистоти продукту, його функціональних та органолептичних властивостей, забарвлення і зовнішнього вигляду.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб одержання білкового ізоляту з соняшникового шроту, що включає: а) подрібнення соняшникового шроту; б) промивання подрібненого соняшникового шроту кислотою з наступним відокремленням розчинника; в) екстракцію лугом одержаного продукту з наступним відокремленням розчину білка; г) ізоелектричне осадження білка з розчину кислотою; д) промивання одержаного осаду водою та кислотою з наступним відокремленням розчинника; е) нейтралізацію суспензії одержаного продукту до рН 7,0; є) стабілізацію одержаної суспензії нагріванням, та ж) висушування суспензії розпиленням з одержанням білкового ізоляту.

В одному з варіантів реалізації винаходу подрібнений соняшниковий шрот на стадії б) промивають кислотою при рН 4,0-4,9 із співвідношенням соняшниковий шрот: вода 1:9-10 протягом 15-45 хвилин при температурі від 45 до 70 "С.

В іншому варіанті реалізації винаходу подрібнений соняшниковий шрот на стадії б) промивають 10 95 кислотою при рН 4,5 протягом 30 хвилин при температурі від 50 до 60 "С.

В іншому варіанті реалізації винаходу подрібнений соняшниковий шрот на стадії б) промивають при температурі 55 70.

В іншому варіанті реалізації винаходу відокремлення розчинника на стадії б) проводять декантацією.

В іншому варіанті реалізації винаходу промивання кислотою на стадії б) проводять в присутності антиоксиданту.

В іншому варіанті реалізації винаходу як антиоксидант на стадії б) використовують сульфіт

Зо натрію.

В іншому варіанті реалізації винаходу одержаний на попередній стадії б) білок екстрагують лугом при рН 9,5 протягом 15-45 хвилин при температурі від 45 до 70 с.

В іншому варіанті реалізації винаходу екстрагування білка на стадії в) проводять протягом хвилин при температурі від 50 до 60 "С.

В іншому варіанті реалізації винаходу екстрагування білка на стадії в) проводять при температурі 55 "С.

В іншому варіанті реалізації винаходу відокремлення нерозчинного залишку на стадії в) проводять декантацією.

В іншому варіанті реалізації винаходу екстрагування лугом на стадії в) проводять в присутності антиоксиданту.

В іншому варіанті реалізації винаходу як антиоксидант на стадії в) використовують сульфіт натрію.

В іншому варіанті реалізації винаходу ізоелектричне осадження білка на стадії г) проводять шляхом зниження рН до 4,0-5,0 кислотою.

В іншому варіанті реалізації винаходу ізоелектричне осадження білка на стадії г) проводять шляхом зниження рН до 4,5 кислотою.

В іншому варіанті реалізації винаходу ізоелектричне осадження білка на стадії г) проводять 10 95 кислотою протягом 15-45 хвилин при температурі від 45 до 70 "с.

В іншому варіанті реалізації винаходу ізоелектричне осадження білка на стадії г) проводять протягом 30 хвилин при температурі від 50 до 60 "С.

В іншому варіанті реалізації винаходу ізоелектричне осадження білка на стадії г) проводять при температурі 55 70.

В іншому варіанті реалізації винаходу відокремлення розчинника на стадії г) проводять центрифугуванням.

В іншому варіанті реалізації винаходу промивання на стадії д) проводять водою, а потім кислотою з рН приблизно 4,0-5,0 при температурі від 50 до 60 "С.

В іншому варіанті реалізації винаходу промивання на стадії д) проводять протягом 10 хвилин кислотою з рН 4,5 при температурі 55 "С.

В іншому варіанті реалізації винаходу білок на стадії д) осаджують центрифугуванням при (510) 17000 9.

В іншому варіанті реалізації винаходу білок із стадії д) ресуспендують у воді та нейтралізують до рн 7,0.

В іншому варіанті реалізації винаходу нейтралізацію на стадії є) проводять шляхом додавання лугу.

В іншому варіанті реалізації винаходу нейтралізацію на стадії е) проводять шляхом додавання 8 95 розчину лугу.

В іншому варіанті реалізації винаходу нейтралізацію на стадії ех) проводять протягом ЗО хвилин при температурі від 45 до 70 "С.

В іншому варіанті реалізації винаходу нейтралізацію на стадії є) проводять при температурі 507.

В іншому варіанті реалізації винаходу суспензію на стадії є) нагрівають до температури від 70 до 95 "С протягом 15-60 секунд.

В іншому варіанті реалізації винаходу суспензію на стадії є) нагрівають до температури 85 С протягом 30 секунд.

В іншому варіанті реалізації винаходу білковий ізолят одержують висушуванням суспензії розпиленням при температурі від 80 до 180 "С.

Комбінування промивання кислотою, лужної екстракції, ізоелектричного осадження, промивання, нейтралізації, теплової обробки та висушування розпиленням при вказаних вище умовах дозволило отримати білковий ізолят з відмінними якісними і кількісними характеристиками, що придатний для використання в харчовій промисловості.

До особливостей розробленого способу можна віднести введення на стадіях і кислотної, і лужної екстракції антиоксиданту, такого як сульфіт натрію, що позитивним чином впливає на якість отримуваного продукту, перешкоджаючи окисленню цільового продукту під час кислотної і лужної екстракції.

Хоча окремі стадії запропонованого способу і були відомі з рівня техніки, але їх комбінування в даній послідовності, з підбором оптимальних умов проведення цих стадій, а саме, реагентів, рН, температурного режиму, тиску, дозволило створити оптимальний спосіб одержання білкового ізоляту з соняшникового шроту, що забезпечує продукт з винятковими якісними та кількісними характеристиками.

Зо Одержаний білковий ізолят мав форму тонкодисперсного порошку білого кольору з легким кремовим відтінком та вміст білка 91-94 95 у перерахунку на абсолютно суху речовину. Такий високий ступінь виділення білка був винятковим для даної галузі техніки, а чистота отриманого білкового ізоляту дозволяє його використання в харчовій промисловості без додаткового очищення.

Далі запропонований спосіб одержання білкового ізоляту з соняшникового шроту розкривається більш детально з розкриттям деталей розробленого способу.

На стадії а) запропонованого способу відбувається подрібнення соняшникового шроту. Таке подрібнення може проводитись на будь-якому придатному обладнанні, що може бути прийнятним і доступним в даній галузі техніки. Соняшниковий шрот подрібнюють до розміру частинок менше 0,5-1 мм, використовуючи кульковий млин або інше придатне обладнання.

Подрібнення соняшникового шроту покликано покращити диспергування шроту та екстракцію білка із шроту. Цілком очевидно, що у випадку, якщо шрот-сирець має визначені вище розміри їі не містить крупних часточок, таке подрібнення може бути непотрібне, але як правило часточки соняшникового шроту, отримуваного після екстракції олії, мають значні розміри і тому потребують додаткового подрібнення.

На стадії б) запропонованого способу одержаний подрібнений соняшниковий шрот при постійному перемішуванні змішують з пом'якшеною водою. Пом'якшену воду одержують шляхом її демінералізації для попередження утворення солей металів з фенольними сполуками, що присутні у соняшниковому шроті. Пом'якшену воду можна отримати за допомогою будь-якого прийнятного та доступного в даній галузі техніки способу, наприклад, шляхом дистиляції або пропускання через іонообмінну смолу. Співвідношення соняшниковий шрот: вода складає 1:9-10. Після змішування з водою до одержаної суміші додають антиоксидант та кислоту до рН в діапазоні від 4,0 до 4,9, переважно 4,5, нагрівають суміш до температури приблизно 50-55 "С та перемішують за цих умов протягом приблизно 30 хвилин для повної екстракції фенольних сполук, і, зокрема, хлорогенової кислоти, та інших речовин, розчинних у кислому середовищі.

Як антиоксидант може бути використана будь-яка придатна та прийнятна в даній галузі техніки сполука. Присутність в розчині антиоксиданту повинно попередити окислення органічних сполук, присутніх в розчині, киснем повітря та зменшити забруднення цільового білка бо продуктами окислення, оскільки, екстрагування відбувається при підвищеній температурі в кислому середовищі. Зокрема, як антиоксидант можуть бути використані такі сполуки, як сульфіт натрію, аскорбінова кислота, бутилгідрокситолуол, бутилгідроксіанізол, тощо.

Переважним в даному способі є сульфіт натрію. Вміст антиоксиданту може складати від 0,05 мас. 95 до 0,3 мас. 95, переважно 0,1 мас. 95 від маси усього розчину.

Як кислота для екстрагування в даному способі може бути використана будь-яка придатна та прийнятна в даній галузі техніки кислота. Приклади кислот включають як неорганічні, так і органічні кислоти. Як приклади неорганічних кислот слід згадати хлорводневу кислоту, бромводневу кислоту, йодводневу кислоту, сірчану кислоту, фосфорну кислоту, нітратну кислоту, тощо. Як приклади органічних кислот можна згадати оцтову кислоту, молочну кислоту, бурштинову кислоту, малонову кислоту, щавлеву кислоту, тощо. Перевага в даному способі надається хлорводневій кислоті, що використовують у формі 10 95 розчину у воді (іноді також згадується як соляна кислота).

Після завершення екстракції фенольних сполук одержану суміш піддають декантації для осадження нерозчинних речовин. Декантацію можна проводити шляхом звичайного відстоювання або з використанням механічних засобів, зокрема, декантерів, обладнаних центрифугою. В цьому випадку декантацію проводять при 4000 д атмосферному тиску та протягом від 2 до 10 хв., переважно протягом 5 хв.

Після декантації надосадкову рідину, що являє собою екстракт фенольних сполук, зливають, а залишок використовують на наступній стадії.

На стадії в) запропонованого способу одержану на попередній стадії екстраговану суспензію при постійному перемішуванні змішують з пом'якшеною водою. Співвідношення суспензія:вода складає 1:3-4. Після змішування з водою до одержаної суміші додають антиоксидант та луг до рН в діапазоні від 9,0 до 10,0, переважно приблизно 9,5-9,6, нагрівають суміш до температури приблизно 50-55 "С та перемішують за цих умов протягом приблизно 30 хвилин для повного розчинення білкової фракції.

Як антиоксидант на даній стадії може бути використана будь-яка придатна та прийнятна в даній галузі техніки сполука. Зокрема, як антиоксидант можуть бути використані такі сполуки, як сульфіт натрію, аскорбінова кислота, бутилгідрокситолуол, бутилгідроксіанізол, тощо.

Переважним в даному способі є сульфіт натрію. Вміст антиоксиданту може складати від 0,05 мас. 95 до 0,3 мас. 95, переважно 0,1 мас. 95 від маси усього розчину.

Як луг для забезпечення розчинення білкової фракції в даному способі може бути використана будь-яка придатна та прийнятна в даній галузі техніки основа. Приклади лугу включають як неорганічні, так і органічні луги. Як приклади неорганічних лугів слід згадати гідроксиди, такі як гідроксид літію, гідроксид натрію, гідроксид калію, гідроксид барію, тощо, карбонати та гідрокарбонати, такі як карбонат і гідрокарбонат літію, карбонат і гідрокарбонат натрію, карбонат і гідрокарбонат калію, тощо. Як приклади органічних лугів можна згадати аміни, такі як третинні аміни, а саме: три-Сі-Сго-алкіламіни, наприклад, триетиламін, триметиламін, М-етилдіїзопропіламін і М-метилпіперидин, піридин, заміщені піридини, такі як колідин, лутидин, М-метилморфолін, а також біциклічні аміни, такі як 1,8- діазабіцикло|5.4.Фундец-7-ен або 1,5-діазабіцикло(4.3.О|нон-5-ен. Перевага в даному способі надається гідроксиду натрію, що використовують у формі 8 95 розчину у воді.

Після завершення екстракції білел«а одержану суміш піддають декантації для осадження нерозчинних речовин, таких як клітковина, карбогідрати, мінеральні речовини тощо. Декантацію можна проводити шляхом звичайного відстоювання або з використанням механічних засобів, зокрема, декантерів обладнаних центрифугою. В цьому випадку декантацію проводять при 4000 д атмосферному тиску та протягом від 2 до 10 хв., переважно протягом 5 хв.

Після декантації надосадкову рідину, що являє собою екстракт білка, відокремлюють та використовують на наступній стадії.

Використання на обох стадіях кислотної і лужної екстракції антиоксиданту, такого як сульфіт натрію, значно знижує окислення перероблюваного продукту киснем повітря і зменшує забарвлення одержуваних екстрактів, що позитивно впливає на якість кінцевого білкового ізоляту.

На стадії г) запропонованого способу до одержаного на попередній стадії білкового екстракту при температурі приблизно 5 5 "С при постійному перемішуванні повільно додають кислоту, доводячи рН розчину до приблизно 4,5, і одержану суміш перемішують протягом приблизно 30 хв., підтримуючи температуру приблизно 55"С. Після завершення ізоелектричного осадження білка, відокремлюють водний розчин центрифугуванням при 17000 9, одержуючи в залишку концентровану білкову суспензію.

Як кислота для ізоелектричного осадження на даній стадії способу може бути використана бо будь-яка придатна та прийнятна в даній галузі техніки кислота. Приклади кислот включають як неорганічні, так і органічні кислоти. Як приклади неорганічних кислот слід згадати хлорводневу кислоту, бромводневу кислоту, йодводневу кислоту, сірчану кислоту, фосфорну кислоту, нітратну кислоту, тощо. Як приклади органічних кислот можна згадати оцтову кислоту, молочну кислоту, бурштинову кислоту, малонову кислоту, щавлеву кислоту, тощо. Перевага в даному способі надається хлорводневій кислоті, що використовують у формі 10 95 розчину у воді (іноді також згадується як соляна кислота).

На стадії д) запропонованого способу одержану на попередній стадії білкову суспензію змішують з пом'якшеною водою у співвідношенні 1:3, відповідно, та перемішують при нагріванні до температури 50-60 "С, доводячи рН суміші до приблизно 4,5 шляхом додавання до суміші кислоти, і одержану суміш перемішують ще протягом 10 хв... Після завершення промивання відокремлюють водний розчин центрифугуванням при 17000 д, одержуючи в залишку концентровану білкову суспензію, що має рН приблизно 4,5-5,0.

Як кислоту на цій стадії також використовують хлорводневу кислоту у формі 10 95 розчину у воді.

На наступній стадії е) одержану концентровану білкову суспензію завантажують у танк та змішують з пом'якшеною водою у співвідношенні 1:0,35, нагрівають до температури приблизно 50-60 "С і при постійному перемішуванні додають луг, доводячи рН до нейтрального, приблизно 7,0-7,1, та перемішують одержану суміш протягом 20-30 хвилин, а потім піддають стерилізації, стадія є), шляхом швидкого нагрівання до температури приблизно 80-90 "С протягом 30 сек.

Стерилізація при температурі 80-90 необхідна для попередження мікробіологічного забруднення одержуваного продукту і збільшення строків його зберігання.

Як луг на стадії е) використовують гідроксид натрію, що використовують у формі 8 95 розчину у воді.

Одержану на стадії є) суспензію білка з рН приблизно 7,0-7,1 висушують шляхом розпилення при температурі від 80 до 180 "С та тиску від 1 до 2 бар з одержанням сухого білкового ізоляту у формі тонкодисперсного порошку білого кольору з легким кремовим відтінком. Вміст білка в одержаному продукті склав 91-94 95 у перерахунку на абсолютно суху речовину. При цьому, вміст сухих речовин в одержаному продукті склав приблизно 96 95.

Запропонований спосіб одержання білкового ізоляту з соняшникового шроту дозволив

Зо оптимізувати: використання антиоксиданту в процесі переробки соняшникового шроту, тим самим зменшивши забарвлення білкового ізоляту побічними продуктами окислення на стадії кислотної та лужної екстракції; - процес екстракції фенольних сполук з соняшникового шроту; процес екстракції білка та його виділення з робочих розчинів; - оптимізувати температурний режим переробки соняшникового шроту. Всі перелічені новації дозволили значно підвищити рівень виділення білка з соняшникового шроту, його вміст в кінцевому продукті, значно покращити зовнішній вигляд одержаного білкового ізоляту.

Дали наводиться опис способу одержання білкового ізоляту з соняшникового шроту в пілотному проекті.

Подрібнення та промивання кислотою.

Подрібнюють 40 кг соняшникового шроту до розміру частинок менше 0,5-1 мм та змішують з 360 літрами пом'якшеної води. Суміш нагрівають до температури 55 "С, додають до суміші 0,4 кг сульфіту натрію та 5,4 кг 10 95 розчину хлорводневої кислоти і одержану суміш перемішують протягом 30 хв. та рН в діапазоні від 4.4 до 4,9, підтримуючи температуру в діапазоні 50-55 70.

Після завершення екстракції фенольний екстракт відокремлюють декантацією при 4000 ад, одержуючи в залишку 91,5 кг білкової суспензії.

Промивання лугом. 91,5 кг білкової суспензії з попередньо стадії змішують з 308 літрами пом'якшеної води.

Суміш нагрівають до температури 55 "С, додають до суміші 0,4 кг сульфіту натрію та 7,3 кг 8 95 розчину гідроксиду натрію і одержану суміш перемішують протягом 30 хв. та рН в діапазоні від 9,5 до 9,6, підтримуючи температуру в діапазоні 50-55 "С. Після завершення екстракції білковий екстракт відокремлюють декантацією при 4000 д, одержуючи 37 ЬО кг екстракту білка та залишок, що складається з нерозчинних волокон, який відкидають.

Ізоелектричне осадження.

До 371,0 кг екстракту білка з попередньої стадії при температурі приблизно 53-55 С при постійному перемішуванні повільно додають 3,6 кг 1095 розчину хлорводневої кислоти і одержану суміш перемішують протягом 30 хв. та рН приблизно 4,5, підтримуючи температуру приблизно 53-55 "С. Після завершення екстракції водний розчин відокремлюють бо центрифугуванням при 17000 д, одержуючи в залишку 94,4 кг білкової суспензії.

Промивання. 94,4 кг білкової суспензії з попередньо стадії змішують з 284 літрами пом'якшеної води.

Суміш нагрівають до температури 55 "С, додають до суміші 0,6 кг 10 95 розчину хлорводневої кислоти і одержану суміш перемішують протягом 10 хв. та рН приблизно 4,5, підтримуючи температуру приблизно 55 "С. Після завершення промивання водний розчин відокремлюють центрифугуванням при 17000 д, одержуючи в залишку 76,9 кг білкової суспензії.

Нейтралізація та стабілізація. 76,9 кг білкової суспензії з попередньо стадії змішують з 27 літрами пом'якшеної води.

Суміш нагрівають до температури 50 "С і при постійному перемішуванні додають до суміші приблизно 1,8 кг 8 95 розчину гідроксиду натрію, доводячи рН до приблизно 7,0, одержану суміш перемішують протягом 20-30 хв. І потім нагрівають до температури приблизно 85 "С протягом 30 сек., одержуючи приблизно 100 кг білкової суспензії.

Висушування. 100 кг білкової суспензії з попередньо стадії піддають сушці шляхом розпилення при температурі від 80 до 180 "С та тиску від 1 до 2 бар з одержанням 4,3 кг білкового ізоляту у формі тонкодисперсного порошку білого кольору з легким кремовим відтінком. Вміст білка в одержаному продукті склав 92,2 95 в перерахунку на абсолютно суху речовину. При цьому, вміст сухих речовин в одержаному продукті склав приблизно 96 95.

Розроблений спосіб одержання білкового ізоляту із знежиреного соняшникового шроту є добре відтворюваним і забезпечує одержання білкового ізоляту із вмістом білка 91-94 95 у перерахунку на абсолютно суху речовину та відмінними якісними характеристиками, що дозволяє використання даного способу в промислових масштабах.

Claims (29)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб одержання білкового ізоляту з соняшникового шроту, що включає: а) подрібнення шроту, б) промивання подрібненого шроту кислотою з наступним відокремленням розчинника, в) екстракцію лугом одержаного продукту з наступним відокремленням розчину білка, Зо г) ізоелектричне осадження білка з розчину кислотою, д) промивання одержаного осаду водою та кислотою з наступним відокремленням розчинника, е) нейтралізацію суспензії одержаного продукту до рН 7,0, є) стабілізацію одержаної суспензії нагріванням, та ж) висушування суспензії розпиленням з одержанням білкового ізоляту, де стадії б) та в) проводять в присутності антиоксиданту.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що шрот на стадії б) промивають 10 95 хлорводневою кислотою при рН 4,0-4,9, із співвідношенням соняшниковий шрот:вода 1:9-10 протягом 15-45 хвилин при температурі від 45 до 70 "С.

З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що подрібнений шрот на стадії б) промивають кислотою при рН 4,5 протягом 30 хвилин при температурі від 50 до 60 "С.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що подрібнений шрот на стадії б) промивають при температурі 55 76.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що осадження на стадії б) проводять декантацією.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як антиоксидант на стадії б) використовують сульфіт натрію.

7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що одержаний на стадії б) білок екстрагують лугом при рН 9,5 протягом 15-45 хвилин при температурі від 45 до 70 С.

8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що екстрагування білка на стадії в) проводять протягом 30 хвилин при температурі від 50 до 60 "с.

9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що екстрагування білка на стадії в) проводять при температурі 55 76.

10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відокремлення нерозчинного залишку на стадії в) проводять декантацією.

11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як антиоксидант на стадії в) використовують сульфіт натрію.

12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ізоелектричне осадження білка на стадії г) проводять шляхом зниження рН до 4,0-5,0 кислотою.

13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ізоелектричне осадження білка на стадії г) проводять шляхом зниження рН до 4,5 кислотою.

14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ізоелектричне осадження білка на стадії г) проводять 10 96 хлорводневою кислотою протягом 15-45 хвилин при температурі від 45 до 70

"б.

15. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ізоелектричне осадження білка на стадії г) проводять протягом 30 хвилин при температурі від 50 до 60 "С.

16. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ізоелектричне осадження білка на стадії г) проводять при температурі 55 "С.

17. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що осадження на стадії г) проводять центрифугуванням.

18. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що промивання на стадії д) проводять водою, а потім кислотою при рН приблизно 4,0-5,0 та температурі від 50 до 60 "С.

19. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що промивання на стадії д) протягом 10 хвилин проводять кислотою при рн 4,5 та температурі 55 76.

20. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що білок на стадії д) осаджують центрифугуванням при 17000 9.

21. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що білок із стадії д) ресуспендують у воді та нейтралізують до рн 7,0.

22. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нейтралізацію на стадії е)д проводять шляхом додавання лугу.

23. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нейтралізацію на стадії е) проводять шляхом додавання гідроксиду натрію.

24. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нейтралізацію на стадії е)д проводять шляхом додавання 8 95 розчину гідроксиду натрію.

25. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нейтралізацію на стадії е) проводять протягом 30 хвилин при температурі від 45 до 70 "С.

26. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нейтралізацію на стадії е) проводять при температурі від 50 70.

27. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що суспензію на стадії є) нагрівають до температури від 70 до 95 "С протягом 15-60 секунд. Зо

28. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що суспензію на стадії є) нагрівають до температури 85 "С протягом 30 секунд.

29. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що білковий ізолят одержують висушуванням суспензії розпиленням при температурі від 80 до 180 "С.