專利名稱：油料籽仁蛋白質(zhì)的提取的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從油料籽仁和蛋白質(zhì)粗粉中制備以及純化出蛋白質(zhì)類物質(zhì)。
相關(guān)參考申請(qǐng)本申請(qǐng)是1996年1月31日申請(qǐng)的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?8/549，909的部分繼續(xù)申請(qǐng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前商用油料籽仁加工技術(shù)著重生產(chǎn)出明亮、高度脫膠的油，使膠類物質(zhì)、皂料、褪色粘渣以及色素從油中除去，這些都是加工副產(chǎn)物，對(duì)它們的處理是將它們重新加到油料籽仁壓榨除油后得到的粗粉中。
添加這類材料到油料籽仁粗粉中，會(huì)導(dǎo)致不能采用對(duì)環(huán)境敏感的分離技術(shù)，從這些粗粉中提取蛋白質(zhì)分離物的局面，而這些蛋白質(zhì)分離物含有90％以上的蛋白質(zhì)。在傳統(tǒng)加工技術(shù)中，商用粗粉里的脂肪通常導(dǎo)致脂肪與蛋白質(zhì)的富集同時(shí)發(fā)生。
在傳統(tǒng)加工技術(shù)中，蛋白質(zhì)水平一般不會(huì)超過(guò)重量百分比70-75％，而且因?yàn)橹镜母蓴_，它們?cè)谑澄矬w系中的功能遭到破壞。除此之外，蛋白質(zhì)干產(chǎn)物中的脂肪會(huì)引起酸敗及其它與之相關(guān)的問(wèn)題，包括低可溶性、結(jié)塊等，并且因?yàn)榧庸み^(guò)程中含油粗粉里色素的存在，還會(huì)導(dǎo)致它顏色失常。
在油料作物的栽培項(xiàng)目中的一個(gè)重點(diǎn)是提高種子的產(chǎn)油率，相對(duì)產(chǎn)油量高的canola(油菜籽)栽培種已經(jīng)形成。但是，因?yàn)榘丫朴退傻母碑a(chǎn)物加到油料籽仁粗粉里，這樣增加油產(chǎn)量，會(huì)引起油料籽仁粗粉中脂肪比例升高。
雖然可能通過(guò)有機(jī)溶劑浸提的方法至少部分地將脂肪從油料籽仁粗粉里除去，可是因?yàn)椴捎昧擞袡C(jī)溶劑，特別是在升高溫度的條件下，容易引起蛋白質(zhì)變性，進(jìn)而破壞產(chǎn)品的功能。此外，還會(huì)因引起環(huán)境問(wèn)題而需要作出處理和回收。
本人為美國(guó)4,208,323號(hào)專利的發(fā)明人，該發(fā)明闡述了從不同原料中分離蛋白質(zhì)的方法。用于該方法的蛋白質(zhì)原料可以有許多種，包括油料籽仁。1980年在該專利獲得批準(zhǔn)之時(shí)，油料籽仁粗粉中脂肪污染水平并不像現(xiàn)在的油料籽仁粗粉這么嚴(yán)重，因而使用該早期專利的方法不能從現(xiàn)在的油料籽仁粗粉中生產(chǎn)出蛋白質(zhì)含量高于90％的蛋白質(zhì)類產(chǎn)品，而本專利所介紹的方法卻可以生產(chǎn)出達(dá)到這樣含量的蛋白質(zhì)類物質(zhì)。這必須對(duì)早先的方法作出重大修改，以便能從現(xiàn)在的油料籽仁粗粉，包括冷壓榨粗粉，內(nèi)獲取這種蛋白質(zhì)產(chǎn)品。
發(fā)明概述對(duì)于現(xiàn)在脂肪污染的油料籽仁粗粉，本發(fā)明提供一種制取高含量的純化蛋白質(zhì)分離物的方法，以便能夠避免現(xiàn)有技術(shù)所引起的問(wèn)題。
本發(fā)明提供了制備蛋白質(zhì)分離物的方法，包括(a)在溫度為約15-75℃時(shí)，用離子強(qiáng)度至少為約0.2,pH為約5-6.8的食品級(jí)鹽的水溶液浸提油料籽仁粗粉，粗粉中脂肪含量達(dá)重量百分比約10％，使油料籽仁粗粉內(nèi)的蛋白質(zhì)類物質(zhì)以及一些脂肪溶解，形成蛋白質(zhì)溶液；(b)將蛋白質(zhì)溶液從油料籽仁粗粉殘?jiān)锓蛛x開(kāi)來(lái)，這一步驟可以在(c)步之前或之后進(jìn)行；(c)除去蛋白質(zhì)溶液中的脂肪，得到脫脂蛋白質(zhì)溶液；(d)提高脫脂蛋白質(zhì)溶液的濃度，同時(shí)維持其離子強(qiáng)度基本恒定，形成濃縮的脫脂蛋白質(zhì)溶液；(e)稀釋濃縮的脫脂蛋白質(zhì)溶液，使離子強(qiáng)度至約0.2以下，引起在水相中分散的蛋白質(zhì)顆粒形成，該顆粒在顯微鏡下呈高度凝聚的蛋白質(zhì)微團(tuán)狀；(f)使蛋白質(zhì)微團(tuán)沉淀下來(lái)，形成蛋白質(zhì)分離物團(tuán)塊，至少部分為無(wú)定形的粘膠質(zhì)面筋樣蛋白質(zhì)微團(tuán)團(tuán)塊；(g)將蛋白質(zhì)分離物與上清液分開(kāi)；(h)干燥蛋白質(zhì)分離物，得到蛋白質(zhì)干粉，基本上未變性，并且蛋白質(zhì)重量百分含量為至少約90％。
在本發(fā)明中，脫脂步驟必須在產(chǎn)生蛋白質(zhì)微團(tuán)的稀釋步驟之前進(jìn)行，否則在微團(tuán)形成步驟中，蛋白質(zhì)將與脂肪共同析出，以致因?yàn)橹緭饺氲鞍踪|(zhì)，不可能得到所需純度的蛋白質(zhì)分離物。
附圖簡(jiǎn)述圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，應(yīng)用于canola粗粉的蛋白質(zhì)分離流程的示意圖，當(dāng)然也可通用于其它油料籽仁粗粉；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，應(yīng)用于canola粗粉的蛋白質(zhì)分離流程的示意圖，同樣也可以用于其它油料籽仁粗粉。
發(fā)明詳述本發(fā)明所用方法中包括的各個(gè)步驟均已列于工藝流程圖1和2。
本發(fā)明所用方法的起始步驟包括從油料籽仁粗粉，尤其是canola粗粉中溶出蛋白質(zhì)類物質(zhì)，盡管該法也可用于其它油料籽仁粗粉如大豆粗粉和油菜籽粗粉。在這里，蛋白質(zhì)類物質(zhì)可以是天然存在于canola或其它油料籽仁內(nèi)的蛋白質(zhì)，也可以是經(jīng)過(guò)遺傳操作導(dǎo)入的，擁有典型的疏水和極性特性的蛋白質(zhì)。canola粗粉可以是來(lái)自任何脫去canola油的并且含有不同量的未變性蛋白質(zhì)的canola種子粗粉，例如經(jīng)過(guò)了熱己烷浸提或冷油擠壓處理。如上所述，這些油料籽仁粗粉含有相當(dāng)比例的脂肪，可以達(dá)到粗粉總重量的約10％。
蛋白質(zhì)的溶出使用了食品級(jí)的鹽溶液，這類食品級(jí)的鹽通常是氯化鈉，當(dāng)然也可以用其它的鹽類，例如氯化鉀。這些食品級(jí)的鹽溶液離子強(qiáng)度至少為約0.2，如此可以有效地浸提出相當(dāng)含量的蛋白質(zhì)。隨著鹽溶液的離子強(qiáng)度逐漸增加，從蛋白質(zhì)原料中浸提出的蛋白質(zhì)也一起增多直至達(dá)到最高值。接下來(lái)，無(wú)論怎樣增高離子強(qiáng)度，將不再增加溶出蛋白質(zhì)的量。使溶出蛋白質(zhì)的量達(dá)到最大值時(shí)所需要的食品級(jí)鹽溶液的離子強(qiáng)度，取決于所使用的鹽的種類和蛋白質(zhì)原料的類別。
考慮到隨著離子強(qiáng)度的增高，在使蛋白質(zhì)沉淀下來(lái)的過(guò)程中需要更大的稀釋度，所以一般優(yōu)選離子強(qiáng)度低于約0.8，更優(yōu)選0.3-0.6。但也使用過(guò)高達(dá)5.0的離子強(qiáng)度。在圖1和圖2所示的實(shí)施方案里，使用0.5M的氯化鈉溶液浸提canola粗粉來(lái)溶解該物質(zhì)所含有的蛋白質(zhì)。
用鹽溶液溶解蛋白質(zhì)時(shí)的溫度宜控制在約5-35℃，優(yōu)選同時(shí)采取攪拌措施，縮短溶解時(shí)間，一般耗時(shí)10-60分鐘。優(yōu)選溶解步驟從原料中基本上浸提出最大量的蛋白質(zhì)。
確定約5℃作為的下限溫度是因?yàn)榈陀谠摐囟葧r(shí)溶解作用十分緩慢，不切實(shí)際，而確定約35℃作為上限溫度是因?yàn)槌^(guò)該溫度時(shí)微生物繁殖太快，難以接受。
食品級(jí)鹽水溶液及油料籽仁粗粉的自然pH介于約5-6.8之間，由此可以通過(guò)微團(tuán)途徑得到蛋白質(zhì)分離物，這些將在后文詳細(xì)介紹。獲取最大量蛋白質(zhì)分離物所需的最適pH取決于所采用的蛋白質(zhì)原料。
當(dāng)處于或者接近pH范圍的極限時(shí)，通過(guò)微團(tuán)途徑只能部分生成蛋白質(zhì)分離物，較之其它取值范圍內(nèi)的pH，其產(chǎn)率要低。因此，優(yōu)選的pH值是約5.3-6.2。
在浸提步驟中，可使用任何方便的食品級(jí)酸，通常為鹽酸，或者使用食品級(jí)堿，通常為氫氧化鈉，將食品級(jí)鹽溶液的pH調(diào)到約5-6.8范圍內(nèi)的任何想要的值。
在溶解步驟中，食品級(jí)鹽溶液里的蛋白質(zhì)原料的濃度可以在較大范圍內(nèi)變化。一般其濃度范圍在約5-15％w/v(重量/體積)。
在蛋白質(zhì)的鹽溶液浸提步驟中，還有溶出canola粗粉中某些脂肪的附帶作用，這將導(dǎo)致水相中出現(xiàn)脂肪。
一般而言，蛋白質(zhì)溶液里蛋白質(zhì)的濃度為約10-100克/升，優(yōu)選約30-70克/升，同時(shí)還溶解有1-10克/升的脂肪。脂肪含量可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)總脂測(cè)定法，取蛋白質(zhì)溶液樣品來(lái)進(jìn)行分析。
如圖1所示，在浸提步驟中，采用任何方便的方法，可以分離canola殘?jiān)玫娇偹嗳芤?，例如采用氣膜式壓榨機(jī)，再離心除去粗粉殘余物。分離出來(lái)的粗粉殘?jiān)梢韵刃懈稍锖笤俳?jīng)處理。也可以如圖2所示的實(shí)施方案，在經(jīng)過(guò)第一步脫脂后分離除去粗粉殘?jiān)?br> 然后，對(duì)蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行脫脂處理，至少除去一部分脂肪。脫脂操作是把蛋白質(zhì)水溶液冷卻至約15℃以下，優(yōu)選約10℃以下，最好在約3-7℃范圍內(nèi)，一般不需要攪拌，可以通過(guò)任何方便的分離操作從水相中分離除去脂肪，例如傾析、離心和/或精濾，如可以使用5微米的GAF袋過(guò)濾器。采樣分析冷卻蛋白質(zhì)溶液中脂肪的含量，以判斷冷卻方法除去的脂肪量。如實(shí)施方案所述，傾析除去溶液表面的脂肪，例如用泵抽取，初步脫脂的溶液再經(jīng)精濾除去殘余脂肪沉淀，見(jiàn)圖1。此外如圖2所示實(shí)施方案，也可以在冷卻步驟之后，通過(guò)離心除去脫脂蛋白質(zhì)溶液中的粗粉殘?jiān)?br> 脫脂操作一般可除去蛋白質(zhì)水溶液中所含脂肪的約30-90％，優(yōu)選約70-90％，由此可以對(duì)該脫脂蛋白質(zhì)溶液進(jìn)一步加工，得到蛋白質(zhì)含量更高的蛋白質(zhì)分離物。
而后脫脂蛋白質(zhì)水溶液被濃縮，以增高蛋白質(zhì)濃度，并且維持溶液的離子強(qiáng)度基本恒定。
濃縮步驟可以采用任何方便的選擇性膜技術(shù)來(lái)進(jìn)行，例如超濾或滲濾(diafiltration)。濃縮步驟具有提高蛋白質(zhì)微團(tuán)分離物產(chǎn)率的功效，因而提高整個(gè)蛋白質(zhì)分離方法的效率。
可用“體積減少系數(shù)”來(lái)表示蛋白質(zhì)溶液的濃縮程度。體積減少系數(shù)，用濃縮前的體積對(duì)濃縮后的體積比值來(lái)表示，因此隨著蛋白質(zhì)濃度從數(shù)值1.0開(kāi)始增高，可收得產(chǎn)率也逐步增加，直至達(dá)到到最大值。
一旦達(dá)到最大可收得產(chǎn)率，進(jìn)一步減少濃縮液體積所能帶來(lái)的有益作用只是相對(duì)于隨后蛋白質(zhì)分離中稀釋步驟所要求的體積而言。
達(dá)到最大可收得產(chǎn)率時(shí)的體積減少系數(shù)取決于所用蛋白質(zhì)原料及蛋白質(zhì)溶液的pH。優(yōu)選體積減少系數(shù)為約3.0-10，因?yàn)槌３Ｔ谶@一取值區(qū)間得到最大可收得產(chǎn)率。在此，一般采用的體積減少系數(shù)為至少約1.1，而且當(dāng)體積減少系數(shù)非常高時(shí)，蛋白質(zhì)溶液的粘度也相應(yīng)地變得非常高，可能會(huì)因之導(dǎo)致處理困難，所以禁止采用更高的體積減少系數(shù)值。
濃縮操作可以在任何方便的溫度條件下進(jìn)行，通常為約20-45℃，以在一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到所需要的濃縮程度。溫度以及其它條件在一定程度上取決于濃縮所用膜設(shè)備和溶液中蛋白質(zhì)濃度。
按本步驟濃縮蛋白質(zhì)溶液，不僅提高整個(gè)方法的產(chǎn)率，而且降低最終經(jīng)過(guò)干燥后得到的蛋白質(zhì)分離物的鹽濃度。控制蛋白質(zhì)分離物鹽濃度的能力十分重要，因?yàn)樵谔囟ㄊ称窇?yīng)用中，鹽濃度的變化會(huì)影響其功能和感官特性。
眾所周知，超濾和相似的選擇膜技術(shù)允許低分子量的物質(zhì)通過(guò)而阻止高分子量物質(zhì)通過(guò)。低分子量物質(zhì)不僅包括食品級(jí)鹽的各種離子，而且還包括從原料中浸提出來(lái)的低分子量物質(zhì)，例如，碳水化合物、色素分子等。通常選擇好膜的截止分子量，以保證基本上保留溶液中所有的蛋白質(zhì)。
濃縮步驟中除去浸提液里的低分子量物質(zhì)，可以使得蛋白質(zhì)濃度增高而不需要使用沉淀手段，大大超過(guò)了浸提步驟所能達(dá)到的最大濃度。
濃縮后的蛋白質(zhì)溶液可能要經(jīng)過(guò)降低蛋白質(zhì)溶液溫度的進(jìn)一步脫脂步驟，溫度低于約15℃，優(yōu)選低于約10℃，最好在約3-7℃范圍，由此可以使脂肪從蛋白質(zhì)溶液水相分離出來(lái)而被除去。如前所述的第一個(gè)脫脂步驟中的任何脂肪分離方法，單獨(dú)地或聯(lián)合地，都可應(yīng)用到這里，從而除去冷卻的濃縮蛋白質(zhì)溶液中的脂肪。通常情況下，進(jìn)一步的脫脂處理導(dǎo)致殘余脂肪去除率為約30-90％，優(yōu)選達(dá)到約70-90％，此時(shí)濃縮蛋白質(zhì)溶液里殘余脂肪濃度為約1-10克/升。
通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)溶液取樣分析，測(cè)定脂肪濃度，可以確定冷卻步驟除去的脂肪量。脂肪從溶液的表面被傾析除去，例如使用泵來(lái)抽取，脫脂溶液再通過(guò)精濾除去殘余脂肪沉淀。
經(jīng)過(guò)濃縮步驟和脫脂步驟所得到的濃縮蛋白質(zhì)溶液，通常含蛋白質(zhì)濃度為約40-200克/升，這將取決于初始蛋白質(zhì)濃度和所用體積減少系數(shù)。然后將其稀釋到離子強(qiáng)度小于約0.2，一般是把濃縮后的蛋白質(zhì)溶液加到需要量的水主體里，達(dá)到所要降低的離子強(qiáng)度。
加入濃縮蛋白質(zhì)溶液的水主體，其溫度通常低于約25℃，優(yōu)選約3-15℃，因?yàn)樵谳^低的溫度下可以提高蛋白質(zhì)的產(chǎn)率。
降低離子強(qiáng)度，可以促使分散的蛋白質(zhì)液滴里形成云塊狀高度凝聚的蛋白質(zhì)分子團(tuán)塊，呈微團(tuán)形態(tài)。蛋白質(zhì)微團(tuán)沉淀后可以形成凝聚的、致密無(wú)定形粘結(jié)的面筋樣蛋白質(zhì)分離物團(tuán)塊。沉淀過(guò)程可借助諸如離心的方法。該誘導(dǎo)沉淀的方法可以減少蛋白質(zhì)分離物團(tuán)塊中的含水量，一般使總蛋白質(zhì)分離物團(tuán)塊中含水量從重量百分比約70-90％降低到約50-80％。降低蛋白質(zhì)分離物團(tuán)塊里的含水量的同時(shí)可以降低蛋白質(zhì)分離物中被吸附的鹽含量，從而降低了干燥蛋白質(zhì)分離物的鹽含量。
稀釋濃縮蛋白質(zhì)溶液到離子強(qiáng)度低于約0.2將影響到微團(tuán)化效率，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)分離物的產(chǎn)率。因此，通常稀釋到離子強(qiáng)度值小于約0.15，優(yōu)選小于約0.1。本發(fā)明中，在離子強(qiáng)度值范圍為約0.1-0.2時(shí)就可以獲得好的蛋白質(zhì)分離物產(chǎn)率，這種能力與以上提到的現(xiàn)有技術(shù)形成鮮明的對(duì)照，其中，離子強(qiáng)度必須降低到低于0.1時(shí)，才能獲得理想的產(chǎn)率。
稀釋步驟優(yōu)選達(dá)到離子強(qiáng)度為約0.06-0.12，因?yàn)樵摲秶梢垣@得最佳產(chǎn)率，如果加入過(guò)量的水以使離子強(qiáng)度降低至約0.06以下，這將不再有更多的好處。對(duì)稀釋蛋白質(zhì)溶液達(dá)到的離子強(qiáng)度下限的確定，更大程度上是出于對(duì)溶液體積的實(shí)際經(jīng)濟(jì)角度的考慮，而非從工藝可操作性角度考慮。在


的實(shí)施方案中，稀釋比例為濃縮蛋白質(zhì)溶液比水為1∶15。
沉淀下來(lái)的蛋白質(zhì)分離物為呈無(wú)定形的、凝聚的、粘結(jié)的、膠質(zhì)的、面筋樣形態(tài)的蛋白質(zhì)團(tuán)塊，被稱為“蛋白質(zhì)微團(tuán)團(tuán)塊”，或簡(jiǎn)寫(xiě)為“PMM”，是從剩余水相里分離得到的，如傾析除去沉淀蛋白質(zhì)團(tuán)塊外的水相。PMM可以在濕狀態(tài)或干狀態(tài)下應(yīng)用，通過(guò)任何方便的技術(shù)，例如噴霧干燥，冷凍干燥或真空鍋干燥，可以得到干品。這些干燥的PMM具有高蛋白質(zhì)含量，通常超過(guò)約90％(用Kjeldahl的方法計(jì)算，氮×6.25)，基本上沒(méi)有變性(通過(guò)差示掃描熱量計(jì)分析)。這種從含脂肪的油料籽仁粗粉里分離得到的干燥PMM，同時(shí)只含有較低的脂肪殘存量，可以低于約1％。
本發(fā)明所能達(dá)到的高的未變性蛋白質(zhì)水平的能力是傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法比擬的。通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的方法，從現(xiàn)在含脂肪的油料籽仁粗粉中獲得的不變性蛋白質(zhì)的高水平可以與USP4,208,323的方法使用其中所述的原料所獲得的水平相當(dāng)。
按照本發(fā)明的方法，獨(dú)特的脫脂操作可以保證在不變性的方式下從被脂肪污染的油料籽仁粗粉中獲得高水平含量的蛋白質(zhì)。依照本發(fā)明的操作程序可以產(chǎn)生一種改性蛋白質(zhì)微團(tuán)團(tuán)塊液體析出產(chǎn)物，在此被稱為MPMMLE。
本發(fā)明通過(guò)如下實(shí)施例可以得到說(shuō)明。實(shí)施例1本實(shí)施例作為本發(fā)明的實(shí)施方案之一，說(shuō)明如何從canola的油料籽仁粗粉里制備蛋白質(zhì)分離物，工藝流程見(jiàn)圖1。
市購(gòu)canola粗粉50公斤加到500升用自來(lái)水兌制的氯化鈉溶液中(0.5M)，放置在一個(gè)600升的容器里?；旌衔镉脴綌嚢杵髟?℃攪拌4小時(shí)，攪拌速度為76.0rpm(轉(zhuǎn)/分)。然后整個(gè)混合物進(jìn)入壓榨步驟，使用的是wilmes型氣膜式壓榨機(jī)。收得的壓榨液然后使用Westphalia型澄清機(jī)離心，得到鹽/蛋白質(zhì)粗浸提液，含蛋白質(zhì)13克/毫升，最終體積為477升。
鹽/蛋白質(zhì)粗浸提液隨后被冷卻到6℃，保持16小時(shí)，即有一層脂肪浮出到溶液表面。用泵抽走上面一層，剩余的含蛋白質(zhì)的溶液然后過(guò)濾，所用設(shè)備為孔徑5微米的袋式過(guò)濾器，以便除去殘存的籽殼和細(xì)胞壁以及脂肪殘余顆粒。
濾清的蛋白質(zhì)溶液再經(jīng)過(guò)濃縮，使用的設(shè)備是截止分子量30,000的中空纖維超濾系統(tǒng)，最終濃縮到體積為50升，蛋白質(zhì)濃度為約120毫克/毫升。所收得的50升濃縮液再被冷卻到6℃，保持16小時(shí)，則在溶液表層又形成一薄層脂肪膜，該膜層將被撤出并丟棄。
這一高蛋白質(zhì)含量的浸提液然后用自來(lái)水稀釋15倍(6℃)。在稀釋過(guò)程中，有白云狀物質(zhì)迅速出現(xiàn)。不再攪拌，這些蛋白質(zhì)云狀物(由canola粗粉蛋白質(zhì)發(fā)生疏水結(jié)合引起蛋白質(zhì)凝聚)在稀釋容器里沉淀下來(lái)。上層稀釋水用泵抽出，收集沉淀下來(lái)的粘性蛋白質(zhì)團(tuán)塊狀物，進(jìn)行噴霧干燥。所得蛋白質(zhì)分離物(蛋白質(zhì)含量91％，同前)用差示掃描熱量計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)在不同食品用途中是具有高功能活性的天然物。最終蛋白質(zhì)分離物中的脂肪含量為0.93％。實(shí)施例2按照本發(fā)明又一實(shí)施方案，本實(shí)施例說(shuō)明如何從溶劑提取過(guò)的油菜籽粗粉中制備蛋白質(zhì)分離物，工藝流程如圖2所示。
市購(gòu)Polish油菜籽粗粉含蛋白質(zhì)32.5％(同前)，脂肪10.1％，水分6.1％，按照重量/體積比為10％的比例，用重量百分比1.46％的鹽溶液浸提。浸提系統(tǒng)在25℃攪拌2小時(shí)，用與實(shí)施例1相同的方法除去粗粉殘?jiān)缓罄鋮s到8℃，讓它沉淀1小時(shí)。待沉淀過(guò)程結(jié)束，大約有200克液體表層脂肪被撤去，然后離心水溶液體系，除去顆粒物質(zhì)。上清液滲濾后，用截止分子量30,000道爾頓的膜濃縮。整個(gè)膜濃縮步驟需要時(shí)間4.5小時(shí)，得到的蛋白質(zhì)浸提液總固形物含量為4.1％(蛋白質(zhì)含量占43.9％，干物質(zhì)分析)。蛋白質(zhì)浸提液用自來(lái)水(2℃)稀釋15倍，發(fā)現(xiàn)迅速形成白色微團(tuán)云塊狀凝聚蛋白質(zhì)。讓微團(tuán)塊狀物在3℃沉淀14小時(shí)，傾去上層稀釋水，收集底部的粘性蛋白質(zhì)團(tuán)塊，經(jīng)過(guò)干燥后形成最終蛋白質(zhì)產(chǎn)品。實(shí)施例3本實(shí)施例說(shuō)明canola籽仁經(jīng)冷壓(擠出)制得的粗粉的應(yīng)用。
完整的canola籽仁進(jìn)料后被冷擠出機(jī)(Monforts型)壓出，再將得到的塞狀擠出物粉碎，壓縮的種子碎粒(較少擠出的油)在標(biāo)準(zhǔn)磨粉機(jī)(Fitz型)里粉碎，達(dá)到與市售canola粗粉相似的細(xì)度。然后此原料依照與實(shí)施例2中蛋白質(zhì)浸提和回收相同的方法加工。在稀釋過(guò)程中形成典型的云狀蛋白質(zhì)微團(tuán)，收集粘性蛋白質(zhì)微團(tuán)團(tuán)塊，經(jīng)干燥得最終蛋白質(zhì)產(chǎn)品。實(shí)施例4本實(shí)施例說(shuō)明如何按照本發(fā)明的方法來(lái)利用市售大豆粗粉。
通過(guò)冷粉碎設(shè)備得到的市售大豆粗粉(10公斤)，不經(jīng)過(guò)有機(jī)溶劑萃取，蛋白質(zhì)含量為46％，經(jīng)過(guò)pH6.5,0.35M氯化鈉溶液攪拌30分鐘浸提。初始大豆粗粉含脂肪量為6.0％。整個(gè)工藝流程已經(jīng)在圖2中給出，用于此大豆材料的操作細(xì)節(jié)與實(shí)施例2相同，包括除去水相脂肪的冷卻步驟，而稀釋率則不然，此處調(diào)節(jié)為1∶3.5。稀釋過(guò)程中，在高蛋白質(zhì)含量溶液進(jìn)入冷自來(lái)水時(shí)，立即形成白色的蛋白質(zhì)云狀物。蛋白質(zhì)微團(tuán)通過(guò)離心沉淀下來(lái)，在稀釋容器底部收集到粘蛋白團(tuán)塊，經(jīng)過(guò)干燥后得到最終蛋白質(zhì)產(chǎn)品。
內(nèi)容總結(jié)綜上所述，本發(fā)明提供了一種新穎的制備蛋白質(zhì)分離物的方法，從含脂肪的油料籽仁粗粉中，用溫和的、不發(fā)生變性的方法得到高蛋白質(zhì)含量的蛋白質(zhì)分離物，并且基本上除去脂肪。在本發(fā)明范圍內(nèi)還可能有一些修改形式。
權(quán)利要求
1．制備蛋白質(zhì)分離物的方法，包括(a)在溫度約5-35℃時(shí)，用離子強(qiáng)度至少約0.2,pH約5-6.8的食品級(jí)鹽溶液，浸提油料籽仁粗粉，粗粉中脂肪重量百分含量達(dá)約10％，使粗粉中的蛋白質(zhì)和脂肪溶解，形成蛋白質(zhì)水溶液，(b)使蛋白質(zhì)水溶液與油料籽仁粗粉殘?jiān)蛛x開(kāi)，(c)除去蛋白質(zhì)水溶液中的脂肪，得到脫脂蛋白質(zhì)水溶液，(d)提高脫脂蛋白質(zhì)溶液中的蛋白質(zhì)濃度，同時(shí)維持其離子強(qiáng)度基本恒定，得到濃縮的脫脂蛋白質(zhì)溶液，(e)稀釋濃縮的脫脂蛋白質(zhì)溶液達(dá)離子強(qiáng)度低于約0.2，使之在水相中形成分散的蛋白質(zhì)顆粒，至少部分為蛋白質(zhì)微團(tuán)形式，(f)使蛋白質(zhì)微團(tuán)沉淀下來(lái)，形成蛋白質(zhì)分離物團(tuán)塊，至少部分為無(wú)定形的粘膠質(zhì)面筋樣蛋白質(zhì)微團(tuán)團(tuán)塊，(g)將蛋白質(zhì)分離物與上清液分開(kāi)，(h)干燥蛋白質(zhì)分離物，得到蛋白質(zhì)干粉，基本上未變性，并且蛋白質(zhì)重量百分含量為至少約90％。
2．如權(quán)利要求1所述方法，其中食品級(jí)鹽溶液的離子強(qiáng)度為約0.3-0.6。
3．如權(quán)利要求1所述方法，其中浸提步驟進(jìn)行約10-60分鐘。
4．如權(quán)利要求2所述方法，其中食品級(jí)鹽溶液的pH為約5.3-6.2。
5．如權(quán)利要求1所述方法，其中蛋白質(zhì)水溶液內(nèi)蛋白質(zhì)濃度為約10-100克/升，溶解的脂肪濃度為約1-10克/升。
6．如權(quán)利要求5所述方法，其中通過(guò)冷卻蛋白質(zhì)水溶液，使脂肪與水相分離，然后從水相分離出脂肪，從而除去蛋白質(zhì)水溶液中的脂肪。
7．如權(quán)利要求6所述方法，其中通過(guò)傾析、離心和/或精濾分離出脂肪。
8．如權(quán)利要求6所述方法，其中蛋白質(zhì)水溶液冷卻到溫度約15℃以下，以便除去此溶液中脂肪的約30-90％。
9．如權(quán)利要求6所述方法，其中蛋白質(zhì)水溶液被冷卻到約3-7℃。
10．如權(quán)利要求9所述方法，其中除去了蛋白質(zhì)水溶液中所含脂肪的約70-90％。
11．如權(quán)利要求6所述方法，其中蛋白質(zhì)水溶液的冷卻步驟在從油料籽仁粗粉殘?jiān)蟹蛛x出之前進(jìn)行，從水相分離出脂肪后再?gòu)牡鞍踪|(zhì)水溶液中分離出油料籽仁粗粉的殘?jiān)?br> 12．如權(quán)利要求6所述方法，其中從油料籽仁粗粉殘?jiān)蟹蛛x出蛋白質(zhì)水溶液后再進(jìn)行蛋白質(zhì)水溶液的冷卻步驟。
13．如權(quán)利要求1所述方法，其中使用選擇性膜技術(shù)，在保持離子強(qiáng)度的同時(shí)，濃縮脫脂蛋白質(zhì)溶液。
14．如權(quán)利要求13所述方法，其中脫脂蛋白質(zhì)溶液被濃縮到體積減少系數(shù)為約3.0-10。
15．如權(quán)利要求14所述方法，其中濃縮在溫度為約20-45℃的條件下進(jìn)行。
16．如權(quán)利要求1所述方法，其中在稀釋步驟之前，濃縮的脫脂蛋白質(zhì)溶液再經(jīng)過(guò)一次進(jìn)一步的脫脂步驟。
17．如權(quán)利要求16所述方法，其中進(jìn)一步脫脂步驟通過(guò)冷卻濃縮的脫脂蛋白質(zhì)溶液來(lái)進(jìn)行，引起脂肪從水溶液里分離出來(lái)，然后可將脂肪與水相分開(kāi)。
18．如權(quán)利要求17所述方法，其中通過(guò)傾析、離心和/或精濾分離出脂肪。
19．如權(quán)利要求17所述方法，其中蛋白質(zhì)水溶液被冷卻到低于約15℃，以除去蛋白質(zhì)水溶液中約30-90％的脂肪。
20．如權(quán)利要求17所述方法，其中濃縮的脫脂蛋白質(zhì)溶液被冷卻到約3-7℃。
21．如權(quán)利要求20所述方法，其中除去濃縮蛋白質(zhì)溶液中所含脂肪的約70-90％。
22．如權(quán)利要求1所述方法，其中稀釋步驟在溫度低于約25℃的條件下進(jìn)行。
23．如權(quán)利要求22所述方法，其中稀釋步驟是把濃縮蛋白質(zhì)溶液加到冷水主體中，冷水溫度為約3-15℃。
24．如權(quán)利要求22所述方法，其中稀釋步驟中溶液稀釋到離子強(qiáng)度為約0.06-0.12。
25．如權(quán)利要求24所述方法，其中通過(guò)離心來(lái)沉淀蛋白質(zhì)微團(tuán)。
26．如權(quán)利要求1所述方法，其中油料籽仁粗粉是canola粗粉。
27．如權(quán)利要求1所述方法，其中油料籽仁粗粉是油菜籽粗粉。
28．如權(quán)利要求1所述方法，其中油料籽仁粗粉是大豆粗粉。
全文摘要
使用食品級(jí)鹽溶液,通過(guò)浸提具有相當(dāng)脂肪含量的油料籽仁粗粉,特別是canola粗粉,來(lái)促使油料籽仁粗粉中的蛋白質(zhì)及脂肪發(fā)生溶解,形成蛋白質(zhì)水溶液,所得到的蛋白質(zhì)分離物具有高含量的蛋白質(zhì)和低含量的殘余脂肪,并且蛋白質(zhì)基本上呈未變性的形式。除去蛋白質(zhì)水溶液中脂肪的方法,是冷卻蛋白質(zhì)水溶液,然后除去分離出來(lái)的脂肪。當(dāng)離子強(qiáng)度維持基本恒定時(shí),提高了脫脂蛋白質(zhì)溶液的中蛋白質(zhì)濃度。對(duì)濃縮的蛋白質(zhì)溶液采用進(jìn)一步除去脂肪的操作,然后稀釋到離子強(qiáng)度低于約0.2,促使在水相中形成以蛋白質(zhì)微團(tuán)形式存在的蛋白質(zhì)顆粒。通過(guò)沉淀蛋白質(zhì)微團(tuán),形成凝聚的蛋白質(zhì)分離物團(tuán)塊,呈無(wú)定形的、粘膠質(zhì)的、面筋樣蛋白質(zhì)微團(tuán)團(tuán)塊,將其與上清液分開(kāi),干燥后得到蛋白質(zhì)粉末。
文檔編號(hào)A23J1/14GK1214614SQ97193452
公開(kāi)日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1997年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月31日
發(fā)明者E·D·默里 申請(qǐng)人:B·M·W·卡諾拉有限公司