Метод за получаване на протеинов и нишестен изолат от грах
Употреба: в хранителната промишленост за производство на протеинов изолат и нишесте. Същността на изобретението: извършва се белене и смилане на грахови семена, екстракция на протеини с технологичен саламура с йонна сила 0,0015 - 0,15 при рН 6,5 - 9,0. Неразтворимият остатък се отделя от протеиновия разтвор, протеинът се утаява от разтвора при рН 4,3 - 5,6. Процесният саламура за екстракция се приготвя чрез комбиниране на супернатантите, получени в резултат на отделянето, измиването и неутрализирането на нишестето и пулпата, със или без добавяне на соли. 2 часа стр. f-ly, 2 таб.
Изобретението се отнася до биотехнологии и се отнася до метод за получаване на протеинов изолат (протеинова паста) и нишесте за използване в хранителната промишленост.
Известни методи за обработка на грах за получаване на нишесте и протеини, свързани с "мокрия" тип, се основават на суспендиране на грахово брашно във вода и отделяне на разтворим протеин от неразтворими компоненти на нишестето и целулозната суспензия и се различават по отношение на условията на екстракция, процедурите за изолиране на протеин от разтвори и степента на пречистване на нишестения продукт.
Известният метод [1] за получаване на протеин от грах чрез многоетапна екстракция при рН 2,5-3,0 и разделяне на продукти чрез центрофугиране.
Значителен недостатък на този метод е унищожаването на нишесте в кисела среда.
Друг известен метод [2] предвижда извличане на протеин от грахово брашно с разтвор на натриев хидроксид с концентрация 0,11% в съотношението на суровините: екстрагент 1: 5, разделяне на нишестената утайка и протеинов разтвор чрез центрофугиране, неутрализация и пръскане изсушаване на двете фракции за получаване на нишесте и концентрирана катерица.
По-висока концентрация на протеин в протеинов продукт се постига с помощта на ултрафилтрация или изоелектрично утаяване на протеина при подкисляването на неговия разтвор.
Известният метод [4] предвижда екстракция с алкален разтвор, разделяне на протеин и нишесте чрез центрофугиране или фракциониране върху хидроциклони, получаване на протеинови изолати чрез ултрафилтрация или изоелектрично утаяване.
Ултрафилтрацията през порести мембрани ви позволява да извлечете по-голямата част от протеина от разтвори, но това е свързано със сериозни технически затруднения, произтичащи от отлагането на протеини върху повърхността на мембраната и запушването на порите, и не се използва широко поради ниската производителност.
Вариант на метода [5], осигуряващ производството на протеинов изолат чрез изоелектрично утаяване и позволяващ получаването на протеин и нишесте с висока чистота с висок добив (съответно 77% и 95%), взето за прототип.
Методът-прототип включва следните операции: белене на семена от грах, смилане на белени семена за получаване на брашно, екстракция с 0,03 N разтвор на натриев хидроксид в съотношение брашно: разтвор 1: 4,
отделяне на кашата чрез пресяване на екстракта върху сито от 75 микрона,
отделяне на екстрактната суспензия чрез центрофугиране или фракциониране върху хидроциклони за получаване на протеинов разтвор и нишесте,
отделяне на фина пулпа от нишесте чрез пресяване,
сушене на нишесте, за да се получи готов продукт,
утаяване на протеин от разтвор при рН 4,4,
отделяне и неутрализиране на протеинови утайки,
сушене за получаване на сух протеинов изолат.
Най-същественият недостатък на този метод е твърдостта на условията на екстракция. Използването на 0,03 N разтвор на натриев хидроксид като екстрагент води до факта, че в началото на процеса на екстракция рН достига 12,5 и, когато протеинът се разтваря, намалява до 8,5. Екстракцията при толкова висока алкалност осигурява висок добив на протеин, но води до денатурация на протеини, частична хидролиза на аминокиселинни остатъци от аргинин, изолевцин, треонин и особено цистеин, който е с недостиг на грахов протеин. В същото време при тези условия настъпва рацемизация на аминокиселинните остатъци от аланин, серин и триптофан, както и образуването на нефротоксичен лизиноаланин. Полученият протеинов продукт има ниска хранителна стойност, кремообразен цвят, необичаен за естествения протеин, и функционални свойства, присъщи на химически модифициран протеин. Екстракцията на протеин при рН 12,5-9,5 е придружена от частично унищожаване на нишесте, подуване и напукване на някои от нишестените зърна. Полученото нишесте се характеризира с намален вискозитет на суспензиите при нагряване. Поради неравномерното набъбване на зърната по време на обработката, продуктът е разнороден и няма възпроизводимостта на състава и свойствата, изисквани от съвременните хранителни технологии.
Целта на настоящото изобретение е да се получи протеинов изолат с висока биологична стойност и добри функционални свойства и висококачествено вискозно нишесте от грах, като същевременно се гарантира висока степен на екстракция на двата компонента и запазване на тяхната естествена структура.
Решението на този проблем се постига чрез екстракция в диапазона от рН 6.5-9.0 в присъствието на солеви йони в комбинация с рециркулация на остатъчния разтворим протеин, съдържащ се в неразтворимата част на суспензията, и включва цикличен процес на обработка, включително следните операции:
пилинг грахови семена,
сухо смилане на семена или смилане в технологичен саламура,
екстракция на протеин с технологичен саламура с йонна сила 0,0015-0,15 при рН 6,5-9,0,
отделяне на неразтворимата част на суспензията от протеиновия разтвор,
утаяване на протеини при рН 4.3-5.6,