Спосіб отримання білків з зеленої маси рослин

Спосіб отримання білків з зеленої маси рослин, що передбачає подрібнення зеленої маси, відокремлення соку та розподіл кормових і харчових фракцій, який відрізняється тим, що подрібнення зеленої маси проводять у кавітаційній установці при низьких температурах з попереднім наповнюванням камери водою, яка забезпечує робочий режим установки в момент запуску та руйнування клітини до фракцій молекулярного рівня, одержану масу направляють на центрифуги з високим фактором розподілення для одержання клітинного соку, до складу якого входять також хлоропластові (68 - 70%) та цитоплазматичні (25 32%) білки, які можуть бути виділені окремо Винахід відноситься до кормовиробництва і харчової промисловості, а саме, одержанню хлоропластових та цитоплазматичних білків з рослин, і може бути використаний в консервній, кондитерській, молочній, парфумерній, медичній промисловостях Відомий спосіб виробництва кормового та харчового білка з зеленої маси рослин (наприклад, амаранта) шляхом їх обробки СОг при температурі від 32 до 70°С та тиску вище критичного Після цього біомасу подрібнюють, додають до неї розчин полісахарида, та проводять електроплазмоліз, відділення соку і ізоелектричну коагуляцію харчового цитоплазматичного білка (Способ получения пищевого белка из зеленой массы растений Паш России №2035174 6A23J1/14 Квасенков О И , Загибалов А Ф , Пилипенко Л Н , Лях ТА Опубл 20 05 1995, бюл №14) Недоліком цього способу є погіршення біологічної ЦІННОСТІ білкових фракцій при підвищених температурах, за рахунок порушення білкових молекул, зменшення їх молекулярної маси і, як результат, зниження виходу фракцій Найбільш близьким до заявленого винаходу є спосіб отримання білків з зеленої маси рослин, який передбачає подрібнення зеленої маси, віджим з неї клітковинного соку, проведення гідромеханічної обробки у дві стадії при 38 - 40°С на протязі 2,0 - 2,2сек і при 60 - 65°С на протязі 2,6 2,8сек (Способ получения концентратов хлоропластных и цитоплазматических белков из зеленых растений Паш России №2140746 6A23J1/14, А23К1/14 Киреева В В , Долгов И А , Пройдак Н И Черногубов В А , 10 11 1999, бюл №31) Недоліком цього способу є використання високих температур та гідромеханічної обробки соку, що призводить до руйнування нативних білків, погіршує ЯКІСНІ характеристики фракцій, ускладнює проведення самого процесу отримання білків із зеленої маси рослин, розподіл її на фракції В основу винаходу поставлена задача розробки способу виробництва білків кормового та харчового призначення високої якості при скороченні технологічних операцій Поставлена задача вирішується тим, що спосіб передбачає подрібнення зеленої маси рослин та відокремлення соку Згідно з винаходом, головне подрібнення зеленої маси проводять у кавітаЦІЙЦНІЙ установці при низьких температурах з попереднім наповнюванням камери водою, яка забезпечує робочий режим установки в момент запуску та руйнування клітини до фракцій молекулярного рівня, одержану масу направляють на центрифуги з високим ефектом розподілення для одержання клітинного соку, до складу якого входять хлоропластові - 68 - 70% та цитоплазматичні - 25 - 32% білки В ході подальших технологічних операцій ці фракції можуть бути виділені окремо Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним результатом полягає в наступному Зелена маса (наприклад, амаранту) після комбайна завантажується в кавітаційну установку, яка перед цим заповнюється водою для забезпечення робочого режим/ у момент запуску Під впливом молекулярного тертя часток, їх нерівномірного О (О со Ю 53601 руху, за рахунок ударно-хвильового впливу, гідравлічного удару активізуються процеси агрегації білкових часток, при цьо Іу відбувається руйнування клітинних стінок рослин Введення в технологічну ЛІНІЮ кавітаційної обробки біомаси дозволяє досягти високого ступеня подрібнення сировини, що дає можливість збільшити вихід клітинного соку, досягти ефективної екстракції протеїнів в наслідок глибокого руйнування мембран клітин Утворюється однорідна пастоподібна маса, в якій практично не має грубого пресзалишка, що знімає проблему його утилізації Додавання води в кавітатор перед запуском дозволяє не тільки встановити стаціонарний режим роботи установки, але і підвищити перехід протеїнів в клітинний сік В подальшому при стаціонарній роботі установки замість води можливо використовувати частину соку, що залишається при центрифугуванні Воду або сік використовують у співвідношенні 1 1 до біомаси Час подрібнення Зхв При цьому відмічається значне виділення енергії, що призводить до нагрівання біомаси Таке явище може прискорити коагуляцію субклітинних органел соку -хлоропластів, що містять мембранні білки, і зменшити перехід протеїнів в сік Для запобігання цього явища, в кавітаційній установці передбачене регулювання температурного режиму в межах ЗО - 32°С завдяки охолоджуваної рубашки При такому способі обробки зеленої маси амаранту, яка характеризується високою лабільністю, вдається значно знизити температуру нагріву соку при подальшій обробці, що сприяє зберіганню нативного складу клітинного соку Така технологічна операція забезпечує високий вихід білкових фракцій (88 - 92%) при максимальному збереженню їх нативних якостей Отримана подрібнена біомаса центрифугується (3000об/хв) для відділення клітинного соку від клітковини В зв'язку з тим, що при кавітації досягається високий рівень подрібнення зеленої маси (до 90 - 95%) при такому способі одержання білків практично не стоїть питання про прес-залишки зеленої маси, на утилізацію яких потрібні значні витрати енергії (наприклад, сушка) Для того, щоб запобігти гідролізу протеїнів дуже важливо весь процес обробки зеленої маси провести як можна швидше (за 20 - ЗОхв) Для цього передбачено використання пересувних мобільних кавітаційних установок Клітинний СІК МІСТИТЬ хлоропластові та цитоплазматичні протеїни, широкий спектр біологічно активних речовин ЛІПІДИ, фосфороліпіди, хлорофіли, каратиноіди, вітаміни, ненасичені жирні кислоти, вуглеводи, сапоніни, пектини, барвники), що може бути використано у багатьох галузях народного господарства (парфюмерній, біохімічній, медичній, харчовій промисловостях), або слугувати сировиною для отримання кормових та харчових білків Незначне підвищення температури соку (40 52°) після кавітації сприяє коагуляції кормових білків в ній, що дає можливість утворенню крупнодисперсної суспензії та зберіганню бюлопчнфктивних речовин соку Для забезпечення оптимальних умов коагуляції хлоропласта во і фракції білків рН клітинного соку доводиться до значення 6,8 - 7,2 Для цього використовують алкалізуючй речовини (луги, карбонати тощо) Спосіб здійснюється таким чином Подрібнена маса росин (наприклад амаранту) після комбайна поступає на модільну або стаціонарну кавітаційну установку, яка перед цим була наповнена водою, і має охолоджувальну камеру, завдяки якій температура біомаси практично залишається постійною Співвідношення води та зеленої маси 1 1 Після Зхв обробки утворюється пастоподібна однорідна суміш, яку центрифугують, в результаті чого одержують клітинний сік (78 - 80%) та пресзалишки клітковини в осаді В подальшому сік обробляють додаванням 0.3N розчину ЫагСОз або К2СО3 для доведення рН соку До 6,8 - 7,2 (ізоелектрична точка білків амаранту) нагрівають його до 40 - 52°С Після чого відокремлюють осад хлоропласта в их білків та світлий сік цитоплазматичних білків і бюактивних речовин Цю фракцію можна використовувати безпосередньо в харчовій промисловості, або виділити з неї харчовий білок у вигляді осаду, а центрифугат с біологічно активними речовинами, для яких притаманно висока пшоутворююча здатність, можна направляти на виробництво миючих засобів, парфумів та в кондитерській промисловості Спосіб пояснюється конкретним прикладом 1 тонна свіжескошеної листо-стебельної маси амаранта (вологість 84,0 - 85,0%), вміст розчинного білка (3,54%) направляють в кавітатор, де вона подрібнюється до розміру часток молекулярного рівня протягом Зхв В результаті чого утворюється пастоподібна емульсія, яка складається з клітинного соку (800кг), куди входять 29,8кг білків і залишки клітковини (200кг) Вся маса направляється на центрифуги з високим коефіцієнтом розподілення, де одержують клітковинний сік, до складу якого входить 2,45 2,5% білка, і залишок на ситі 4,2% з вологістю 30% Крім того сюди також входять вуглеводи, головним чином сахароза - 2,82%, пектини - 7,5%, каротини, вітаміни, харчові барвники, амарантин, ЛІПІДИ, органічні кислоти та багато інших Таким чином, запропонований спосіб дає можливість одержати кормові та харчові білки високої якості, при скороченні технологічних операцій 53601 АМАРАНТ (1 тонна вологістю 84,2 И; вміст розчинного білка - 3,$4 %) КАВІТАЦІЯ І ЦЕНТРИФУГУВАННЯ КЛІТИННИЙ СІК ТВЕРДИЙ ПРЕС-ЗАЛИШОК (750 кг і 18,3 -18,8 кг білка) (200 кг з вологістю 30 % і 42 кг 1 ХЛОРОПЛАСТОВІ СІК: V БІЛКИ а) білок (5,5 - 5,6 кг) (12,8 -13,2 кг) б) вуглеводи-21,2 кг; > СУШКА І ГРАНУЛЮВАННЯ в) пектини-56,3 кг; г) вітаміни, жирні кислоти, ліпіди д) барвникн та ін. НА СУШКУ Г ГРАНУЛЮВАННЯ ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24