Спосіб екстрагування білків із соняшникового шроту

Реферат: UA 94554 U UA 94554 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до харчової промисловості, а саме до технології харчових ізольованих білків, які одержують із шротів олійних культур. Відомий традиційний спосіб одержання білкових добавок зі шротів олійних культур, у якому білки послідовно екстрагують нейтральними та/або лужними розчинниками, розділяють білковий екстракт та твердий залишок шроту, білки осаджують шляхом ізоелектричного осадження та центрифугування за швидкості 3000 об/хв, одержану білкову пасту промивають, центрифугують за швидкості 3000 об/хв та висушують. Недоліком даного способу є те, що кількісний вихід білкового ізоляту, який одержують при послідовній екстракції соняшникового шроту в нейтральних та лужних розчинах становить 22 % від маси шроту. В той же час в соняшниковому шроті масова частка розчинних білків повинна бути не меншою 65 % від загального вмісту білків. Таким чином, існує потенційна можливість збільшити кількісний вихід білкового ізоляту із соняшникового шроту. В той же час з точки зору використання білкових добавок важливим є їх високі технологічні властивості (розчинність, здатність стабілізувати дисперсні системи, вологозв'язувальна та жирозв'язувальна здатність). Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб одержання білкових ізолятів із соняшникового шроту, який передбачає подрібнення шроту, екстрагування білків у фосфатному буфері із додаванням хлориду натрію протягом 30-60 хвилин, інактивацію ферменту, відділення твердих часточок шроту від білкового екстракту шляхом центрифугування, осадження білків додаванням розчину соляної кислоти до значення рН 4,0-4,6 і наступне відділення білкової пасти центрифугуванням. Згідно з винаходом екстрагування білків із шроту здійснюють в присутності трипсину у розчині хлориду натрію в фосфатному буфері із значенням рН 7,0-8,0 протягом 30-60 хвилин при співвідношенні фермент:шрот (0,25-1,0):100 [Носенко Т.Т. Спосіб одержання білкових ізолятів із соняшникового шроту // Деклараційний патент на корисну модель, Україна, № 12489. Опубл. Бюл. № 2 від 15.02.2006]. Недоліком даного способу є використання трипсину, ферменту тваринного походження, який є менш ефективним для гідролізу рослинних білків. Крім того, вартість такого ферментного препарату досить висока. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу екстракції білків із соняшникового шроту, що передбачає використання протеолітичного ферменту мікробіологічного походження - нейтральної протеази, наприклад ПРОТОЛАД (Ензим, Україна), з метою збільшення кількості екстрагованих білків. Поставлена задача вирішується тим, що в способі екстрагування білків із соняшникового шроту, який включає подрібнення шроту, екстрагування білків у фосфатному буфері з додаванням розчину хлориду натрію та ферменту, інактивацію ферменту, відділення твердих часточок шроту від білкового екстракту шляхом фільтрування, ізоелектричне осадження білків, центрифугування за швидкості 3000 об/хв., промивання білкового осаду, осадження центрифугуванням за швидкості 3000 об/хв. та висушування одержаного ізоляту, згідно з корисною моделлю, як фермент використовують нейтральну протеазу мікробіологічного походження, а екстрагування білків проводять у розчині хлориду натрію концентрацією 2-7 % протягом 20-29 хвилин при співвідношенні фермент:шрот (0,75-1,25):100. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованим способом і очікуваним технічним результатом полягає в наступному. Кількісний вихід білкових ізолятів визначається технологічними параметрами кожної стадії. Кількість білкового ізоляту значно залежить від частки екстрагованих білків, яка, в свою чергу, залежить від природи розчинника, його концентрації, значення рН, гідромодуля екстракції, температури, тривалості процесу тощо. Максимальний вихід білкових ізолятів одержують при використанні лужних розчинів, проте вихід ізолятів становить приблизно 50 % від вмісту білків у шроті. Існують також дані, що під дією лужних розчинів можуть утворюватись токсичні сполуки в одержаних білкових ізолятах. Тому актуальним є пошук нових способів екстрагування білків із шротів з метою максимального кількісного вилучення білків. Одним із можливих методів збільшення ефективності екстрагування білків є використання протеолітичних ферментів. Відомо, що молекулярна маса білків насіння більшості олійних культур знаходиться в межах 200-300 кДа. Такі високомолекулярні пептиди мають невисоку рухливість і, відповідно, низьку швидкість екстракції. Крім того, значна кількість білків втрачає здатність до розчинності в процесі технологічної переробки насіння. Для гідролізу білків, наслідком чого є утворення поліпептидів з меншими молекулярними масами та розмірами молекул, використовують протеолітичні ферменти Очевидно, що низькомолекулярні поліпептиди мають більш високу рухливість та здатність до екстрагування. Крім того, відомо, що неглибокий гідроліз білків покращує їх технологічні властивості. 1 UA 94554 U 5 10 15 20 25 30 35 Додавання ферменту проводять у співвідношенні фермент:шрот (0,75-1,25):100. При концентрації ферменту менше 0,75 дія ферменту незначна, а при концентрації більше 1,25 маса екстрагованих білків не збільшується. Найвищі концентрації білків у розчині отримані з тривалістю технологічного процесу 20-29 хв. Збільшення тривалості екстракції в присутності протеази супроводжується деяким зменшенням білків у розчині, можливо за рахунок більш глибокого гідролізу. Зменшення тривалості екстракції супроводжується малою часткою білків у розчині. Спосіб здійснюється наступним чином. Соняшниковий шрот подрібнюють до проходу через сито з діаметром отворів 0,5 мм та змішують із розчином NaCl. Екстракцію білків здійснюють розчином хлориду натрію концентрацією 2-7 % протягом 20-29 хвилин. Екстрагування здійснюють в присутності нейтральної протеази при співвідношенні фермент:шрот (0,75-1,25):100. Після закінчення екстрагування фермент інактивують нагріванням суміші. Нерозчинний залишок шроту відділяють від екстракту фільтруванням. Екстраговані білки осаджують із розчину ізоелектричним осадженням білків при значеннях рН 4,0-4,5 та центрифугуванням за швидкості 3000 об/хв. Одержаний осад промивають і знову осаджують центрифугуванням за швидкості 3000 об/хв та висушують одержаний ізолят. Приклади здійснення способу. Соняшниковий шрот подрібнюють до проходу через сито з діаметром отворів 0,5 мм, змішують із 7 %-им розчином NaCl. Екстракцію білків здійснюють при температурі 40 °C та гідромодулі 1:10 протягом 20 хвилин. Екстрагування здійснюють в присутності ферменту ПРОТОЛАД (Ензим, Україна) при співвідношенні фермент:шрот 1,25:100. Після закінчення екстрагування фермент інактивують нагріванням суміші до 85 °C протягом 5 хв. Нерозчинний залишок шроту відділяють від екстракту фільтруванням. Визнають кількість екстрагованого білка за допомогою біуретової реакції. Екстраговані білки осаджують із розчину ізоелектричним осадженням при значеннях рН 4,0 та центрифугуванням за швидкості 3000 об/хв. Одержаний осад промивають і знову осаджують центрифугуванням за швидкості 3000 об/хв та висушувають одержаний ізолят. Інші приклади здійснення способу наведені в таблиці 1. Таким чином, з таблиці 1 видно, що ефективність екстрагування білків із шротів можна збільшити, використовуючи для екстрагування ферментний препарат нейтральну протеазу мікробіологічного походження, наприклад ПРОТОЛАД. Наведені дані свідчать, що максимальна кількість білків екстрагується у розчині хлориду натрію концентрацією 7 %. Технічний результат пропонованого способу екстрагування білків полягає в тому, що масова частка екстрагованих білків із соняшникового шроту збільшилась в 2,5 разу під дією нейтральної протеази в розчині хлориду натрію порівняно із контролем. Таблиця 1 Приклади здійснення способу № прикладу Концентрація Наявність Концентрація хлориду ферменту протеази білків у розчині, 3 натрію, % нейтральної мг/см 1 1,5 + 42,5 2 2 + 45,8 3 3 + 45,9 4 4 + 47,2 5 5 + 47,4 6 6 + 50,6 7 7 + 53,6 2 Висновки Невисока ефективність екстракції білків Ефективності екстракції білків дещо вища Збільшення концентрації хлориду натрію від 2 до 3 % не вплинуло на ефективність екстрагування Ефективність екстракції білків дещо вища Збільшення концентрації хлориду натрію від 4 до 5 % не вплинуло на ефективність екстрагування Ефективність екстракції білків зростає Максимальна ефективність екстракції білків UA 94554 U Продовження таблиці 8 8 + 53,0 9 7 25,3 Несуттєве зниження ефективності екстракції білків Масова частка екстрагованих білків невисока ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб екстрагування білків із соняшникового шроту, який включає подрібнення шроту, екстрагування білків у фосфатному буфері з додаванням розчину хлориду натрію та ферменту, інактивацію ферменту, відділення твердих часточок шроту від білкового екстракту шляхом фільтрування, ізоелектричне осадження білків, центрифугування за швидкості 3000 об/хв., промивання білкового осаду, осадження центрифугуванням за швидкості 3000 об/хв. та висушування одержаного ізоляту, який відрізняється тим, що як фермент використовують нейтральну протеазу мікробіологічного походження, а екстрагування білків проводять у розчині хлориду натрію концентрацією 2-7 % протягом 20-29 хвилин при співвідношенні фермент:шрот (0,75-1,25):100. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3