способ выделения липидов и белков из биологического материала

Классы МПК:C11B1/00 Производство жиров или жирных масел из сырья
C11B1/02 предварительная обработка 
C11B1/12 вытапливанием 
A23J1/00 Получение композиции белков для пищевых продуктов; способы и устройства для разбивания большого количества яиц и отделения желтков от белков
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):ДЕНОФА АС (NO)
Приоритеты:
подача заявки:
1999-10-21
публикация патента:

Изобретение относится к производству жидких жиров. Способ включает замораживание материала, имеющего биологическое происхождение, и разрезание на более мелкие части. При этом для каждого конкретного вида биологического материала предварительно устанавливают температуру, при которой начинается денатурация белков этого материала, по образованию агломератов, видимых как нити или осадок в материале. Затем биологический материал размораживают до температуры более низкой, чем установленная температура денатурации белков и отделяют белок и липиды от образующейся смеси известным способом. Способ позволяет получить продукт, содержащий белки и липиды с меньшей денатурацией компонентов. 13 з.п.ф-лы, 3 ил., 9 табл.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к способу выделения и получения материала, имеющего органическое биологическое происхождение и содержащего липиды и белки, в особенности - для выделения и получения такого материала из водных организмов, например - рыб. Настоящее изобретение прежде всего относится к производству жидких жиров (масел) и липидов из растений, и/или рыб, и/или других животных, масла, липиды и/или жиры которых содержат большое количество недеградированных белков и других жизненно важных веществ (витаминов, биологически связанных питательных веществ, полиненасыщенных жиров и т.п.).

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ранее уже были известны способы производства и выделения различных веществ из живых организмов. Среди них можно отметить получение жиров и масел из рыб, млекопитающих и растений, получение белков и подобных белкам веществ из животных и растений, получение красителей, витаминов и т.п. из животных и растительных материалов и т.д.

Среди этих методик в наибольшей степени приближается к настоящему изобретению способ, сущность которого раскрыта в патентной заявке Норвегии 19933009, в которой описан способ получения из морского сырья масел (жидких жиров) с высокой устойчивостью к окислению. В этом ранее описанном способе сырье быстро замораживают при скорости замораживания более oС/мин и обрабатывают в замороженном состоянии, после чего выделяют жир посредством выплавления его из сырья при осторожном нагревании. В этом патентном документе описано, как произвести замораживание сырья так, чтобы сохранить качество жидкого жира, необходимое для конечного продукта, и какие параметры играют активную роль в этом способе. Однако приведено мало сведений относительно рекомендованного медленного нагревания материала для выплавления из исходного материала жиров и масел (жидких жиров).

Также ранее уже были известны сходные способы производства жидкого жира, например, из патентов Норвегии 43956 и 38027. Из патента Норвегии 43956 известно о замораживании печени рыб и ее размораживании, по существу известным способом, с последующим отделением жидкого жира для производства рыбьего жира. Подобным образом, из патента Норвегии 38027 известно о замораживании печени рыб с целью разрушения клеток печени и о получении таким образом возможности отделения рыбьего жира от прочего материала после размораживания. Ни в одном из этих патентов ничего не написано о том, как следует производить размораживание, и ничего не написано об эффектах, которые процесс размораживания оказывает на размороженный материал.

Настоящее изобретение представляет собой обладающее признаками изобретения развитие способов, описанных в вышеуказанных патентах и патентных заявках, которые также могут быть использованы в рамках настоящего изобретения для получения и выделения материала биологического происхождения, который содержит липиды и белки. Целью такого выделения является производство жидкого жира, содержащего жиры/масла (липиды) вместе с белками, находящимися в своем естественном состоянии, то есть неденатурированными. Эта цель обусловлена тем, что фракция жиров/масел в различных биологических материалах содержит вещества, имеющие большое пищевое и медицинское значение, и поэтому очень важно избежать денатурации этих компонентов при выделении жиров/масел из биологического материала. Это относится к животному материалу (полученному из морских и не морских животных), а также к растительному материалу, причем среди растительных материалов в этой связи можно отметить выделение масел из сои, оливок, подсолнечника, кукурузы и т.д.

Так как выделение жидких жиров из материала, имеющего морское происхождение, является той формой выделения, которая в наибольшей степени соответствует настоящему изобретению, также будут обсуждаться воздействия нагревания при обычном выделении жидких жиров из морепродуктов.

Современные способы выделения масла из печени трески включают нагревание печени трески с помощью водяного пара до температуры, при которой нарушается структура клеток и денатурируют белки. Такое нагревание сырья приводит к выделению из печени трески жидкого жира, не смешивающегося с водой и всплывающего на поверхность воды, который затем отделяют от водной фазы посредством центрифугирования, прессования, флотации или декантации.

Рыбий жир получают в качестве побочного продукта в процессе производства рыбной муки. Это отражается и на качестве жира. Процесс производства жира начинается с влажно-тепловой обработки сырья. Тепловую обработку сырья производят посредством нагревания его до 70-90oС, и при этом белки, присутствующие в материале, денатурируют. Однако в этом способе высвобождается жир/масло. Затем жир/масло можно отделить с помощью указанных выше методов. Удалось уменьшить время, в течение которого сырье подвергается такому нагреванию, и таким образом удалось повысить качество продукта, но для выделения нужных липидов такая обработка паром все же была необходима.

Кроме белков, денатурирующих при тепловой обработке, другие компоненты клеток, такие как термолабильные антиоксиданты, прооксиданты, ферменты и жирные кислоты с относительно длинными цепями и/или высоким уровнем ненасыщенности, также частично или полностью разрушаются при тепловой обработке такого рода, как описанная выше. Кроме того, передача больших количеств энергии приводит к активации и высоким скоростям химических реакций в материале, таких как аутоокисление, фотоокисление, ферментативное окисление и полимеризация.

Тепловая обработка также приводит к активации окислительных реакций, либо исключительно за счет повышения температуры, либо за счет снижения содержания термолабильных антиоксидантов. Кроме того, слишком сильное нагревание приводит к инактивации природных веществ, участвующих в обеспечении устойчивости материала к возникновению прогорклости. При нагревании материала и происходящей при этом денатурации белков также высвобождаются ионы металлов. Примерами являются ферритин и гемоглобин, при денатурации которых высвобождается железо. Ионы переходных металлов, например железа (Fe3+) и меди (Сu2+), являются примерами сильных проокислителей, способствующих более быстрому окислению жира, а поэтому и меньшей его стабильности.

Для выделения масел и жиров также использовались методики, не требующие существенного нагревания материала. Это прежде всего относится к так называемому "холодному прессованию" растительных масел из растительного материала при температуре, примерно равной 30-50oС, после механической обработки материала, но без предварительного замораживания материала. "Холодное прессование" также производили при выделении рыбьего жира из печени трески, но при этом жир часто, кроме умеренного нагревания, подвергали действию температур около 90oС для обеспечения большей эффективности процесса на последующей стадии выделения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является получение продукта, содержащего белки и липиды, в частности жиры, с как можно меньшей денатурацией компонентов продукта, причем предложенный способ способствует стабилизации продукта, то есть подвергает его минимально возможному воздействию окислителей и одновременно исключает добавление воздуха (кислорода) и высвобождение прооксидантов, таких как ионы металлов, при этом в ходе процесса можно поддерживать низкую температуру (ниже температуры денатурации белков в биологическом материале), и процесс может быть проведен в темноте для предотвращения фотоокисления материала. Кроме того, существует возможность осуществления способа согласно настоящему изобретению в атмосфере инертного газа (например, в атмосфере азота или аргона) или в вакууме для предотвращения окисления липидов, белков или микроэлементов в обрабатываемом биологическом материале.

Нагревание материала в способе по настоящему изобретению может быть произведено с помощью любого обычного нагревательного аппарата, пригодного для исключения выраженной денатурации обрабатываемого материала в процессе нагревания. В качестве примеров таких процессов нагревания можно привести теплообмен, микроволновое нагревание, нагревание инфракрасным излучением, электрическое нагревание и другие процессы, обеспечивающие слабое нагревание.

Способ по настоящему изобретению в качестве исходного материала имеет материал органического биологического происхождения (печень трески, китовую ворвань, соевые бобы, оливки, семена подсолнечника, кукурузу, микроорганический материал (дрожжи, бактерии, культуры клеток) и т.п.), содержащий липиды и белки. По выбору, исходным материалом может быть указанный выше материал, подвергнутый предварительной обработке с целью снижения прочности или разрушения стенок клеток. Такая обработка может быть произведена с помощью ферментов (например, целлюлазы, коллагеназы, лизоцима и т.п.), и/или с помощью поверхностно-активных веществ, и/или с помощью растворителей (например, гексана), и/или с помощью соединений или составов, расслаивающих эмульсии (например, солевых растворов), и/или деэмульгирующих растворов и т.д. Такую обработку можно использовать для повышения выхода клеточных материалов или компонентов (жиров и/или белков) благодаря разрушению клеточной стенки, способствующему высвобождению таких компонентов клеток, как жиры.

Указанный материал замораживают при низкой температуре. Температура замораживания не критична, но она должна лежать в таком интервале, чтобы мембраны, окружающие клетки, в замороженном материале становились "ломкими" и разрушались с высвобождением содержимого клеток. В норме достаточно будет замораживать материал при температуре, лежащей в интервале между 0oС и -10oС, более предпочтительно - в интервале между 0oС и -6oС, хотя возможны и другие интервалы температур, например - температуры от -3oС до -50oС, предпочтительно - от -5oС до -28oС. Интенсивность (скорость) замораживания может быть относительно быстрой, предпочтительно - более 1oС/мин, хотя это не имеет существенного значения в способе по настоящему изобретению.

Не ограничиваясь теорией, отметим, что предположительно следствием замораживания является изменение плотности упаковки мембранных липидов. На жировые депо в биологическом материале, которые преимущественно содержат триглицериды, замораживание не оказывает существенного влияния, кроме того, что объем жировых вакуолей уменьшается примерно на 10%. Однако, что касается мембранных липидов, то изменение плотности их упаковки при замораживании может непосредственно нарушать структуру мембраны. В мембранах, которые в исходном состоянии имеют жидкую гетерогенную структуру, образованную фосфолипидами, замораживание приводит к разделению фаз, при котором фосфолипиды кристаллизуются с образованием "островков" в мембране. Это разделение фаз является необратимым, и изменения нарушают функцию мембран после размораживания. В замороженном состоянии вода, жир и ткани (клетки) образуют твердую, жесткую структуру. Эту жесткую структуру, образованную кристаллами льда, мембраной клетки и жировыми вакуолями, используют при механической обработке замороженной ткани. В замороженном состоянии исчезает упругость клеточной мембраны, и ткань в замороженном состоянии не способна перераспределять приложенные к ней силы. Поэтому приложенных извне сил оказывается достаточно для разрушения ткани, так что жидкий жир может быть экстрагирован при умеренном нагревании. При быстром замораживании время замораживания ткани, как указано выше, будет снижаться, что является выгодным, а липиды и белки будут подвергаться минимально возможным воздействиям веществ-окислителей, присутствующих в материале.

Кроме того, при медленном замораживании образуется меньше центров кристаллизации, и поэтому образуются более крупные кристаллы льда. Через некоторое время концентрация соли в клетках становится настолько высокой, что вызывает возникновение проокислительных свойств самих клеток. Показано повышение ферментативной активности в температурном интервале образования льда (от -2oС до 0oС). Это также является причиной предпочтительности того, чтобы процесс замораживания биологического материала был проведен как можно быстрее для получения стабильных высококачественных масел из биологического материала.

Согласно настоящему изобретению сырье не подвергают действию таких температурных режимов, при которых нежелательные вкусовые и красящие вещества растворяются в жировой фазе, или разрушаются природные антиоксиданты. Это достигается посредством того, что сырье вначале быстро замораживают так, что вода, содержащаяся в материале, образует множество мелких кристаллов льда, а клеточные мембраны и другие клеточные компоненты сохраняются в виде твердой, жесткой структуры. После замораживания сырье подвергают механической обработке, например - резке, растиранию, рубке, прессованию, перемалыванию, скоблению, дроблению или какому-нибудь другому виду обработки. Это увеличивает площадь поверхности замороженного материала, так что после умеренного нагревания можно произвести отделение липидов от остального биологического материала. Предпочтительно, но не обязательно, чтобы средний диаметр частиц после резки/перемалывания не превышал 50 мм, еще более предпочтительно, чтобы он не превышал 25 мм.

Размораживание материала можно осуществить либо посредством оттаивания материала в печи, либо подвергнув его действию микроволн, либо любым другим обычным способом. Основное требование состоит в том, чтобы размораживание не приводило к денатурации белков, содержащихся в липидной фазе.

В качестве особого условия следует учитывать природу используемого органического материала.

Например, было показано, что белки холодноводных видов рыб денатурируют уже при такой низкой температуре, как 25oС. Нормальная физиологическая температура жизнедеятельности этих видов равна примерно 10-15oС и ниже. Это означает, что у этих рыб свойства белков и температура плавления жиров специально адаптированы к этой температуре. У рыб из умеренных вод температура денатурации соответствующих веществ гораздо выше.

Это означает, что для любого вида органического материала следует определить условия, при которых начинается денатурация, чтобы получить наибольшую эффективность выделения в способе по настоящему изобретению.

Измерения вязкости измельченной мороженой печени трески показали, что денатурация начинается уже при температуре, примерно равной 40oС. Такой же результат был получен для содержащей белки фазы, выделенной посредством способа по настоящему изобретению. Вязкость фазы, содержавшей белки, снижалась при изменении температуры от 10oС до 40oС, а после этого повышалась до температуры, примерно равной 80oС. Вязкость жира как такового снижалась, начиная с температуры, равной 10oС, до температуры, равной 50oС и выше.

Соответственно, для повышения эффективности важно использовать температуру, как можно более высокую, но не нарушающую функциональные свойства белков. Это зависит от нужной функции или от применения белков.

При температуре, превышающей 30oС, становится трудно разделить на фазы массу, полученную из печени, и это зависит от природы материала.

Можно реально наблюдать, что происходит с массой, полученной из печени. Структура белков поддерживается частично "сульфидными мостиками", а частично - водородными связями (силами Ван-дер-Ваальса), образующимися поперек структуры белков между белковыми "нитями", а также связывающими их с другими типами компонентов клетки. Результатом нагревания является то, что при передаче тепловой энергии увеличивается кинетическая энергия молекул (энергия вращательного и поступательного движения). Когда кинетическая энергия превышает силы Ван-дер-Ваальса, исходная структура белков изменяется, и они начинают двигаться и преобразовываться. Белки начинают скапливаться у поверхностей и присоединяться к ним, и при этом они частично образуют новые водородные связи в новых и абсолютно случайных положениях. Это затрудняет разделение. Жир до известной степени будет эмульгирован посредством длинных боковых цепей белков в этой фазе.

В печени трески содержится примерно 25-30% воды, всего лишь 6-8% белков и примерно 60-70% жира. По мере увеличения температуры от белка отделяется немного большее количество воды. Эмульгирующее действие усиливается, и становится еще труднее произвести разделение.

Соответственно, при использовании способа по настоящему изобретению важно избежать образования трех фаз, то есть фазы, содержащей белки, свободной воды и жидкого жира. Трехфазный сепаратор способен обрабатывать только 2 жидкие фазы, и в том случае, когда образуется свободная вода, это будет быстро приводить к образованию эмульсии.

Когда температура достигает интервала между 55 и 95oС, белки начинают агломерировать с образованием мелких белковых кластеров. С этими образовавшимися кластерами вода может связываться лишь в небольших количествах. Это приводит к увеличению площади поверхности и плотности белков и к увеличению диаметра частиц. Одновременно различие между удельными весами воды и масла при таких повышенных температурах становится существенно большим, чем при более низких температурах, и это облегчает проведение дальнейшего разделения фаз, что может объяснять тот факт, что в известных способах сепарацию обычно производят при повышенных температурах. Это проиллюстрировано на прилагаемом чертеже (фиг.1), который представляет собой графики зависимости удельного веса воды от температуры и зависимости удельного веса жидкого жира из печени трески от температуры в интервале температур от 0 до 95oС.

При таких высоких температурах утрачиваются важные термолабильные компоненты, например - ретинол (витамин А), и другие важные микроэлементы, такие как природные антиоксиданты и т.д. Функциональные свойства белков утрачиваются из-за их денатурации.

С другой стороны, можно увеличить концентрацию и выделить белки из полученной в способе по настоящему изобретению фазы, содержащей белки, и использовать их в качестве функциональных белков для связывания жира и выполнения других функциональных ролей в пищевой промышленности, а также при производстве кормов для домашних животных.

Жидкий жир, полученный в способе по настоящему изобретению, после рафинирования и дезодорирования или после обработки каким-либо другим способом, обеспечивающим нейтральный вкус, можно использовать в качестве добавки к питательным веществам (пищевым продуктам и/или кормам для животных) для придания таким веществам большей пищевой ценности, и это может представлять собой важное для промышленных потребителей усовершенствование. Чтобы повысить стабильность жира и/или белков, можно также добавить к сырью и/или рафинированному материалу антиоксиданты.

Подобным образом, качество жидкого жира, полученного по настоящему изобретению, является превосходным отправным пунктом для использования этого жира в других областях, например - для использования жидкого жира в качестве сырья для ферментативной этерификации (концентрирования, переэтерификации, конструирования новых триглицеридов с определенным жирнокислотным составом ("структурированных липидов")). Липиды, полученные по настоящему изобретению, благодаря низкой степени окисления представляют собой уникальный исходный материал, а жидкий жир, полученный таким образом, может, соответственно, выдерживать более жесткие условия транспортировки и переработки без больших последствий в отношении качества конечного продукта.

Поэтому сам по себе жидкий жир, полученный с помощью способа по настоящему изобретению, также представляет собой аспект изобретения.

Способ по настоящему изобретению характеризуется последовательно выполняемыми стадиями, включающими замораживание и разделение и измельчение кусочков биологического материала, размораживание замороженного и обработанного материала и выделение жидкого жира при температуре, при которой белки еще не начинают денатурировать, причем вышеуказанную температуру денатурации определяют посредством визуального обследования жидкого жира, а максимальной температурой является такая температура, при которой белки, содержащиеся в жире, начинают образовывать агломераты, которые видны как нити или преципитаты в масле.

Вышеуказанная максимальная температура является специфической для соответствующих организмов, из которых выделяют жидкий жир. Как указано выше, организмы, обитающие в холодных средах, в норме будут иметь более низкую максимальную температуру выделения жидкого жира, чем организмы, живущие в более умеренной среде обитания. Тем не менее, для определения вышеуказанной максимальной температуры необходимо выполнить довольно легкие и простые анализы, очевидные для специалистов в данной области техники. Их примеры приведены ниже.

Однако предпочтительным и оптимальным способом является способ, модифицированный по сравнению с вышеописанным. Модифицированный способ представляет собой способ, при котором принимается во внимание тот факт, что жир, который необходимо экстрагировать из биологического материала, становится более жидким при повышении температуры. Соответственно, для любого определенного биологического материала существует оптимальная температура, при которой белки еще остаются в своем естественном и неденатурированном состоянии, а жир становится наиболее жидким, что дает возможность осуществления холодной экстракции его в соответствии со способом, описанным выше.

При размораживании замороженного и обработанного материала будет существовать определенная температура, при превышении которой белки исходного материала начинают денатурировать, как описано выше. Обычно это происходит при изменении структуры материала от состояния, в котором сохраняется структурированная сеть или организация жиров и белков, существующая в таком материале в норме, к более жидкой фазе, в результате чего структура, при данной температуре зависящая от соответствующего вида или организма, из которого получен материал, быстро переходит от упорядоченной к более хаотичной, так как структурированная и стабилизированная сеть или структура материала нарушается с началом денатурации белков из-за передачи тепла или из-за усиления реакций денатурации, происходящих при повышенных температурах (см. выше). Предполагается, что температура, при которой жиры/белки еще не испытывают существенной денатурации, лежит в пределах интервала от 0oС до 60oС, но специалист в данной области техники легко сможет определить специфическую температуру денатурации определенного биологического материала, как путем наблюдения (см. выше), так и, по выбору, путем измерения вязкости соответствующего сырья и/или жировой фазы. При отделении жира и белка от остального биологического материала в способе по настоящему изобретению необходимо, чтобы липиды при соответствующей температуре (более низкой, чем температура денатурации белков) находились в жидком состоянии с тем, чтобы неденатурированные белки и жиры/масла можно было выделить из материала обычным способом.

При определении температуры, оптимальной для экстракции жидкого жира согласно способу, являющемуся предметом изобретения, если такую экстракцию производят с использованием двухфазного или трехфазного сепаратора, при определении наивысшей температуры, которую можно использовать для определенного биологического материала, следует учитывать тепло, сообщаемое сепаратором.

Так как экстракцию жидкого жира по настоящему изобретению производят при температуре, более низкой, чем температура денатурации белков материала, можно осуществить следующую стадию, состоящую в отделении соответствующих белков от жидкого жира. Примеры таких белков (или других важных питательных веществ или микроэлементов) приведены выше, и можно особо отметить белковые экстракты из соевых бобов или других источников как интересные материалы для выделения посредством способа по настоящему изобретению.

В качестве альтернативного варианта также можно производить измельчение/механическую обработку биологического материала до замораживания материала.

Жир с высоким уровнем ненасыщенности имеет низкую температуру плавления, и, соответственно, способ по настоящему изобретению особенно подходит для выделения/экстракции из сырья, которое богато такого рода жирами/маслами. Специфическими примерами таких биологических материалов являются печень трески, соевые бобы, семена подсолнечника, плоды оливок, а также водоросли и прочие микроорганизмы.

При традиционной экстракции жира из сырья, описанной выше, для экстракции жира сырье обычно нагревают до высоких температур, а оставшийся после экстракции материал (гракса) содержит, в числе прочего, денатурированные белки, а среди них - денатурированную соединительную ткань. Этот остаток, однако, обладает малой пищевой ценностью в качестве источника белка из-за того, что он плохо переваривается. Альтернативный способ экстракции жира при низких температурах, и особенно такой способ, при котором основная часть белков не денатурирует, дает остаток со значительно более высокой пищевой ценностью. При таком низкотемпературном процессе белки не денатурируют, а окисление липидов ограничено или ингибировано. Такой остаток будет, соответственно, хорошим источником различных белков, и поэтому остаток, полученный в результате осуществления способа по настоящему изобретению, можно использовать как собственно пищевое вещество, или его можно использовать как сырье для выделения белков или микроэлементов, которые не перешли в жировую фазу.

В факультативном и предпочтительном способе можно разделить замораживаемые и размораживаемые части биологического исходного материала, так что процессы замораживания и размораживания можно производить непрерывно или полунепрерывно.

Сущность изобретения будет раскрыта ниже с помощью простых и не ограничивающих его примеров.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пример 1.

500 кг печени трески заморозили в плитовом морозильнике до достижения температуры в центре материала, равной -22oС. Затем печень измельчили с помощью мясорубки и размололи до размера частиц, примерно равного 0,5 см. Затем печень с помощью насоса переместили в теплообменник, где замороженный материал разморозили до температуры, равной 28oС, а затем перекачали его в трехфазный сепаратор.

Жир выделили в виде легкой фазы, а белковую массу выделили в виде тяжелой жидкой фазы, выходящей из сепаратора. При измерении выход жира был равен 52 весовым %, а остаток был выделен в качестве фазы, содержащей белки.

Пример 2.

Печень трески (3500 кг) заморозили так же, как в примере 1, и обрабатывали сходным образом до стадии нагревания. В этом примере материал, полученный из печени, разморозили до 10oС, а затем перекачали в сепаратор. Затем определили пропускную способность, необходимую для получения эффективного разделения. После этого температуру повышали до 15oС, 20oС, 25oС, 30oС и до 40oС. Регистрировали выход жира при этих показательных температурах во время процесса нагревания для выявления температуры, оптимальной для разделения соответствующих фаз. Другой величиной, которую следует учитывать, является пропускная способность сепаратора, используемого в способе. Так как способ согласно настоящему изобретению производят при относительно низких температурах, скорость вращения сепаратора следует снижать для получения более высококачественного продукта по настоящему изобретению. Путем выполнения сходного анализа можно определить также оптимальное соотношение скорости вращения и температуры для определенного сепаратора в пределах параметров разделения по настоящему изобретению.

Были получены следующие результаты, приведенные в таблице 1.

Пример 3.

Фазу, содержавшую белки, из примера 1 исследовали в отношении важных функциональных свойств белков. Из соответствующей фазы отбирали репрезентативную пробу весом около 7 кг. Пробу гомогенизировали с добавлением воды в соотношении 1: 1, а рН доводили до значения, равного 9, и центрифугировали для увеличения концентрации фазы, содержавшей белки. Водорастворимые белки при центрифугировании переходили в супернатант (далее называемый белковым экстрактом).

Нерастворимую в воде гранулу осадка выбрасывали.

Также отбирали пробу весом около 7 кг из фазы, содержавшей белки, из примера 1 и лиофилизировали ее (далее эту пробу называют лиофилизированным белком).

Функциональные свойства каждого из соответствующих материалов (белкового экстракта и лиофилизированного белка) исследовали и сравнивали с двумя различными пробами коммерческого казеина (ЕМ7 и ЕМ65). Результаты приведены в таблице 2.

Данные о способности материала связывать жиры приведены в таблице 3.

Гелеобразующие свойства материала приведены в таблице 4.

Пример 4.

3500 кг печени трески замораживали до -11oС, перерабатывали на мясорубке, прокачивали через теплообменник и размораживали до температуры 27oС. Материал печени затем разделяли на фазы, как в примере 1, и отделяли фазу жидкого жира и оценивали его качество. Компоненты жидкого жира приведены в таблице 5.

Пример 5.

Жидкий жир из примера 4 последовательно рафинировали, дезодорировали и добавляли к нему коммерческий антиоксидант (смесь, содержащую токоферол). Компоненты жира после этой обработки приведены в таблице 6.

Далее жир в жидком состоянии примешивали к пищевым продуктам, например - к хлебу (0,6%) и маргарину (5%).

При всех этих применениях получали продукты с нейтральным вкусом, которые группа экспертов-дегустаторов не смогла отличить от контрольных образцов.

Пример 7.

Замороженную печень трески (2 кг) перемалывали, ступенчато нагревали и центрифугировали на лабораторной центрифуге. Выход масляной фазы измеряли, и определяли содержание витамина А в жидком жире. Выход жидкого жира в % в зависимости от температуры показан на фиг. 2. Из анализа фиг.2 видно, что график выхода проходил через точку минимума при температуре, примерно равной 35-45oС. Соответствующие результаты измерений выхода и данные по содержанию витамина А в жире приведены ниже в таблицах 7 и 8.

Пример 8.

Материал печени трески обрабатывали, как в примере 1. На материале, полученном при выделении жира в промышленном масштабе, а именно - на замороженной молотой печени, выделенном жидком жире и белковой фазе, полученной из сепаратора, производили анализ вязкости как функции времени и температуры. Результаты приведены на фиг.3 и в таблице 9.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ для выделения питательных компонентов, а именно белков и липидов, в частности жиров, из материала, содержащего липиды и белки и имеющего биологическое происхождение, в котором биологический материал либо сначала замораживают, а затем разрезают на более мелкие части, либо наоборот, замороженный биологический материал механически обрабатывают для разрыва клеточных мембран в материале и разрушения таким образом структурных компонентов материала, отличающийся тем, что предварительно для каждого конкретного вида биологического материала устанавливают температуру, при которой начинается денатурация белков этого материала, причем эту температуру определяют как температуру, при которой белки материала начинают образовывать агломераты, видимые как нити или осадок в материале, биологический материал впоследствии размораживают до температуры, лежащей в интервале между 0 и 60°С, но более низкой, чем эта установленная температура денатурации белков, после чего белок и липиды, в частности жиры, отделяют от образующейся смеси при температуре ниже установленной температуры денатурации известным способом, материал обрабатывают при температуре в интервале между 0 и 60°С, но более низкой, чем установленная температура денатурации белков, что обеспечивает жидкое состояние липидов в этих условиях и отсутствие денатурации белков во время разделения фаз.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделение осуществляют в двухфазном сепараторе или в трехфазном сепараторе.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что выделение осуществляют в трехфазном сепараторе, причем одновременно с выделением в указанном сепараторе осуществляют отделение белков от жиров.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что процессы замораживания/размораживания осуществляют непрерывно.

5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что процессы замораживания/размораживания осуществляют полунепрерывно.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что материал замораживают при температуре, лежащей в интервале между -3 и -50°С, предпочтительно - в интервале между -5 и -28°С.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что механическую обработку биологического материала производят одним или несколькими из группы способов, включающих растирание, перемалывание, рубку или прессование.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что из биологического материала выделяют неденатурированный жидкий жир, содержащий неденатурированные белки.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что остаток, остающийся после обработки биологического материала, используют в качестве пищевой добавки в пищевые продукты или корма для животных или этот остаток служит исходным материалом для дальнейшего выделения неденатурированных белков или неденатурированных компонентов, содержащихся в следовых количествах.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что выделяемые компоненты, содержащиеся в следовых количествах, являются витаминами.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что процесс производят под вакуумом или в атмосфере инертного газа.

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что к сырью до или после его измельчения добавляют соединения или составы, разрушающие клетки.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что соединение (соединения), разрушающее (разрушающие) клетки, представляет(представляют) собой фермент (ферменты), растворитель (растворители), расслаивающее (расслаивающие) эмульсию вещество (вещества) или деэмульгирующий (деэмульгирующие) раствор(растворы).

14. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в ходе процесса добавляют один или несколько антиоксидантов.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C11B1/00 Производство жиров или жирных масел из сырья

Патенты РФ в классе C11B1/00:
способ получения растительных экстрактов для косметики -  патент 2528693 (20.09.2014)
комплексный способ производства метилового эфира ятрофы и сопутствующих продуктов -  патент 2528387 (20.09.2014)
устройство для однократного разрушения семян масличных культур -  патент 2527286 (27.08.2014)
способ подготовки масличных семян к хранению и переработке -  патент 2525254 (10.08.2014)
технологическая линия безотходной переработки облепихи -  патент 2520992 (27.06.2014)
способ извлечения масла и протеинсодержащего продукта из высокомасличного растительного материала -  патент 2517855 (10.06.2014)
получение жирных кислот из личинок насекомых -  патент 2505592 (27.01.2014)
масло, семена и растения подсолнечника с модифицированным распределением жирных кислот в молекуле триацилглицерина -  патент 2502793 (27.12.2013)
способ получения жира из печени акулы катран -  патент 2494752 (10.10.2013)
технологическая линия безотходной переработки семян рапса -  патент 2494141 (27.09.2013)

Класс C11B1/02 предварительная обработка 

Патенты РФ в классе C11B1/02:
способ получения масла из семян тыквы и получение лекарственного средства с особыми свойствами для лечения печени -  патент 2441664 (10.02.2012)
способ послеуборочной обработки плодов тунга -  патент 2355745 (20.05.2009)
способ ферментативного удаления слизи из растительных масел и снижения нарастания на технологическом оборудовании -  патент 2347804 (27.02.2009)
способ получения растительных масел -  патент 2219227 (20.12.2003)
способ получения растительного масла и пищевого белкового продукта -  патент 2198913 (20.02.2003)
способ получения кедрового масла и пищевого кедрового жмыха -  патент 2181755 (27.04.2002)
устройство для тепловой обработки масличных семян -  патент 2178456 (20.01.2002)
способ производства подсолнечного масла для детского и диетического питания -  патент 2168541 (10.06.2001)
способ получения мезги в производстве подсолнечного масла -  патент 2166532 (10.05.2001)
способ производства растительного масла из маслосодержащего материала -  патент 2160768 (20.12.2000)

Класс C11B1/12 вытапливанием 

Класс A23J1/00 Получение композиции белков для пищевых продуктов; способы и устройства для разбивания большого количества яиц и отделения желтков от белков

Патенты РФ в классе A23J1/00:
способ производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью -  патент 2529707 (27.09.2014)
получение изолята белка канолы без тепловой обработки -  патент 2528749 (20.09.2014)
способ экстракции и разделения саркоплазматических и миофибриллярных белков мяса на фракции методом одномерного электрофореза в полиакриламидном геле -  патент 2524546 (27.07.2014)
выделение и очистка компонентов сыворотки -  патент 2522491 (20.07.2014)
пищевой продукт "миоактив-спорт" для питания людей, подверженных интенсивным физическим нагрузкам -  патент 2520036 (20.06.2014)
пищевой белковый продукт -  патент 2508681 (10.03.2014)
кормовая мука из сои для сельскохозяйственных животных и птицы и способ ее получения -  патент 2506808 (20.02.2014)
способ культивирования миобластов in vitro для получения биомассы миоцитов для пищевых целей -  патент 2506309 (10.02.2014)
композиция для получения белкового обогатителя пищевых продуктов -  патент 2501291 (20.12.2013)
способ сублимационной сушки крови сельскохозяйственных животных -  патент 2499210 (20.11.2013)


Наверх