способ получения белка из хлопкового шрота

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА ИЗ ХЛОПКОВОГО ШРОТА, включающий экстракцию белка щелочным раствором при pH 8,0 - 9,3, осаждение белка кислотой и отделение осадка, отличающийся тем, что перед осаждением белка кислотой pH экстракта доводят до 7,5 - 8,5 с последующим нагреванием до 85 - 95^oС и выдержкой при этой температуре 1 - 12 мин, а осаждение белка из раствора ведут при pH 5,0 - 6,0.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой и комбикормовой промышленности, а именно к способам получения высокобелковых продуктов, способных снять проблему белкового дефицита в питании человека и животных.

Согласно предлагаемому способу для извлечения белка используется щелочная экстракция.

Известно, что белок из хлопкового шрота является одним из наиболее перспективных сырьевых источников для производства высокобелковых продуктов. Это связано с его дешевизной, огромной сырьевой базой и сравнительно высокой биологической ценностью. Однако до сих пор не разработаны промышленные методы получения белков из семян хлопчатника с необходимыми функциональными свойствами и методы получения из этого белка продуктов для питания человека и животных.

Представленный способ получения белка из шрота хлопчатника решает одну из проблем при разработке промышленного метода получения белка семян хлопчатника с необходимыми функциональными свойствами.

Щелочная экстракция белка из шрота хлопчатника рассмотрена в ряде работ.

Известно, что при экстракции белка соотношение шрот: вода составляет 1: 8, значение рН раствора в пределах 8,0-9,3. Экстракцию проводят при температуре 20-40^оС в течение 1-3 ч. Осаждение белка из раствора осуществляют нейтрализацией щелочного раствора до значения рН 4,0-5,0. Белок выделяют центрифугированием и высушивают. К недостаткам такого способа получения белка следует отнести высокое содержание госсипола (>1,45), исключающего использование такого белка в качестве кормового или пищевого продукта [1].

К недостаткам этого способа следует отнести значительные потери белка при его выделении из раствора - 25%. Кроме того, использование растительного масла, потери которого также составляют 25%, ограничивает сферу применения белкового изолята в качестве кормового или пищевого продукта.

Цель изобретения состоит в разработке способа получения белка с минимальными потерями его в процессе выделения из щелочного раствора.

Это достигается тем, что после щелочной экстракции белка из хлопкового шрота значение рН раствора снижают до 7,5-8,5, нагревают раствор до 90^оС, оставляют на 10 мин, после чего осаждают белок при значении рН раствора 5,0-6,0.

Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что нагрев раствора при значении рН 7,5-8,5 до 90^оС приводит к активной агрегации белка во время его осаждения при рН раствора 5,0-6,0. Подобное явление ранее не было известно. Оно способствует, как показано на примерах, более полному выделению белка из щелочного раствора, а также значительно упрощает технологию его выделения. Кроме того, концентрированная суспензия полученного белкового изолята в соответствующих условиях способна образовывать текстурат - высокобелковый, прочный пористый продукт, который может использоваться в качестве заменителя дорогостоящих мясопродуктов. Используемый в качестве заменителя мясопродуктов белковый текстурат может улучшить их биологическую ценность, органолептические и реологические свойства.

Способ осуществляется следующим образом. К 1 кг хлопкового шрота прибавляют 8 л 0,02 н раствора гидроокиси натрия, суспензию перемешивают в течение 1 ч, поддерживая значение рН в пределах 8,0-9,3. Экстракцию проводят при комнатной температуре. После ее завершения нерастворимый остаток отделяют, а рН экстракта устанавливают в пределах 7,5-8,5 10%-ным раствором соляной кислоты. Раствор помещают в водяную баню и при постоянном перемешивании нагревают до 90^оС, оставляют на 10 мин, после чего проводят осаждение белка, нейтрализуя щелочной раствор 10% HCl до рН 50-60. Через 30 мин надосадочный раствор сливают, осадок белка собирают, упаковывают в герметичную тару (V=250 мл) и нагревают в автоклаве 1 ч при температуре 110^оС.

П р и м е р 1. Цель нагревания белкового раствора до 90^оС состоит в изменении конформационного состояния белковых молекул, которое наступает при температурах 85-95^оС. Изменение состояния белковых молекул приводит к тем положительным явлениям, которые отмечены выше. В табл. 1 показано, что оптимальной температурой осуществления предлагаемого способа является 90^оС, 1 л белкового экстракта, полученного по предлагаемому способу, со значением рН 8,0 нагревали до температуры, указанной в табл. 1, выдерживали 10 мин и проводили осаждение белка при рН 5,5. Контроль количества белка осуществляли методом микробиурета и весовым методом.

П р и м е р 2. Нагрев белкового экстракта проводят при значении рН экстракта 7,5-8,5. Однако оптимальным значением является рН 8,0 (табл. 2). Нагревание белкового экстракта при значениях рН ниже 7,5 приводит к нежелательной коагуляции белка, которая является причиной потерь белка при выделении и ухудшении его функциональных свойств. Нагревание белкового экстракта при значениях рН выше 8,5 не вызывает активной агрегации белков во время их осаждения (рН 5,0-6,0). рН 1 л белкового щелочного экстракта доводят до значения, указанного в табл. 2. Нагревают до 90^оС при постоянном перемешивании в водяной бане и оставляют на 10 мин. После этого проводят осаждение белка при рН 5,5. Контроль количества белка, как в примере 1.

П р и м е р 3. 1 л белкового экстракта, полученного по предлагаемому способу, нагревают в водяной бане до 90^оС при рН 8,0. Через 10 мин осаждают белок при значении рН, указанном в табл. 3. Контроль количества белка проводят, как в примере 1.

П р и м е р 4. 1 л белкового экстракта получают, как в примере 3. После нагрева до 90^оС экстракт выдерживают при этой температуре то время, которое указано в табл. 4. Оптимальное время выдерживания белкового экстракта при 90^оС равно 10 мин.

Из всех способов консервирования белковой продукции (замораживание, сушка, стерилизация) наиболее удачным является стерилизация высококонцентрированной белковой суспензии. Главное преимущество этого способа консервирования в сравнении с высушиванием белка состоит в сохранении функциональных и органолептических свойств (цвет, консистенция).

Полученный по предлагаемому способу белковый изолят из хлопкового шрота после консервирования имеет следующие физико-химические характеристики, приведенные в табл. 5.