способ изготовления белкового концентрата из подсолнечного шрота

Формула изобретения

Способ изготовления белкового концентрата из подсолнечного шрота, включающий экстракцию белка из шрота, отделение экстракта, обработку экстракта раствором соляной кислоты до осаждения белка, отделение нерастворимого белкового осадка, его высушивание на распылительной сушилке воздухом, отличающийся тем, что экстракцию белка проводят в течение 50-70 мин раствором, содержащим хлористый натрий и гидрооксид натрия в соотношении мас.%:

Хлористый натрий 5,8-6,2

Гидрооксид натрия 0,3-0,5

Вода Остальное

из расчета 1 вес. ч. часть шрота к 7-8 вес. ч. экстрагента, а обработку экстракта раствором соляной кислоты проводят до рН 3-4.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технологиям приготовления корма из растительных продуктов.

Известен способ получения липопротеинового экстракта из бобов сои с целью использования для кормления молодняка сельскохозяйственных животных. Способ включает замачивание сои в воде при рН 7-8 в течение 6-8 ч. Экстракцию проводят в течение 18-22 мин при 49-51^oС. Экстракт пастеризуют при 92^oС в течение 30-40 мин (авт. свид. СССР 1340716, кл. А 23 К 1/00, 1987, бюл. 36).

Однако данный способ невозможно использовать для экстракции белковых веществ из белковосодержащего сырья, каковым является, например, шрот или жмых из подсолнечника, так как он содержит высокий процент клетчатки. Кроме того, удаление клетчатки не предусматривается при указанном способе. Большие затраты времени при реализации данного способа затрудняют внедрение его в практику. Кроме того, полученный экстракт имеет влажность 60%, что затрудняет его длительное хранение без потери качества концентрата.

Известен способ выделения белка из подсолнечникового шрота путем экстрагирования белка в щелочном растворе, пропуская экстракт через ультрафильтрующие мембраны и осаждения белка кислотой, все операции проводили в атмосфере инертных газов (Источники пищевого белка/ Под. ред. В.Н. Сайфоры. М.: Колос, 1979. С. 108).

Однако данный способ невозможно использовать при промышленном получении белковых веществ из шрота, так как для его реализации требуется дорогостоящее оборудование (блок для ультрафильтрации, устройство для обеспечения пропускания инертного газа), все это значительно удорожает технологию и конечный продукт. Кроме того, вызывает сомнение, что при этих условиях возможно получение белка из шрота с высоким выходом. Все это исключает возможность использования этой технологии для получения белкового концентрата из шрота подсолнечника, используемого в кормопроизводстве.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ получения белка из шрота подсолнечника, включающий экстракцию белка из шрота подсолнечника раствором, содержащим хлористый натрий, затем раствором, содержащим гидрооксид натрия, отделение нерастворимого осадка, осаждение раствором соляной кислоты, высушивание на распылительной сушилке воздухом, а нерастворимый осадок шрота высушивают и используют на корм животным. (Технология пищевых производств / Под ред. Ковальской Л.П.. М.: Колос, 1997. С. 462, 463. - прототип).

Однако в известном способе белок из шрота экстрагируется сначала водным раствором хлористого натрия, а затем гидрооксидом натрия, что дает большие потери в процессе использования нескольких экстрагентов в связи с многоступенчатостью процесса. Кроме того, с экологической точки зрения, большой объем водных растворов экстрагента затрудняет использование этой технологии на практике в связи с проблемой их утилизации или регенерации, а также значительно удорожает белковый концентрат и не дает возможность, с экономической точки зрения, использования его в производстве.

Известные способы не позволяют получать белковый концентрат с минимальными затратами реагентов.

Техническим решением задачи является повышение выхода белковых веществ за счет более полной экстракции, уменьшение потерь в процессе производства и упрощение технологической схемы.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения белкового концентрата из шрота, включающем экстракцию белка из шрота в течение 50-70 мин раствором, содержащим хлористый натрий и гидрооксид натрия в соотношении, мас. %:

Хлористый натрий - 5,8-6,2

Гидроксид натрия - 0,3-0,5

Вода - Остальное

из расчета 1 вес. ч. шрота к 7-8 вес. ч. экстрагента, отделение экстракта, обработку экстракта раствором соляной кислоты до осаждения белка, при PH 3-4 отделение нерастворимого белкового осадка, его высушивание на распылительной сушилке воздухом.

Заявленный способ получения белкового концентрата отличается иными параметрами рабочих раствора для экстракции, что повышает выход белковых веществ за счет сокращения потерь при экстракции, уменьшении расхода воды, времени обработок, а также за счет упрощения технологической схемы.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решении критерию "новизна".

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение поставленной задачи и не выявлены при изучении данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию "изобретательский уровень".

Способ получения белкового концентрата из подсолнечного шрота реализуется следующим образом.

Пример 1. Способ получения белкового концентрата осуществлялся в лаборатории кафедры биотехнологии, биохимии и биофизики кубанского госаграрного университета. В холодную водопроводную воду объемом 10 литров вносят поваренную соль массой 600 г, гидрооксид натрия массой 40 г и перемешивают до полного растворения солей. В солевой раствор вносят подсолнечниковый шрот массой 1,3 кг и перемешивают. Полученную в рабочем растворе взвесь шрота перемешивают на лабораторном встряхивателе в течение 60 мин при 100 об/мин и относительной амплитуде 3. Экстрагент отделяют через фильтр с использованием вакуумного водоструйного насоса. В качестве фильтра используют несколько слоев хлопчатобумажной ткани. После отделения экстракта в него вносят соляную кислоту до конечного значения раствора, равного 3,5 ед водородного показателя. При этом белки достигают изоэлектрического состояния, теряют свою растворимость и выпадают в осадок. Осадок белка отделяют фильтрованием, сушат в сушильном шкафу и измельчают на лабораторной мельнице. Выход белкового концентрата составляет 28,1%.

Пример 2. Способ получения белкового концентрата осуществлялся на птицефабрике "Новомышастовская" Красноармейского района Краснодарского края. В емкость, содержащую 200 литров водопроводной воды, вносят поваренную соль массой 12 кг, гидрооксид натрия массой 0,8 кг и механически перемешивают до полного растворения солей. В солевой раствор вносят подсолнечниковый шрот массой 27 кг. Полученную композицию периодически перемешивают в течение 60 мин с помощью пропеллерной мешалки. Экстрагент отделяют через фильтр с использованием промышленного вакуума. В качестве фильтра используют один слой хлопчатобумажной ткани типа "мешковина". После отделения экстракта в него вносят техническую соляную кислоту до конечного значения раствора, равного 3,5 ед водородного показателя. При этом белки достигают изоэлектрического состояния, теряют свою растворимость и выпадают в осадок. Осадок белка отделяют фильтрованием, сушат в распылительной сушилке на линии по сушке яичного порошка. Сухой белковый концентрат упаковывают в водонепроницаемую тару. Выход белкового концентрата составляет 27,5%.

Для получения белкового концентрата из шрота подсолнечника экстракцию белка раствором, содержащим хлористый натрий и гидрооксид натрия, проводят в течение 50-70 мин. Если экстракция будет проводиться менее 50 мин, то белок, находящийся в шроте, не весь растворится в растворе, а значит, потери при производстве увеличатся. Если экстракция будет проводиться более 70 мин, то концентрация белка в экстрагенте не увеличится, а затраты времени неоправданно возрастут. Для того чтобы процесс экстракции проходил достаточно эффективно, оптимальное время экстракции должно составлять 60 мин. Раствор для экстракции содержит хлористый натрий в концентрации 5,8-6,2%. Если содержание хлористого натрия в растворе составит менее 5,8%, то ионная сила раствора будет недостаточна для растворения глобулиновой фракции белка, которая составляет основную часть запасных белков подсолнечникового семени. Если содержание хлористого натрия в растворе составит более 6,2%, то выход продукта увеличивается незначительно, а расход экстрагента возрастет, и при этом конечный продукт будет низкого качества за счет высокого содержания соли. Оптимальной концентрацией хлористого натрия в растворе является 6,0%. Раствор для экстракции содержит гидрооксид натрия в концентрации 0,3-0,5%. Если содержание гидрооксида натрия в растворе составит менее 0,3%, то этой величины недостаточно для обеспечения такого качественного состояния раствора, при котором большинство белков шрота будет находиться в растворенном состоянии. Если содержание гидроксида натрия в растворе составит более 0,5%, то расход реагента неоправданно возрастет, а качество конечного продукта снизится за счет интенсивного неферментативного окисления полифенольных соединений (в частности, хлорогеновой кислоты), происходящего при высоких значениях рН. Оптимальной концентрацией гидрооксида натрия в растворе является 0,4%. Соотношение шрота и раствора при экстракции должно составлять: 1 вес. ч. шрота к 7-8 вес. ч. экстрагента. Если одну весовую часть шрота экстрагировать менее чем в 7 вес. ч. раствора, то этой массы раствора будет недостаточно для максимального перехода белка в растворенное состояние и выход белка будет занижен, а технологический процесс значительно усложнен за счет густоты рабочей смеси. Если одну весовую часть шрота экстрагировать более чем в 8 вес. ч. раствора, то объемы сточных вод резко возрастут, а расход реагентов будет неоправданно завышен. Оптимальным соотношением шрота и раствора при экстракции будет составлять: 1 вес. ч. шрота к 7,5 вес. ч. экстрагента. Из растворителя белок осаждают раствором соляной кислоты до конечного рН 3-4. Если значение рН будет менее 3 ед, то расходы реагента неоправданно возрастут, а количество конечного продукта увеличится крайне незначительно в связи с профилем растворимости протеиновой фракции. Если значение рН будет более 4 ед, то часть белков останется в растворе и выход конечного белка будет занижен, так как изоэлектрическая точка для большинства белков из шрота будет ниже. Оптимальным значением рН раствора для осаждения белка является 3,5%.