專利名稱：油籽粕的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用以從中回收蛋白質(zhì)的油籽粕的制備。
背景技術(shù)：
在2002年5月3日提交的第10/137,391號(hào)(WO 02/089597)和＿＿＿＿提交的第10/476,830號(hào)共同待審美國(guó)專利申請(qǐng)(全部轉(zhuǎn)讓給其受讓人，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中)中，描述了生產(chǎn)高純度分離蛋白的工藝，經(jīng)凱氏定氮法或者等同方法測(cè)定含氮(N)率并乘以換算系數(shù)6.25，所述分離蛋白含至少約100wt％的蛋白質(zhì)。本文所用術(shù)語“蛋白質(zhì)含量”指分離蛋白中蛋白質(zhì)的量，以干重計(jì)。在上述美國(guó)專利申請(qǐng)中，分離蛋白是通過如下工藝制備的油籽粕用食品級(jí)鹽溶液浸提，所得蛋白質(zhì)溶液經(jīng)色料吸附劑初步處理后，如有需要，濃縮至蛋白質(zhì)含量至少約為200g/L，然后用冷水稀釋濃縮蛋白質(zhì)溶液，以形成蛋白質(zhì)膠束，讓膠束沉析形成聚集、凝聚、濃厚無定形、粘性的面筋樣分離蛋白團(tuán)塊，稱為“蛋白質(zhì)膠束團(tuán)(protein micellar mass)”或者PMM，其經(jīng)從殘余水相中分離后，可原樣使用或者進(jìn)行干燥。在上述工藝的一個(gè)實(shí)施方案中，以及如美國(guó)專利申請(qǐng)第10/137,391號(hào)和第10/476,830號(hào)所具體描述，對(duì)PPM沉析步驟所得的上清液進(jìn)行處理，以從濕PMM和上清液中回收包含干燥蛋白質(zhì)的分離蛋白。可如下實(shí)現(xiàn)這個(gè)回收方法首先用超濾膜濃縮上清液，然后將濃縮上清液與濕PMM混合后，干燥所得混合物。所得卡諾拉(canola)分離蛋白具有至少約90wt％，優(yōu)選至少約100wt％蛋白質(zhì)(N×6.25)的高純度。在上述工藝的另一個(gè)實(shí)施方案中，以及如申請(qǐng)第10/137,391號(hào)和第10/476,830號(hào)所明確描述，對(duì)PPM沉析步驟所得的上清液進(jìn)行處理，以從上清液中回收分離蛋白?？扇缦聦?shí)現(xiàn)這個(gè)回收方法首先用超濾膜濃縮上清液，然后干燥所得濃縮物。所得卡諾拉分離蛋白具有至少約90wt％，優(yōu)選至少約100wt％蛋白質(zhì)(N×6.25)的高純度。上述美國(guó)專利申請(qǐng)中描述的方法基本上是間歇方法。在2002年11月19日提交的第10/298,678號(hào)(WO 03/043439)共同待審美國(guó)專利申請(qǐng)(轉(zhuǎn)讓給其受讓人，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中)中，描述了制備卡諾拉分離蛋白的連續(xù)工藝。根據(jù)該專利申請(qǐng)，將卡諾拉油籽粕與鹽溶液連續(xù)混合，用管道輸送所得混合物，與此同時(shí)使蛋白質(zhì)從卡諾拉油籽粕中浸提出來，形成蛋白質(zhì)水溶液，將蛋白質(zhì)水溶液連續(xù)從殘余卡諾拉油籽粕中分離出來，連續(xù)輸送蛋白質(zhì)水溶液透過選擇性膜進(jìn)行處理，將蛋白質(zhì)水溶液的蛋白質(zhì)含量提高到至少約200g/L，同時(shí)保持離子強(qiáng)度基本不變，將所得濃縮蛋白質(zhì)溶液與冷水連續(xù)混合，以促使形成蛋白質(zhì)膠束，讓蛋白質(zhì)膠束連續(xù)沉析，同時(shí)讓上清液連續(xù)溢出，直到在沉析槽中積聚了期望量的PMM。從沉析槽中移取PMM，可將其干燥。PMM的蛋白質(zhì)含量至少約為90wt％(N×6.25)，優(yōu)選至少約為100wt％。在分離蛋白制備過程的起始步驟中進(jìn)行浸提的粕含有許多能導(dǎo)致分離蛋白產(chǎn)生味道和顏色的成分。例如，粕中的皮殼顆粒含有某些會(huì)浸出到浸提物中的酚類化合物。這種酚類化合物易于發(fā)生氧化，形成有色化合物?？蓪?duì)粕及其產(chǎn)物的質(zhì)量產(chǎn)生作用的其他化合物是芥子苷及其降解產(chǎn)物。芥子苷的降解由稱為黑芥子硫苷酸酶的降解酶類催化，所述降解酶類將芥子苷分解成異硫氰酸酯、硫氰酸酯、腈和元素硫。芥子苷的降解產(chǎn)物降低了含芥子苷植物用作人類食物或者動(dòng)物飼料時(shí)的價(jià)值?？ㄖZ拉也稱油菜。
發(fā)明概述在本發(fā)明中，對(duì)卡諾拉油籽進(jìn)行熱處理，以使黑芥子硫苷酸酶失活，并且進(jìn)行脫殼(dehull)處理，然后壓碎脫殼的油籽，以從中除去油。該方法使粕中存在的對(duì)來源于使用上述方法的油籽粕分離蛋白的顏色和味道肢產(chǎn)生不利影響的成分減至最少。本文提供的熱處理方法也可用來使油籽中可能存在的其他酶類失活?？ㄖZ拉油籽中存在的黑芥子硫苷酸酶和其他酶類的失活可通過任何適合所述酶類失活的便利方式來實(shí)現(xiàn)。最便利的是，使用約90℃蒸汽持續(xù)最少10分鐘進(jìn)行失活，但也可使用其他溫度、時(shí)間和方法，例如使用紅外線、微波或者射頻進(jìn)行處理。重要的特征是，各種酶類，包括黑芥子硫苷酸酶被失活。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供形成卡諾拉油籽粕的方法，所述方法包括對(duì)卡諾拉油籽進(jìn)行熱處理以使其中的各種酶類失活，將卡諾拉油籽脫殼，并從經(jīng)熱處理和脫殼的油籽中除去卡諾拉油，以提供卡諾拉油籽粕。然后，可對(duì)通過本發(fā)明方法生產(chǎn)出來的卡諾拉油籽粕進(jìn)行處理，以從中回收卡諾拉分離蛋白，所述分離蛋白的蛋白質(zhì)含量至少約為90％(重量)(N×6.25)，優(yōu)選至少為100％(重量)。所使用的卡諾拉蛋白質(zhì)分離方法優(yōu)選是上述美國(guó)專利申請(qǐng)中描述的方法之一。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是依照本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案獲得脫殼和除油卡諾拉油籽的制備方法的工藝流程圖；圖2是依照本發(fā)明一個(gè)較不優(yōu)選實(shí)施方案獲得脫殼和除油卡諾拉油籽的制備方法的工藝流程圖；圖3是從依照?qǐng)D1或者圖2的方法制備的脫殼和除油卡諾拉油籽制備卡諾拉分離蛋白的流程圖；圖4是卡諾拉油籽部分和脫殼籽仁部分的熱處理溫度曲線圖的圖示樣本。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及卡諾拉油籽的處理，以生產(chǎn)可從其中制備卡諾拉分離蛋白的卡諾拉油籽粕。所述方法包括對(duì)卡諾拉油籽的熱處理，以使籽中存在的黑芥子硫苷酸酶和其他酶類失活，以及籽的脫殼。脫殼可在熱處理之后或者在熱處理之前完成。然后使處理過的籽經(jīng)過除油步驟，留下卡諾拉油籽粕。可通過使用蒸汽加熱最少約5分鐘，優(yōu)選約10分鐘，在約90℃便利地實(shí)現(xiàn)熱處理。如上所述，也可使用其他溫度、時(shí)間和方法，例如紅外線、微波或者射頻處理。熱處理后，通常將油籽冷卻至環(huán)境溫度，以供進(jìn)一步處理。在圖1所示的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，首先在烹制器中通過注入蒸汽將卡諾拉油籽在約90℃下失活約10分鐘。然后將已失活的油籽冷卻至環(huán)境溫度，例如通過使用流化床干燥器來冷卻。然后將已冷卻的失活卡諾拉油籽輸送到破碎機(jī)，卡諾拉皮殼在這里被破碎，且破碎的卡諾拉皮殼與卡諾拉籽仁分離，例如通過風(fēng)選分離?？ㄖZ拉籽仁被分離成較大部分(篩上料)和較小部分(篩底料)，例如通過使用振動(dòng)篩來分離。在圖1的圖解實(shí)例中，分離步驟使用14目篩。篩上料部分往往還伴有較多的殘留未破碎殼，通常將其循環(huán)到破碎機(jī)中幾次，以除去殘余的殼。篩上料部分一旦完成脫殼，可通過對(duì)籽仁進(jìn)行軋胚和對(duì)生胚進(jìn)行溶劑浸出加以處理，以回收卡諾拉油和生產(chǎn)卡諾拉油籽粕?；厥盏钠赏ǔ＿M(jìn)行脫溶劑處理。對(duì)篩底料部分進(jìn)行處理，例如通過風(fēng)選處理，以除去殘余的殼。篩底料部分一旦完成脫殼，可通過對(duì)籽仁進(jìn)行軋胚和對(duì)生胚進(jìn)行溶劑浸出加以處理，以回收卡諾拉油和生產(chǎn)卡諾拉油籽粕。剩余的粕通常進(jìn)行脫溶劑處理。卡諾拉籽仁的篩上料和篩底料在進(jìn)行軋胚步驟之前可合并在一起。在圖2所示的本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案中，酶的失活在脫殼之后進(jìn)行。將卡諾拉油籽粕加料到破碎機(jī)，卡諾拉皮殼在這里被破碎，且破碎的卡諾拉皮殼與卡諾拉籽仁分離?？ㄖZ拉籽仁被分離成較大部分(篩上料)和較小部分(篩底料)，例如通過使用振動(dòng)篩來分離。篩上料部分往往還伴有較多的殘留未破碎殼，通常將其循環(huán)到破碎機(jī)中幾次，以除去殘余的殼。篩上料部分和篩底料部分各自在烹制器中通過注入蒸汽在約90℃下失活10分鐘。然后將已失活的兩部分分別冷卻，例如通過使用流化床干燥器來冷卻。然后對(duì)已冷卻的兩部分進(jìn)行處理，以回收卡諾拉油和生產(chǎn)卡諾拉油籽粕。對(duì)篩上料部分進(jìn)行軋胚，并除去殘余的殼，例如通過風(fēng)選除去，然后對(duì)生胚進(jìn)行溶劑浸出。剩余的粕可進(jìn)行脫溶劑處理。對(duì)篩底料部分進(jìn)行軋胚，對(duì)生胚進(jìn)行溶劑浸出。剩余的粕可進(jìn)行脫溶劑處理。對(duì)于通過這些程序制得的殘余粕，使用上述美國(guó)專利申請(qǐng)中描述的方法作進(jìn)一步的處理，以從中回收卡諾拉分離蛋白，這在下文中將作更詳細(xì)的描述。如上述美國(guó)專利申請(qǐng)所概述，可通過間歇工藝或者連續(xù)工藝或者半連續(xù)工藝，從卡諾拉油籽粕分別分離得到PMM來源卡諾拉分離蛋白和上清液來源卡諾拉分離蛋白。生產(chǎn)卡諾拉分離蛋白的工藝的起始步驟包括從卡諾拉油籽粕中溶解蛋白質(zhì)類物質(zhì)。從卡諾拉油籽粕回收得到的蛋白質(zhì)類物質(zhì)可以是卡諾拉籽中天然存在的蛋白質(zhì)，或者所述蛋白質(zhì)類物質(zhì)可以是經(jīng)遺傳操作修飾但仍具有天然蛋白質(zhì)的特有疏水性質(zhì)和極性性質(zhì)的蛋白質(zhì)。卡諾拉粕可以是自卡諾拉油籽除去卡諾拉油后得到的任何卡諾拉粕，由于例如使用熱己烷浸出方法或者冷油擠出方法，其中含有的未變性蛋白質(zhì)水平有所變動(dòng)。從卡諾拉油籽除去卡諾拉油通常是通過與本文描述的分離蛋白回收方法分開的操作來實(shí)現(xiàn)的。蛋白質(zhì)的溶解按照本發(fā)明通過使用鹽溶液來實(shí)現(xiàn)。鹽通常是氯化鈉，但也可以使用其他合適的鹽，如氯化鉀和氯化鈣。鹽溶液的離子強(qiáng)度至少約為0.10，優(yōu)選至少約為0.15，以使相當(dāng)數(shù)量的蛋白質(zhì)的溶解得以實(shí)現(xiàn)。隨著鹽溶液的離子強(qiáng)度不斷提高，油籽粕中的蛋白質(zhì)的溶解程度開始上升，最后達(dá)到最大值。隨后離子強(qiáng)度的任何提高都不會(huì)增加溶解的總蛋白質(zhì)。引起最大蛋白質(zhì)溶解的鹽溶液離子強(qiáng)度視所選擇的油籽粕而有所變化?？紤]到隨著離子強(qiáng)度的提高，為沉析蛋白質(zhì)所需的稀釋程度也要更高，通常優(yōu)選采用的離子強(qiáng)度值小于約0.8，更優(yōu)選離子強(qiáng)度值為約0.15至約0.6。在間歇工藝中，蛋白質(zhì)在鹽溶液中的溶解在至少約5℃的溫度下，優(yōu)選在最高約35℃下實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選同時(shí)進(jìn)行攪拌，以減少溶解時(shí)間，所述時(shí)間通常為約10分鐘至約60分鐘。優(yōu)選所進(jìn)行的溶解從油籽粕中充分浸提出盡可能多的蛋白質(zhì)，以獲得總體上較高的產(chǎn)率。溫度下限選定為約5℃，是因?yàn)榈陀诖藴囟葧r(shí)溶解作用慢得無法進(jìn)行，而優(yōu)選的溫度上限選定為約35℃，是因?yàn)樵陂g歇模式下，溫度更高時(shí)所述工藝會(huì)變得不經(jīng)濟(jì)。在連續(xù)工藝中，從卡諾拉油籽粕浸出蛋白質(zhì)通過適合實(shí)現(xiàn)從卡諾拉油籽粕連續(xù)浸出蛋白質(zhì)的任何方式來進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，卡諾拉油籽粕與鹽溶液連續(xù)混合，所得混合物通過具有一定長(zhǎng)度的管道或者導(dǎo)管輸送，輸送流速達(dá)成的停留時(shí)間足以實(shí)現(xiàn)依照本文描述的參數(shù)進(jìn)行所需浸出作用。在這種連續(xù)方法中，鹽溶解步驟在最長(zhǎng)為約10分鐘的時(shí)間內(nèi)快速完成，優(yōu)選所進(jìn)行的溶解從油籽粕中充分浸提出盡可能多的蛋白質(zhì)。連續(xù)方法中的溶解過程優(yōu)選在高溫下完成，優(yōu)選高于約35℃，通常最高約65℃。鹽水溶液和卡諾拉油籽粕具有的天然pH為約5至約6.8，以便通過膠束途徑形成分離蛋白，這在下文中將作更詳細(xì)的描述。在pH范圍的上下限和接近于pH范圍的上下限時(shí)，分離蛋白的形成只部分通過膠束途徑發(fā)生，分離蛋白的得率比在pH范圍內(nèi)的它處所能獲得的得率要低。由于這些原因，pH值優(yōu)選為約5.3至約6.2?？赏ㄟ^使用任何合適的酸(通常是鹽酸)或者堿(通常是氫氧化鈉)，按需將鹽溶液的pH調(diào)至約5至約6.8范圍內(nèi)的任何期望數(shù)值，以用于浸出步驟。在溶解步驟進(jìn)行過程中，鹽溶液中的油籽粕濃度可能變化很大。典型的濃度值為約5％w/v至約15％w/v。用鹽水溶液進(jìn)行的蛋白質(zhì)浸出步驟具有溶解卡諾拉粕中可能存在的脂類的額外效果，這會(huì)導(dǎo)致水相中存在脂類。浸出步驟所得的蛋白質(zhì)溶液的濃度通常為約5至約40g/L，優(yōu)選為約10至約30g/L。然后，可通過任何便利的方式，使浸出步驟所得的水相與殘余卡諾拉粕分離，例如通過采用傾析離心，接著通過碟式離心和/或過濾，除去殘余的粕。分離出的殘余粕可進(jìn)行干燥，以便處置?？赏ㄟ^將粉狀活性炭或者其他色素吸附劑與分離出的蛋白質(zhì)水溶液混合，然后便利地通過過濾法除去吸附劑，改善最終卡諾拉分離蛋白的顏色，使其顏色較淺，黃色較不強(qiáng)烈，以提供蛋白質(zhì)溶液。也可使用滲析法除去色素。這種色素除去步驟可在任何合適的條件下進(jìn)行，通常在分離出的蛋白質(zhì)水溶液的環(huán)境溫度下，使用任何合適的色素吸附劑來進(jìn)行。對(duì)于粉狀活性炭，用量為約0.025％至約5％w/v，優(yōu)選約0.05％至約2％w/v。在卡諾拉籽粕含有大數(shù)量的油脂的情況下，如在美國(guó)專利第5,844,086號(hào)和第6,005,076號(hào)(轉(zhuǎn)讓給其受讓人，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中)中所描述的，那么可將這兩個(gè)專利中描述的除油步驟實(shí)施于分離的蛋白質(zhì)水溶液和下文討論的濃縮蛋白質(zhì)水溶液。當(dāng)進(jìn)行顏色改善步驟時(shí)，該步驟可在第一步除油步驟之后進(jìn)行。另一種方法是在相對(duì)較高的pH值下，即高于約6.8，通常最高約9.9下，用鹽溶液浸出油籽粕?？赏ㄟ^使用任何合適的食品級(jí)堿，如氫氧化鈉水溶液，將氯化鈉溶液的pH調(diào)至期望的堿性值。或者，可在相對(duì)較低的pH值下，即低于約pH 5，通常最低約pH 3下，用氯化鈉溶液浸出油籽粕。在使用這種替代方案的情況下，隨后可通過任何便利的方式，使油籽粕浸出步驟所得的水相與殘余卡諾拉粕分離，例如通過采用傾析離心，接著通過碟式離心，除去殘余的粕。分離出的殘余粕可進(jìn)行干燥，以便處置。然后，如上所述，將在高或者低pH浸出步驟中獲得的蛋白質(zhì)水溶液的pH調(diào)至約5至約6.8的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約5.3至約6.2的范圍內(nèi)，接著再如下文所討論作進(jìn)一步的處理。可適當(dāng)使用任何合適的酸(如鹽酸)或者堿(如氫氧化鈉)，進(jìn)行所述pH調(diào)整。然后，將蛋白質(zhì)水溶液濃縮，以提高溶液中的蛋白質(zhì)濃度，同時(shí)保持溶液中的離子強(qiáng)度基本不變。進(jìn)行這種濃縮操作通常是為了提供蛋白質(zhì)濃度為至少約50g/L，優(yōu)選至少為約200g/L，更優(yōu)選至少為約250g/L的濃縮蛋白質(zhì)溶液?？赏ㄟ^任何適合間歇或者連續(xù)操作的便利方式，如通過采用任何合適的選擇性膜技術(shù)(如超濾或者滲析)，來進(jìn)行濃縮步驟，使用的膜例如中空纖維膜或者螺旋錯(cuò)流膜，視不同的膜材質(zhì)及構(gòu)型而定，膜的合適分子量截留值如約3,000至約100,000道爾頓，優(yōu)選約5,000至約10,000道爾頓，對(duì)于連續(xù)操作，還確定了膜的尺寸，以便在蛋白質(zhì)水溶液透過膜時(shí)能夠獲得期望的濃縮程度。然后，可使用摩爾濃度和pH與浸提溶液相同的氯化鈉水溶液，對(duì)濃縮的蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行滲析步驟。這個(gè)滲析操作可通過使用約2至約20體積的滲析溶液，優(yōu)選約5至約10體積的滲析溶液來進(jìn)行。在滲析操作中，通過使?jié)B透液透過膜，使其他污染物從蛋白質(zhì)水溶液中除去。滲析操作可進(jìn)行到滲透液中沒有其他明顯量的酚類物質(zhì)和可見顏色存在為止。視不同的膜材質(zhì)及構(gòu)型而定，可使用分子量截留值在約3,000至約100,000道爾頓的范圍內(nèi)，優(yōu)選約5,000至約10,000道爾頓的范圍內(nèi)的膜，進(jìn)行所述滲析操作。在滲析步驟的至少一部分過程中，在滲析介質(zhì)中可存在抗氧化劑。所述抗氧化劑可以是任何合適的抗氧化劑，如亞硫酸鈉或者抗壞血酸。滲析介質(zhì)中采用的抗氧化劑的量取決于所采用的材料，可在約0.01wt％至約1wt％的范圍內(nèi)變動(dòng)，優(yōu)選為約0.05wt％?？寡趸瘎┯靡砸种茲饪s卡諾拉分離蛋白溶液中存在的酚類物質(zhì)的氧化。濃縮步驟和滲析步驟可在任何合適的溫度下進(jìn)行，通常為約20℃至約60℃，優(yōu)選為約20℃至約30℃，進(jìn)行的時(shí)間足以實(shí)現(xiàn)期望的濃縮程度。所用的溫度和其他條件在一定程度上取決于用以進(jìn)行濃縮操作的膜設(shè)備和期望的溶液蛋白質(zhì)濃度。在濃縮步驟中將蛋白質(zhì)溶液濃縮至高于約200g/L的優(yōu)選濃度，不僅將工藝得率提高到高于約40％，優(yōu)選高于約80％的水平(以回收為干分離蛋白的浸出蛋白質(zhì)的比例計(jì))，而且還降低了干燥后最終分離蛋白的鹽濃度?？刂品蛛x蛋白的鹽濃度的能力對(duì)于分離蛋白的應(yīng)用是很重要的，鹽濃度的變化會(huì)影響具體食品應(yīng)用中的功能性質(zhì)和感觀性質(zhì)。眾所周知，超濾及類似的選擇性膜技術(shù)允許低分子量物質(zhì)通過，而阻止較高分子量的物質(zhì)通過。低分子量物質(zhì)不僅包括食品級(jí)鹽的離子，也包括從原始材料中浸提出來的低分子量材料，如碳水化合物、色素和抗?fàn)I養(yǎng)因子，以及任何低分子量形式的蛋白質(zhì)。視不同的膜材質(zhì)及構(gòu)型而定，通常選定膜的分子量截留值，以保證相當(dāng)比例的蛋白質(zhì)得以保留在溶液中，同時(shí)又讓污染物通過。如美國(guó)專利第5,844,086號(hào)和第6,005,076號(hào)所描述的，如有需要，可對(duì)濃縮和任選滲析過的蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行進(jìn)一步的除油操作。作為上述脫色操作的替代方案，可對(duì)濃縮和任選滲析過的蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行脫色操作。在這里，可使用粉狀活性炭以及顆粒狀活性炭(GAC)?？捎米黝伾絼┑牧硪环N材料是聚丙烯吡咯烷酮。顏色吸附劑處理步驟可在任何便利的條件下進(jìn)行，通常在卡諾拉蛋白質(zhì)溶液的環(huán)境溫度下進(jìn)行。對(duì)于粉狀活性炭，用量可以為約0.025％至約5％w/v，優(yōu)選約0.05％至約2％w/v。當(dāng)用聚丙烯吡咯烷酮作為顏色吸附劑時(shí)，用量可以為約0.5％至約5％w/v，優(yōu)選約2％至約3％w/v。可通過任何便利的手段，如通過過濾，將顏色吸附劑從卡諾拉蛋白質(zhì)溶液中除去?？蓪?duì)從任選的脫色步驟獲得的濃縮和任選滲析過的蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行巴氏滅菌，以殺滅任何細(xì)菌，所述細(xì)菌可能因?yàn)楸２鼗蛘咂渌蛟谠瓉淼钠芍性缫汛嬖?，且在浸出步驟中被從粕中浸出到卡諾拉分離蛋白溶液中。所述巴氏滅菌可在任何期望的巴氏滅菌條件下進(jìn)行。一般來說，將濃縮和任選滲析過的蛋白質(zhì)溶液加熱到約55°至約70℃的溫度，優(yōu)選約60°至約65℃的溫度，滅菌時(shí)間為約10至約15分鐘，優(yōu)選約10分鐘。然后可將巴氏滅菌過的濃縮蛋白質(zhì)溶液冷卻，優(yōu)選冷卻至約25°至約40℃的溫度，以供如下所述進(jìn)行進(jìn)一步的處理。取決于濃縮步驟中所采用的溫度，濃縮蛋白質(zhì)溶液可加熱至至少約20℃、最高約60℃的溫度，優(yōu)選至約25°至約40℃，以降低濃縮蛋白質(zhì)溶液的粘度，促進(jìn)隨后的稀釋步驟和膠束形成的進(jìn)行。濃縮蛋白質(zhì)溶液不應(yīng)被加熱至超過在高于此溫度濃縮蛋白質(zhì)溶液用冷水稀釋時(shí)無法形成膠束的溫度。如上述美國(guó)專利第5,844,086號(hào)和第6,005,076號(hào)所描述的，如有需要，可對(duì)濃縮蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行進(jìn)一步的除油操作。然后，通過將濃縮步驟和任選滲析步驟、任選脫色步驟、任選巴氏滅菌步驟及任選除油步驟得到的濃縮蛋白質(zhì)溶液與為實(shí)現(xiàn)期望稀釋程度所需體積的冷水混合，對(duì)濃縮蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行稀釋，以形成膠束。取決于需要通過膠束途徑獲得的卡諾拉蛋白質(zhì)和從上清液獲得的卡諾拉蛋白質(zhì)的比例，濃縮蛋白質(zhì)溶液的稀釋程度可有所不同。一般來說，稀釋水平越高，卡諾拉蛋白質(zhì)保留在水相中的比例也越高。當(dāng)期望通過膠束途徑提供最大比例的蛋白質(zhì)時(shí)，濃縮蛋白質(zhì)溶液稀釋約15倍或者更低，優(yōu)選稀釋約10倍或者更低。與濃縮蛋白質(zhì)溶液混合的冷水的溫度低于約15℃，通常為3℃至約15℃，優(yōu)選低于約10℃，因?yàn)樵谒玫南♂尡稊?shù)下，用所述較低溫度獲得的蛋白質(zhì)膠束團(tuán)形式的分離蛋白的得率會(huì)提高。在間歇操作中，可將濃縮蛋白質(zhì)溶液的批料加入到具有上述期望體積的靜止冷水體中。濃縮蛋白質(zhì)溶液的稀釋和隨后的離子強(qiáng)度降低導(dǎo)致以膠束狀離散蛋白質(zhì)小滴的形式形成高度結(jié)合蛋白質(zhì)分子的云狀團(tuán)塊。在間歇方法中，讓蛋白質(zhì)膠束在冷水體中沉析，以形成聚集、凝聚、濃厚、無定形的粘性面筋樣蛋白質(zhì)膠束團(tuán)(PMM)?？衫缤ㄟ^離心幫助沉析。這種誘導(dǎo)的沉析過程降低蛋白質(zhì)膠束團(tuán)的液體含量，從而降低水分含量，從通常約70％(重量)至約95％(重量)降低到通常約50％(重量)至約80％(重量)的值，以總膠束團(tuán)的重量計(jì)。以這種方式降低膠束團(tuán)的水分含量還能降低膠束團(tuán)中夾雜的鹽含量，并因此降低干燥分離蛋白的鹽含量?；蛘?，可以如下方式連續(xù)進(jìn)行稀釋操作連續(xù)將濃縮蛋白質(zhì)溶液輸入T形管的一個(gè)入口，同時(shí)將稀釋用水注入T形管的另一個(gè)入口，使它們?cè)诠艿乐谢旌稀Ｏ♂層盟⑷隩形管的流速足以實(shí)現(xiàn)期望的濃縮蛋白質(zhì)溶液的稀釋程度。濃縮蛋白質(zhì)溶液和稀釋用水在管道中的混合引發(fā)蛋白質(zhì)膠束的形成，將所得混合物從T形管的出口輸入到沉析槽中，沉析槽注滿時(shí)讓上清液溢出。優(yōu)選以盡量減少沉析槽中液體內(nèi)發(fā)生湍流的方式，將混合物注入所述液體中。在連續(xù)方法中，讓蛋白質(zhì)膠束在沉析槽中沉析，以形成聚集、凝聚、濃厚、無定形、粘性的面筋樣蛋白質(zhì)膠束團(tuán)(PMM)，所述方法繼續(xù)進(jìn)行到已在沉析槽的底部積聚了期望量的PMM，此時(shí)從沉析槽中除去積聚的PMM。在間歇工藝中，可例如通過離心幫助沉析。將蛋白質(zhì)溶液濃縮至至少約200g/L的優(yōu)選蛋白質(zhì)含量和使用小于約15的稀釋倍數(shù)這兩個(gè)工藝參數(shù)的組合，在以蛋白質(zhì)膠束團(tuán)形式從原始粕浸出物回收蛋白質(zhì)方面，導(dǎo)致獲得更高的得率，且往往是非常高的得率，而在蛋白質(zhì)含量方面，與使用上述美國(guó)專利所討論的任何已知的形成分離蛋白方法的現(xiàn)有技術(shù)所取得的含量相比，還導(dǎo)致獲得純度更高的分離蛋白。與間歇工藝相比，通過采用連續(xù)工藝回收卡諾拉分離蛋白時(shí)，對(duì)于同樣的蛋白質(zhì)浸出水平，起始蛋白質(zhì)浸出步驟的時(shí)間顯著降低，且在浸出步驟中可使用相當(dāng)高的溫度。此外，在連續(xù)方法中，發(fā)生污染的機(jī)會(huì)比間歇方法的要低，這導(dǎo)致產(chǎn)物質(zhì)量更高，且可在更緊湊的設(shè)備中進(jìn)行連續(xù)過程。可例如通過將殘余水相從沉析的團(tuán)塊傾析出，或者通過離心，將沉析的分離蛋白與殘余水相或者上清液分離。PMM可以濕的形式使用，或者可采用任何便利的技術(shù)，如噴霧干燥法、冷凍干燥法或者真空鼓式干燥法，將其干燥成干燥的形式。干燥PMM具有高的蛋白質(zhì)含量，其含量超過約90wt％蛋白質(zhì)，優(yōu)選至少約100wt％蛋白質(zhì)(以凱氏N×6.25計(jì)算)，且基本未變性(通過差示掃描量熱法測(cè)定)。當(dāng)按需采用美國(guó)專利第5,844,086號(hào)和第6,005,076號(hào)的方法時(shí)，從富脂肪的油籽粕分離得到的干燥PMM還具有較低的殘余脂肪含量，可低于約1wt％。與在相同的反應(yīng)條件下用氯化鈉水溶液來浸出粕相比，卡諾拉分離蛋白含有的植酸量降低，可優(yōu)選低于約1wt％。PMM形成和沉析步驟得到的上清液含有大量的未在稀釋步驟中沉淀的卡諾拉蛋白質(zhì)，因此對(duì)其進(jìn)行處理，以從中回收卡諾拉分離蛋白。將稀釋步驟得到的上清液在除去PMM之后進(jìn)行濃縮，以提高其中的蛋白質(zhì)濃度。可通過采用任何便利的選擇性膜技術(shù)(如超濾)，使用具有合適的分子量截留值、能允許低分子量物質(zhì)(包括鹽和其他從蛋白質(zhì)原始材料浸出出來的非蛋白質(zhì)低分子量材料)通過膜，同時(shí)又能使卡諾拉蛋白質(zhì)保留在溶液中的膜，來進(jìn)行所述濃縮過程。視不同的膜材質(zhì)及構(gòu)型而定，可使用分子量截留值為約3,000至100,000道爾頓的超濾膜。用這種方式濃縮上清液還能減少為回收蛋白質(zhì)所要干燥的液體的體積。通常在上清液干燥前，先濃縮至蛋白質(zhì)濃度為約100至約400g/L，優(yōu)選為約200至約300g/L。如以上對(duì)蛋白質(zhì)溶液濃縮步驟所述的，這種濃縮操作可以間歇模式進(jìn)行，或者以連續(xù)操方式進(jìn)行?？赏ㄟ^任何便利的技術(shù)，如噴霧干燥法、冷凍干燥法或者真空鼓式干燥法，將濃縮的上清液干燥成干的形式，以生產(chǎn)另外的卡諾拉分離蛋白。這種另外的卡諾拉分離蛋白具有高的蛋白質(zhì)含量，所述含量超過約90wt％蛋白質(zhì)，優(yōu)選至少約100wt％蛋白質(zhì)(以凱氏N×6.25計(jì)算)，且基本未變性(通過差示掃描量熱法測(cè)定)。如有需要，可先將至少一部分濕PMM和至少一部分濃縮上清液合并，然后再采用任何便利的技術(shù)干燥所述合并的蛋白質(zhì)物流，以提供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案的合并卡諾拉分離蛋白組合物?？蛇x定混合在一起的蛋白質(zhì)類物質(zhì)的相對(duì)比例，以使所得卡諾拉分離蛋白組合物具有期望的2S/7S/12S蛋白質(zhì)分布。或者，可以任何期望的比例將干燥分離蛋白合并，以在混合物中獲得任何期望的具體2S/7S/12S蛋白質(zhì)分布，從而提供根據(jù)本發(fā)明的組合物。合并的卡諾拉分離蛋白組合物具很高的蛋白質(zhì)含量，所述含量超過約90wt％，優(yōu)選至少約100wt％(以凱氏N×6.25計(jì)算)，且基本未變性(通過差示掃描量熱法測(cè)定)。在另一種替代方法中，其中僅僅一部分濃縮上清液與僅僅一部分PMM混合，剩余的濃縮上清液可如任何剩余的PMM那樣進(jìn)行干燥。此外，如上討論，干燥的PMM和干燥的上清液也可以任何期望的相對(duì)比例進(jìn)行干法混合。通過按這種方式進(jìn)行操作，可回收到多種卡諾拉分離蛋白，回收形式有干燥的PMM、干燥的上清液以及各種重量比例的PMM來源卡諾拉分離蛋白和上清液來源卡諾拉分離蛋白的干燥混合物，所述比例一般在約5∶95至約95∶5(重量比)，這是根據(jù)組合物中不同比例的2S/7S/12S蛋白質(zhì)獲得不同的功能和營(yíng)養(yǎng)形式所期望的。作為以上描述的將濃縮蛋白質(zhì)溶液稀釋到冷水中，并對(duì)所得沉析物和上清液進(jìn)行處理的替代方案，可通過透析濃縮蛋白質(zhì)溶液降低其鹽含量，從濃縮蛋白質(zhì)溶液中回收蛋白質(zhì)。濃縮蛋白質(zhì)溶液鹽含量的降低導(dǎo)致在透析管中形成蛋白質(zhì)膠束。透析后，可如上討論讓蛋白質(zhì)膠束沉析，收集并干燥。蛋白質(zhì)膠束沉析步驟獲得的上清液可如上討論進(jìn)行處理，以從中回收更多的蛋白質(zhì)?；蛘?，可將透析管的內(nèi)容物直接干燥。后一替代方法當(dāng)在期望獲得實(shí)驗(yàn)室規(guī)模量的蛋白質(zhì)時(shí)有用。
實(shí)施例實(shí)施例1這個(gè)實(shí)施例描述卡諾拉油籽粕的制備以及隨后的處理過程，以獲得卡諾拉分離蛋白。按圖1所示的方法，對(duì)125kg阿根廷品種的卡諾拉籽進(jìn)行處理。首先在蒸汽加熱烹制器中對(duì)所述籽進(jìn)行90℃熱處理，停留時(shí)間為10分鐘，以使黑芥子硫苷酸酶和其他酶類失活。在流化床干燥器中將所得的115.8kg失活卡諾拉油籽冷卻后，將籽破碎，通過風(fēng)選部分除去皮殼。用14目振動(dòng)篩分離較大的卡諾拉籽仁(篩上料)，將所得篩上料循環(huán)到破碎機(jī)中4次，以獲得42.4kg物料，主要為卡諾拉籽仁，還有一小部分皮殼。將篩底料(36kg)最后進(jìn)行風(fēng)選，以除去殘余的皮殼。最終籽仁(35.3kg)或者說篩底料部分通過軋胚機(jī)壓成生胚，然后將34.1kg卡諾拉生胚移入索氏抽提器中，用溶劑浸出油，而篩上料則棄去。如以下實(shí)施例2所描述，油浸出后的脫殼和除油粕(16.17kg)用作蛋白質(zhì)浸出的原料。脫殼卡諾拉粕標(biāo)示為SD024。按照?qǐng)D2的方法，從130.4kg的第二個(gè)阿根廷品種卡諾拉籽批料獲得另外兩個(gè)脫殼和除油卡諾拉粕部分。對(duì)于這一批料來說，首先破碎籽，再通過風(fēng)選部分除去皮殼。用14目振動(dòng)篩分離較大的卡諾拉籽仁，將所得篩上料循環(huán)4次，以獲得52.2kg的卡諾拉籽仁和卡諾拉皮殼。通過振動(dòng)篩最后一次篩分后，將篩底料(49.2kg)和篩上料用蒸汽90℃熱處理10分鐘。在流化床干燥器中冷卻這兩個(gè)部分。最終的籽仁在軋胚機(jī)中壓成生胚。從篩底料(38.1kg)獲得的生胚直接用索氏抽提器進(jìn)行溶劑浸出除油，產(chǎn)生(11.35kg)除油粕，標(biāo)示為SD029。從篩上料獲得的生胚再風(fēng)選一次，然后用索氏抽提器對(duì)風(fēng)選處理后的生胚進(jìn)行溶劑浸出除油，產(chǎn)生除油粕(11.37kg)，標(biāo)示為SD027。用以制備樣品SD024(“#1批次”)、SD029(“#2批次篩底料”)和SD027(“#2批次篩上料”)的卡諾拉油籽的失活時(shí)的溫度曲線圖在圖4中顯示。在所述方法中，從112.3kg的#1批次失活卡諾拉籽總共回收到35.3kg脫殼籽仁(篩底料)，總得率為31.43wt％。從130.4kg的#2批次卡諾拉總共生產(chǎn)出38.1kg脫殼和壓成生胚的粉末(篩底料)，得率為29.2wt％。脫殼卡諾拉的得率相對(duì)較低可部分歸因于在破碎機(jī)中使用粗輥導(dǎo)致較小的卡諾拉籽破碎不足。使用螺距更細(xì)的輥(每英寸18槽)將使輥之間的輥隙更窄，可以破碎更小的籽。更大更均勻的籽還可提高脫殼的得率和連貫性。調(diào)整風(fēng)選條件，以有效地使皮殼與籽仁分離?？諝獠顗涸O(shè)置為0.4-0.8英寸水能實(shí)現(xiàn)有效分離。更高的壓力差會(huì)導(dǎo)致過多的胚乳隨皮殼部分被除去。從風(fēng)選過程回收到的籽仁部分由多種粒度組成，破碎得更細(xì)的卡諾拉含有的皮殼碎片的比例更低。因此，可通過使較大的籽仁和皮殼篩過14目振動(dòng)篩，從中回收較小的脫殼籽仁部分。在設(shè)置振動(dòng)篩設(shè)備之前，可通過手工篩選試驗(yàn)預(yù)先選定最佳的篩號(hào)。通過使脫殼胚乳部分通過Lauhauf壓胚機(jī)的一組光面輥進(jìn)行軋胚操作，使油細(xì)胞破裂。使用0.08mm的輥隙設(shè)定值，可有效地軋胚#1批次和#2批次的脫殼籽仁，產(chǎn)生的生胚厚度為0.101-0.125mm。但是，#2批次方法產(chǎn)生的生胚與#1批次的生胚相比較脆，容易被弄碎。這個(gè)結(jié)果表明，在脫殼之前先失活卡諾拉籽產(chǎn)生更穩(wěn)定的生胚。除油處理之后，#1批次的除油卡諾拉粕的殘余油含量為1.50wt％。#2批次粕的篩底料和篩上料分別含有1.87wt％和1.23wt％的油。
實(shí)施例2這個(gè)實(shí)施例說明從依照實(shí)施例1的方法制備的除油粕制備卡諾拉分離蛋白的過程。如實(shí)施例1中所描述進(jìn)行脫殼、除油并失活黑芥子硫苷酸酶后的卡諾拉粕依照?qǐng)D3的方法進(jìn)行處理，以生產(chǎn)卡諾拉分離蛋白。在環(huán)境溫度下，將‘a(chǎn)’kg脫殼、除油并失活黑芥子硫苷酸酶后的卡諾拉粕加入到‘b’L 0.15M NaCl溶液中，攪拌30分鐘，制成蛋白質(zhì)水溶液。殘余的卡諾拉粕通過濾過干酪布(cheese cloth)或者通過其他合適的過濾方法除去。通過離心澄清所得蛋白質(zhì)溶液，產(chǎn)生‘c’L澄清蛋白質(zhì)溶液，其蛋白質(zhì)含量為‘d’g/L。通過在超濾系統(tǒng)中使用分子量截留值為‘g’道爾頓的膜進(jìn)行濃縮，將‘e’L蛋白質(zhì)浸出溶液等分試樣的體積減少到‘f’L。所得濃縮蛋白質(zhì)溶液的蛋白質(zhì)含量為‘h’g/L。然后，使用分子量截留值為‘i’道爾頓的膜，用‘j’L含0.05wt％抗壞血酸的0.15M氯化鈉溶液滲析濃縮蛋白質(zhì)溶液，滲析蛋白質(zhì)溶液的終體積為‘k’L，其蛋白質(zhì)含量為‘l’g/L。在‘m’℃下，以‘n’的比例將滲析蛋白質(zhì)溶液稀釋至‘o’℃水中。立即形成白色云狀物，讓其沉析。移去上層稀釋用水，從沉析槽的底部回收沉淀、粘稠的粘性團(tuán)塊(PMM)，得率占浸出蛋白質(zhì)的‘p’wt％。測(cè)出得自干燥PMM的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)含量為‘q’％(N×6.25)d.b.。所得制品標(biāo)示為‘r’。參數(shù)‘a(chǎn)’至‘r’在下表I中給出表I 使用分子量截留值為‘s’道爾頓的膜，通過超濾法將移去的稀釋水的體積減少至蛋白質(zhì)濃度達(dá)‘t’g/L。將濃縮物干燥。加上從上清液回收的額外的蛋白質(zhì)，總蛋白質(zhì)回收量占浸出蛋白質(zhì)的‘u’wt％。所產(chǎn)生的干燥蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)含量為‘v’％(N×6.25)d.b.。所得制品標(biāo)示為‘w’。參數(shù)s至w在下表II中給出
表II
實(shí)施例3這個(gè)實(shí)施例描述依照實(shí)施例2的方法獲得的結(jié)果。
(a)浸出和分離步驟以下表III顯示三種不同的粕的表觀浸出率。表觀浸出率表示如果可回收總鹽水體積的條件下可回收到的蛋白質(zhì)的百分率。但是，回收率可因?yàn)槠傻牟町惡?或粕中的不同液體滯留量而有所不同。當(dāng)在計(jì)算中考慮了澄清工藝操作之后的實(shí)際體積時(shí)，則所得結(jié)果為蛋白質(zhì)得率。對(duì)于所有三種情況，表觀浸出率均高于40％。對(duì)于SD024和SD027粕，它們的表觀浸出率同一個(gè)數(shù)量等級(jí)，分別為47.5wt％和46.1wt％。SD029粕的表觀浸出率稍低。粕的脫殼和熱處理工藝對(duì)表觀浸出率沒有明顯的影響，因?yàn)閷?duì)于低溫脫溶劑粕或者渣粕，表觀浸出率數(shù)值在同樣的范圍內(nèi)(數(shù)據(jù)未給出)。
表III--過濾后液體中的表觀浸出率和蛋白質(zhì)得率
(b)超濾#1和#2SD029和SD027粕的蛋白質(zhì)回收率(表IV)與使用PVDF 5螺旋錯(cuò)流膜對(duì)其他粕進(jìn)行超濾#1時(shí)通常觀測(cè)到的數(shù)值接近。SD024粕的55wt％的較低數(shù)值是因?yàn)樵跐B透液中損失了一些蛋白質(zhì)。滲透液的色譜圖顯示BW-SD024-B03-03A批次有相當(dāng)數(shù)量的2S蛋白質(zhì)。這種蛋白質(zhì)損失據(jù)認(rèn)為是由于所用的膜是新膜造成的。
表IV--超濾#1的蛋白質(zhì)回收率和截留液中的蛋白質(zhì)得率 對(duì)于超濾#2，蛋白質(zhì)回收率為75wt％(SD024)、90wt％(SD029)和100wt％(SD027)。
(c)成品中的蛋白質(zhì)分布
下表V和VI顯示最終PMM來源分離蛋白成品和上清液來源分離蛋白成品的蛋白質(zhì)分布。認(rèn)為SEC色譜圖的蛋白質(zhì)峰作為一個(gè)整體是100wt％。這個(gè)意思是，例如如果有80wt％的7S，則全部蛋白質(zhì)峰的總峰面積的80wt％屬于7S蛋白質(zhì)。
表V--從不同粕獲得的PMM來源分離蛋白的蛋白質(zhì)分布 可以看出，PMM中的蛋白質(zhì)分布遵循相同于以前觀察到的模式(參見2003年4月15日提交的共同待審美國(guó)專利申請(qǐng)第10/413,371號(hào)(WO 03/088760)，轉(zhuǎn)讓給其受讓人，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中)，所述模式以7S為PMM中的主要蛋白質(zhì)。發(fā)現(xiàn)從SD024粕獲得的PMM中2S的量較低，從而12S的濃度較高，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)濾過膜時(shí)有損失。
表VI--從不同粕獲得的上清液來源分離蛋白的蛋白質(zhì)分布 由于SD024粕存在2S的損失，其作為浸出蛋白質(zhì)wt％的成品得率比D027或者SD029粕的明顯要低。上清液來源分離蛋白的組成與PMM來源分離蛋白的類似。因?yàn)橄♂尩木壒?，在上清液溶液中剩余?S蛋白質(zhì)的量不足，因此2S不是主要的蛋白質(zhì)組分。由于在上清液中也存在7S，只是濃度較低，因此2S的缺乏導(dǎo)致7S成為上清液來源分離蛋白中的主要蛋白質(zhì)。但是，對(duì)于SD029和SD027粕之后進(jìn)行的操作，發(fā)現(xiàn)上清液來源分離蛋白的組成在先前觀測(cè)到的上清液來源分離蛋白的正常范圍內(nèi)。以上結(jié)果表明，一般來說，粕的脫殼和熱處理工藝不會(huì)影響所獲得的卡諾拉分離蛋白的組成。
(d)卡諾拉分離蛋白的顏色
下表VII和表VIII顯示干制品或者復(fù)水制品(干粉末重新懸浮于0.1M鹽水中并攪拌約1小時(shí)調(diào)成)的“L”、“a”和“b”顏色值，對(duì)于干制品，用Minolta CR-310比色計(jì)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于復(fù)水制品，用Hunter Lab DP-9000比色計(jì)進(jìn)行測(cè)量。“L”值的范圍為0-100，表示制品的亮度(L＝100為白色)。“a”值(-60至+60)表示綠-紅色空間?！癮”值越負(fù)則制品越為綠色，“a”值越趨向+60則制品越為紅色?！癰”值(-60至+60)表示藍(lán)-黃色空間?！癰”值越負(fù)則制品越為藍(lán)色，“b”值越趨向+60則制品越為黃色。通過比較干制品和復(fù)水制品的亮度，發(fā)現(xiàn)從籽經(jīng)過熱處理的粕批次獲得的制品具有最高的L值。這些制品比從只在籽破碎之后進(jìn)行熱處理的#2批次粕獲得的制品明顯要光亮。這個(gè)結(jié)果表明，黑芥子硫苷酸酶具有活性，且在其被最終失活之前有足夠的時(shí)間催化芥子苷的降解。據(jù)認(rèn)為，芥子苷的降解產(chǎn)物導(dǎo)致從這種粕獲得的PMM來源分離蛋白和上清液來源分離蛋白出現(xiàn)較深的顏色。從SD024粕獲得的分離蛋白更趨向?yàn)榫G色，而從SD027和SD029獲得的分離蛋白的“a”值較高，因此具有更紅的顏色。干粉末和液體樣品的藍(lán)-黃色空間沒有顯示出同樣的趨向。例如，SD024PMM來源分離蛋白的干制品的“b”值在三次不同的運(yùn)行中均為最小，而SD024PMM來源分離蛋白的液體樣品的“b”值最高。觀測(cè)SD027粕的PMM來源分離蛋白和上清液來源分離蛋白均為黃色最深的粉末。從SD024粕的PMM來源分離蛋白和SD029粕的上清液來源分離蛋白獲得的制品黃色最淺。從液體顏色分析看出，黃色最深的PMM來源分離蛋白是從SD024粕獲得的分離蛋白。對(duì)于上清液來源分離蛋白，黃色最深的獲自SD027。
表VII--粉末從干制品的L、a、b顏色值
表VIII--復(fù)水制品液體的L、a、b顏色值
實(shí)施例4
這個(gè)實(shí)施例描述的是利用射頻處理進(jìn)行酶的失活。將一批水分含量為約9％的卡諾拉籽分成三份2kg樣品。其中一份樣品用作對(duì)照樣品，不作進(jìn)一步的處理。將兩份2kg卡諾拉籽樣品暴露于射頻處理。暴露于射頻導(dǎo)致卡諾拉籽樣品總體溫度快速升高。一個(gè)樣品在約160秒內(nèi)從環(huán)境溫度加熱到90℃，并在90℃下維持5分鐘。另一個(gè)樣品在約160秒內(nèi)從環(huán)境溫度加熱到90℃，并在90℃下維持10分鐘。兩個(gè)樣品在90℃下維持后，通過在鋪烤盤中并在4℃冷卻室中保藏約10分鐘，冷卻至30℃。通過檢測(cè)芥子苷降解產(chǎn)物葡萄糖，來測(cè)定黑芥子硫苷酸酶的活性。檢測(cè)方法如下在Silverson均質(zhì)機(jī)中以6000rpm將100g卡諾拉籽等分試樣與250ml自來水一起均質(zhì)，直到形成漿狀混合物。讓該混合物靜置20分鐘，然后在10000xg下離心5分鐘。傾析這個(gè)步驟獲得的上清液，用Diastix葡萄糖監(jiān)測(cè)條(Bayer)檢測(cè)葡萄糖。檢測(cè)經(jīng)過熱處理和對(duì)照樣品的所有三個(gè)籽樣品的葡萄糖。結(jié)果在下表IX中顯示。
表IX 在90℃下熱處理10分鐘的卡諾拉籽樣品沒有檢出葡萄糖。這表明使用射頻是失活黑芥子硫苷酸酶的有效手段。
實(shí)施例5
這個(gè)實(shí)施例說明酶失活卡諾拉粕的制備，用于生產(chǎn)其量足以進(jìn)行感觀分析的分離蛋白樣品。連續(xù)處理三噸卡諾拉籽，以制備酶失活的卡諾拉粕。酶的失活用兩盤Simon-Rosedown烹制器進(jìn)行。開始運(yùn)行之前，先預(yù)熱烹制器。在運(yùn)行過程中調(diào)節(jié)蒸汽壓力，以維持期望的籽溫度。盤中的溫度為上盤60℃(±5℃)，下盤82-86℃。卡諾拉籽向烹制器的進(jìn)料速率為～300kg/hr，在下盤中的停留時(shí)間為～12分鐘。然后將失活的籽轉(zhuǎn)移到谷物干燥機(jī)中，快速冷卻至＜60℃。卡諾拉籽失活后非常干燥，需要進(jìn)行調(diào)和。籽的水分含量為5.74％，通過噴灑3％的水(w/w)進(jìn)行調(diào)和，將水分含量提高到～8.0％。將水和油籽混和大約15分鐘，然后轉(zhuǎn)移到portabin中，蓋住并讓其平衡最少12小時(shí)。通過將籽通過軋胚機(jī)進(jìn)行軋胚操作，使油細(xì)胞破裂，制備具有很大表面積的細(xì)薄生胚，以供烹制/預(yù)壓榨。生胚厚度在0.18-0.23mm之間?？刂七M(jìn)料速率，以與壓榨速率平衡，進(jìn)料速率大約為130kg/hr。進(jìn)行烹制，以進(jìn)一步使油細(xì)胞破裂，使生胚變得柔韌，并通過降低所含油的粘度提高螺旋壓榨機(jī)的效率。開始運(yùn)行之前，先預(yù)熱烹制器。在運(yùn)行過程中調(diào)節(jié)蒸汽壓力，以維持期望的生胚溫度。盤中的溫度為上盤42℃(±2℃)，下盤65℃(±3℃)。壓榨過程可除去大約2/3-3/4的油，制備適合進(jìn)行溶劑浸出的物料。所述物料需要能抗擠壓，以防在浸出設(shè)備中阻塞，也需要具有多孔性，使傳質(zhì)和排水良好。壓成生胚和烹制過的籽用Simon-Rosedown預(yù)壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨。將粗壓榨油棄去。通過使壓榨餅與異己烷相接觸進(jìn)行溶劑浸出，除去壓榨餅塊中的油。有兩個(gè)機(jī)制在發(fā)揮作用油瀝濾到溶劑中，及用逐漸變稀的溶劑混合油(己烷-油)洗滌渣粕(異己烷-固體)。浸出通常是連續(xù)逆流過程。在Crown Iron Works環(huán)形浸出器(II型)中用異己烷浸提卡諾拉籽壓榨餅，總停留時(shí)間大約為100分鐘(從環(huán)進(jìn)到環(huán)出)，溶劑固體比大約為3.2∶1(w∶w)。粗油在升膜式蒸發(fā)器和汽提機(jī)中脫溶劑。油棄去。渣(己烷-固體)的脫溶劑在蒸汽套管Schnecken螺旋和兩盤脫溶劑器-烘爐中進(jìn)行。盤中的溫度為Schnecken出口處＜50℃，脫溶劑器盤50℃(±5℃)，烘爐盤45℃(±5℃)。進(jìn)行真空干燥，以停止被浸出的卡諾拉粕的脫溶劑。將每批大約150kg的除油卡諾拉粕加料到Littleford反應(yīng)器中。然后在23-25mmHG的真空下將粕加熱到47℃(±2℃)。將粕在此溫度下保持2小時(shí)，然后卸料到塑料襯里的纖維板桶中?？偣采a(chǎn)出1317.3kg酶失活的除油和真空脫溶劑卡諾拉粕。
實(shí)施例6
這個(gè)實(shí)施例說明從實(shí)施例5的除油酶失活粕和從市售低溫脫溶劑粕制備卡諾拉分離蛋白?？ㄖZ拉分離蛋白將用來比較顏色和風(fēng)味。實(shí)施例5的除油酶失活粕標(biāo)示為SA034，市售粕標(biāo)示為AL022。在環(huán)境溫度下，將‘a(chǎn)’kg卡諾拉粕加入到‘b’L 0.15M NaCl溶液中，攪拌30分鐘，制成蛋白質(zhì)水溶液。殘余的卡諾拉粕通過真空過濾法(對(duì)于BW-AL022-B24-03A)或者傾析離心法(對(duì)于BW-SA034-E06-04A C300)及碟式離心法除去。通過壓濾機(jī)過濾，澄清所得蛋白質(zhì)溶液，產(chǎn)生‘c’L澄清蛋白質(zhì)溶液，其蛋白質(zhì)含量為‘d’g/L。通過在超濾系統(tǒng)中使用分子量截留值為‘g’道爾頓的膜進(jìn)行濃縮，將‘e’L蛋白質(zhì)浸出溶液等分試樣的體積減少到‘f’L。所得濃縮蛋白質(zhì)溶液的蛋白質(zhì)含量為‘h’g/L。然后，在滲析系統(tǒng)中使用分子量截留值為‘i’道爾頓的膜，用‘j’L含0.05wt％抗壞血酸的‘k’MNaCl溶液滲析濃縮蛋白質(zhì)溶液，至終體積為‘l’L，其蛋白質(zhì)含量為‘m’g/L。在‘n’℃下，以‘o’的比例將濃縮溶液稀釋至‘p’℃水中。立即形成白色云狀物，讓其沉析。移去上層稀釋用水，從沉析槽的底部回收沉析、粘稠的粘性團(tuán)塊(PMM)，得率占浸出蛋白質(zhì)的‘q’wt％。測(cè)出干燥PMM來源蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)含量為‘r’％(N×6.25)d.b.。所得制品標(biāo)示為‘s’。 使用分子量截留值為‘t’道爾頓的膜，通過超濾法將移去的稀釋水的體積減少至蛋白質(zhì)濃度達(dá)‘u’g/L。將濃縮物干燥。加上從上清液回收的額外的蛋白質(zhì)，總蛋白質(zhì)回收量占浸出蛋白質(zhì)的‘v’wt％。所產(chǎn)生的干燥蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)含量為‘w’％(N×6.25)d.b.。所得制品標(biāo)示為‘x’。
實(shí)施例7這個(gè)實(shí)施例描述依照實(shí)施例6的方法獲得的結(jié)果。
(a)感觀分析
將卡諾拉分離蛋白送交感觀分析。感觀評(píng)定小組由11位受過訓(xùn)練的小組成員組成。詢問每個(gè)成員哪一個(gè)樣品風(fēng)味最少，其會(huì)優(yōu)選哪一個(gè)樣品。將依照實(shí)施例6的方法獲得的卡諾拉分離蛋白重新懸浮于0.05M鹽水溶液中，濃度為5％w/v。在開始進(jìn)行感觀評(píng)價(jià)之前，先使蛋白質(zhì)粉末完全溶解。下表X顯示PMM制品的感觀分析結(jié)果?？磥韽拿甘Щ钇蓙碓吹姆蛛x蛋白是風(fēng)味最少的制品，也是較為優(yōu)選的制品。有64％的小組成員發(fā)現(xiàn)從酶失活粕來源的PMM風(fēng)味最少，而有27％的小組成員發(fā)現(xiàn)從低溫粕來源的PMM風(fēng)味最少。有9％的小組成員不能發(fā)現(xiàn)兩種制品之間有什么差別。當(dāng)小組成員被問及會(huì)優(yōu)選哪一個(gè)制品時(shí)，他們中有64％提出優(yōu)選從酶失活粕來源的PMM，有18％優(yōu)選從低溫粕來源的制品，有18％兩種制品都不優(yōu)選。
表X--C300制品的感觀分析 下表XI顯示上清液來源分離蛋白的感觀分析結(jié)果。看來從酶失活粕來源的分離蛋白是風(fēng)味最少的制品，也是較為優(yōu)選的制品。有55％的小組成員發(fā)現(xiàn)從酶失活粕的上清液來源的蛋白質(zhì)風(fēng)味最少，而有27％的小組成員發(fā)現(xiàn)從低溫粕獲得的制品風(fēng)味最少。有9％的小組成員不能發(fā)現(xiàn)兩種制品之間有什么差別。當(dāng)小組成員被問及會(huì)優(yōu)選哪一個(gè)制品時(shí)，他們中有82％提出優(yōu)選從酶失活粕獲得的上清液來源蛋白質(zhì)，有9％優(yōu)選低溫粕來源的制品，有9％兩種制品都不優(yōu)選。
表XI--C200制品的感觀分析
(a)顏色分析
下表XII顯示用Hunter Lab DP-9000比色計(jì)測(cè)出的復(fù)水制品(5％w/v制品于0.05M鹽水中)的“L”、“a”和“b”顏色值?！癓”值的范圍為0-100，表示制品的亮度(L＝100為白色)?！癮”值(-60至+60)表示綠-紅色空間。“a”值越負(fù)則制品越為綠色，“a”值越趨向+60則制品越為紅色?！癰”值(-60至+60)表示藍(lán)-黃色空間?！癰”值越負(fù)則制品越為藍(lán)色，“b”值越趨向+60則制品越為黃色。通過比較液體樣品的亮度，似乎對(duì)于PMM和上清液來源的兩種分離蛋白，從酶失活粕來源的制品的L值要比從低溫粕來源的制品的明顯要高。這意味著在兩種情況下酶失活粕都生產(chǎn)出更為淺色的分離蛋白。對(duì)于綠-紅色空間以及藍(lán)-黃色空間，PMM分離蛋白和上清液分離蛋白均遵循同樣的趨勢(shì)。使用酶失活粕作為原料，其“a”值比低溫粕的稍微下降，即樣品更趨向呈綠色。使用酶失活粕時(shí)其“b”值升高，即該樣品比從低溫粕獲得的樣品更顯黃色。
表XII--復(fù)水制品液體的L、a、b顏色值 現(xiàn)對(duì)本公開內(nèi)容作一總結(jié)。本發(fā)明提供生產(chǎn)顏色和味道得以改善的卡諾拉分離蛋白的方法，所述工藝首先熱失活卡諾拉籽中的黑芥子硫苷酸酶和其他酶類，然后再進(jìn)一步處理籽。在本發(fā)明范圍內(nèi)可能作出各種改進(jìn)方案。
權(quán)利要求
1.一種制備卡諾拉油籽粕的方法，所述方法包括熱處理卡諾拉油籽，以使其中的酶失活，將卡諾拉油籽脫殼，自所述經(jīng)熱處理和脫殼的油籽中除去卡諾拉油，以提供所述卡諾拉油籽粕。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述經(jīng)熱處理和脫殼的油籽在進(jìn)行所述除油步驟之前先進(jìn)行軋胚。
3.權(quán)利要求1的方法，所述方法以如下方式實(shí)現(xiàn)熱處理卡諾拉油籽，以使其中的酶失活，冷卻經(jīng)熱處理的卡諾拉油籽，破碎經(jīng)熱處理的卡諾拉油籽的皮殼，自卡諾拉油籽中除去破碎的皮殼，和通過溶劑浸出法自卡諾拉籽仁中除去卡諾拉油，以留下粕。
4.權(quán)利要求3的方法，其中將篩上料部分和篩底料部分與粉碎的皮殼分離，篩上料部分循環(huán)到破碎和分離步驟，將篩底料部分進(jìn)行風(fēng)選處理，以進(jìn)一步除去皮殼，循環(huán)后的篩上料部分和/或風(fēng)選處理過的篩底料部分在進(jìn)行所述溶劑浸出步驟之前先進(jìn)行軋胚。
5.權(quán)利要求1的方法，所述方法以如下方式實(shí)現(xiàn)破碎卡諾拉油籽的皮殼，自卡諾拉籽仁中除去破碎的皮殼，熱處理卡諾拉籽仁，以失活其中的酶，和通過溶劑浸出法自卡諾拉籽仁中除去卡諾拉油，以留下粕。
6.權(quán)利要求5的方法，其中將篩上料部分和篩底料部分與粉碎的皮殼分離，篩上料部分循環(huán)到粉碎和分離步驟，循環(huán)后，將篩上料部分進(jìn)行熱處理步驟，然后冷卻，將篩底料部分進(jìn)行熱處理步驟，然后冷卻，在將軋胚過的篩底料部分進(jìn)行所述溶劑浸出之前，先將經(jīng)熱處理的篩上料部分和經(jīng)熱處理的篩底料部分先進(jìn)行軋胚，在將軋胚過的篩上料部分進(jìn)行所述溶劑浸出之前，先將軋胚過的篩上料部分進(jìn)行風(fēng)選處理。
7.權(quán)利要求1的方法，其中對(duì)所述卡諾拉油籽粕進(jìn)行處理，以從中回收蛋白質(zhì)含量至少約為90wt％(N×6.25)的卡諾拉分離蛋白。
8.權(quán)利要求1的方法，其中對(duì)所述卡諾拉油籽粕進(jìn)行處理，以從中回收蛋白質(zhì)含量至少約為100wt％(N×6.25)的卡諾拉分離蛋白。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述失活處理通過用蒸汽加熱來實(shí)現(xiàn)。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述失活處理通過用射頻輻射加熱來實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
對(duì)卡諾拉油籽進(jìn)行處理，以生產(chǎn)卡諾拉油籽粕，供從中回收卡諾拉分離蛋白。對(duì)卡諾拉油籽進(jìn)行熱處理以失活黑芥子硫苷酸酶和其他酶類，并進(jìn)行脫殼處理，再破碎脫殼的卡諾拉油籽，除去油籽中的油，以提供卡諾拉油籽粕。
文檔編號(hào)A23L1/36GK1835683SQ200480023451
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2004年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者M·施維策爾, B·E·格林 申請(qǐng)人:伯康營(yíng)養(yǎng)科學(xué)(Mb)公司