PRODUCCIÓN DE AISLADO DE PROTEÍNA DE SEMILLA DE ACEITE.

Un proceso para preparar un aislado de proteína, que comprende:

(a) extraer una harina de semilla de aceite en una temperatura de por lo menos 5º C para originar la solubilización de la proteína en dicha harina de semilla de aceite y para formar una solución de proteína acuosa que tiene un contenido de proteína de 5 a 30 g/L y un pH de 5 a 6.8, (b) separar la solución de proteína acuosa de la harina de semilla de aceite residual, (c) incrementar la concentración de proteína de dicha solución de proteína acuosa a por lo menos 200 g/L mientras que se mantiene la resistencia iónica sustancialmente constante al utilizar una técnica de membrana selectiva para proporcionar una solución de proteína concentrada, (d) diluir dicha solución de proteína concentrada en agua congelada que tiene una temperatura por debajo de 15º C para originar la formación de las micelas de proteína, (e) sedimentar las micelas de proteína para formar una masa micelar como gluten, gelatinosa, pegajosa, amorfa, y (f) recuperar la masa micelar de la proteína del sobrenadante que tiene un contenido de proteína de por lo menos 100% en peso como se determina por Nitrógeno Kjeldahl x 6.25 en una base en peso seco

Referencia a solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica la prioridad de conformidad con el 35 USC 119(e) de la solicitud de patente Estadounidense 5 copendiente No. 60/288,415 presentada en mayo 4, 2001, 60/326,987 presentada en octubre 5, 2001, 60/331,066 presentada en noviembre 7, 2001, 60/333,494 presentada en noviembre 26, 2001 y _____ presentada en ______.

Campo de la invención

La presente invención se relaciona con métodos mejorados para la fabricación de aislados de proteínas de semilla de aceite, particularmente un aislado de proteína de canola. Antecedentes de la invención

En la Patente Estadounidense Nos. 5,844,086 y 6,005,076 ("Murray II"), cedida al cesionario de esta, se describe un proceso para el aislamiento de los aislados de proteínas de la harina de semilla de aceite que tiene un contenido de grasa significativo, que incluye harina de semilla de aceite de canola que tiene tal contenido. Las etapas involucradas en este proceso incluyen solubilizar el material proteináceo de la harina de semilla de aceite, que 15 también solubiliza la grasa en la harina, y remover la grasa de la solución de proteína acuosa resultante. La solución de proteína acuosa se puede separar de la harina de semilla de aceite residual antes y después de la etapa de remoción de la grasa. La solución de proteína sin grasa se concentra después para incrementar la concentración de proteína mientras que se mantiene la resistencia iónica sustancialmente constante, después de lo cual la solución de proteína concentrada se puede someter a una etapa de remoción de grasa adicional. La solución de proteína concentrada se diluye luego para formar una masa similar a nube de moléculas de proteína altamente asociadas como gotas de proteína discreta en forma micelar. Las micelas de proteína se dejan sedimentar para formar una masa de aislado de proteína similar a gluten, pegajosa, amorfa, densa, fusionada, agregada, denominada "masa de proteína micellar" o PMM, que se separa de la fase acuosa residual y se seca.

El aislado de proteína tiene un contenido de proteína (como se determina por Kjeldahl Nx6.25) de por lo menos aproximadamente 90% en peso, es sustancialmente no desnaturalizada (como se determina por calorimetría de barrido diferencial) y tiene un contenido de grasa residual menor. El término "contenido de proteína" como se utiliza aquí se refiere a la cantidad de proteína en el aislado de proteína expresado en una base en peso seco. La producción del aislado de proteína obtenido utilizando este procedimiento, en términos de la proporción de la proteína extraída de la harina de semilla de aceite que se recupera como el aislado de proteína seco es generalmente menor de 40% en peso, típicamente alrededor de 20% en peso.

El procedimiento descrito en la patente Murray II mencionado anteriormente se desarrolla como una modificación para el mejoramiento del procedimiento para formar un aislado de proteína de una variedad de materiales de fuente de proteína, que incluye semillas de aceite, como se describe en la Patente Estadounidense No. 4,208,323 (Murray IB). La harina de semilla de aceite disponible en 1980, cuando se presenta la Patente Estadounidense No. 35 4,208,323, no tiene los niveles de contaminación de grasa de las harinas de semilla de aceite de canola disponibles en el momento de las patentes Murray II, y, como una consecuencia, el procedimiento de la Patente Estadounidense No. 4,208,323 no se puede producir a partir de tales harinas de semilla de aceite de acuerdo con el proceso Murray II, los materiales proteináceos que tienen más de 90% en peso de contenido de proteína. No existe descripción de ninguno de los experimentos específicos en la Patente Estadounidense No. 4,208,303 llevada a cabo utilizando

40 harina de semilla de colza (canola) como el material de partida.

La Patente Estadounidense No. 4,208,323 en sí misma se diseña para que sea una mejora en el proceso descrito en las Patentes Estadounidenses Nos. 4,169,090 y 4,285,862 (Murray IA) mediante la introducción de una etapa de concentración antes de dilución para formar el PMM. Las patentes Murray IA describen un experimento que involucra semilla de colza pero que no proporciona indicación de la pureza del producto. La etapa de concentración

45 descrita en la patente Murray IB sirve para mejorar la producción del aislado de proteína de alrededor de 20% para el proceso Murray IA.

La GB-A-2077739 describe un aislado de proteína de canola que tiene un contenido de proteína de cerca de 95%.

La US-A-4266097 describe un aislado de proteína de canola que tiene un contenido de proteína de 107%.

Tzeng et al, Journal of Food Science, 53, 1988 Sept-Oct, Not. 5 describe un aislado de proteína de canola que tiene 50 un contenido de proteína de 90%.

Resumen de la invención

Ahora se ha encontrado que es posible mejorar estos procesos de aislado de proteína de la técnica anterior cuando ellos se aplican a semillas de aceite, particularmente canola, para obtener producciones mejoradas del aislado de proteína seco, en términos de la proporción de la proteína extraída de las semillas de aceite, de por lo menos aproximadamente 40% en peso y frecuentemente mucho mayores, por lo menos aproximadamente 80% en peso, y los aislados de proteínas de pureza mayor, por lo menos aproximadamente 100% en peso en un índice de conversión de Nitrógeno Kjeldahl de Nx6.25.

Se ha encontrado adicionalmente que una proporción significativa de la proteína de canola extraída de la harina en el proceso de Murray IA y IB y Murray II, cuando se aplica a la harina de canola, se pierde como un resultado de descargar el sobrenadante de la etapa de formación PMM. Se proporciona aquí un mejoramiento adicional en el procedimiento anterior, que mejora la producción general de la proteína, en donde la proteína presente en el sobrenadante se recupera generalmente mediante un proceso de concentración para remover las impurezas y secar el concentrado. El producto obtenido del sobrenadante tiene generalmente un contenido de proteína (Nx6.25) de más de 100% y es un producto de aislado de proteína de canola novedoso. Tal producto novedoso proporciona un aspecto adicional de la invención.

Como un mejoramiento adicional en el procedimiento anterior, el sobrenadante concentrado se puede mezclar con el PMM y se seca la mezcla. Alternativamente, una porción del sobrenadante concentrado se puede mezclar con por lo menos una porción del PMM y la mezcla resultante se seca. Los últimos productos son productos de aislado de proteína de canola novedosos y constituyen un aspecto adicional de la invención.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un proceso para preparar un aislado de proteína, que comprende (a) extraer una harina de semilla de aceite en una temperatura de por lo menos aproximadamente 5° y preferiblemente hasta aproximadamente 35°C para originar la solubilización de la proteína en dicha harina de semilla de aceite y para formar una solución de proteína acuosa que tiene un contenido de proteína de aproximadamente 5 a aproximadamente 25 g/L y un pH de aproximadamente 5 a aproximadamente 6.8, (b) separar la solución de proteína acuosa de la harina de semilla de aceite residual, (c) incrementar la concentración de proteína de dicha solución de proteína acuosa a por lo menos aproximadamente 200 g/L mientras que se mantiene la resistencia iónica sustancialmente constante al utilizar una técnica de membrana selectiva para proporcionar una solución de proteína concentrada, (d) diluir dicha solución de proteína concentrada en agua congelada que tiene una temperatura de aproximadamente por debajo de 15°C para originar la formación de las micelas de proteína; (e) ajustar las micelas de proteína para formar una masa de proteína micelar similar a gluten gelatinoso, pegajoso, amorfo, y (f) recuperar la masa micelar de la proteína del sobrenadante que tiene un contenido de proteína de por lo menos aproximadamente 100% en peso según se determina por Nitrógeno Kjeldahl x 6.25 en una base en peso seco. Se puede secar la masa micelar de proteína recuperada. El aislado de proteína no es sustancialmente desnaturalizado (como se determina por calorimetría de barrido diferencial).

El producto de aislado de proteína en la forma de la masa de proteína micelar se describe aquí como "similar a gluten". Esta descripción que está destinada a indicar la apariencia y rasgo del... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para preparar un aislado de proteína, que comprende:

(a) extraer una harina de semilla de aceite en una temperatura de por lo menos 5º C para originar la solubilización de la proteína en dicha harina de semilla de aceite y para formar una solución de proteína acuosa que tiene un contenido de proteína de 5 a 30 g/L y un pH de 5 a 6.8,

(b) separar la solución de proteína acuosa de la harina de semilla de aceite residual,

(c) incrementar la concentración de proteína de dicha solución de proteína acuosa a por lo menos 200 g/L mientras que se mantiene la resistencia iónica sustancialmente constante al utilizar una técnica de membrana selectiva para proporcionar una solución de proteína concentrada,

(d) diluir dicha solución de proteína concentrada en agua congelada que tiene una temperatura por debajo de 15º C para originar la formación de las micelas de proteína,

(e) sedimentar las micelas de proteína para formar una masa micelar como gluten, gelatinosa, pegajosa, amorfa, y

(f) recuperar la masa micelar de la proteína del sobrenadante que tiene un contenido de proteína de por lo menos 100% en peso como se determina por Nitrógeno Kjeldahl x 6.25 en una base en peso seco.

2. El proceso de la reivindicación 1, en donde dicha extracción de dicha harina de semilla de aceite se efectúa utilizando una solución de sal de grado alimenticio acuosa que tiene una resistencia iónica de por lo menos 0.10, preferiblemente 0.15 a 0.6 y un pH de 5 a 6.8, preferiblemente 5.3 a 6.2.

3. El proceso de la reivindicación 2, en donde dicha extracción de dicha harina de semilla de aceite se efectúa con la agitación de dicha solución de sal de grado alimenticio acuosa durante 10 a 30 minutos.

4. El proceso de la reivindicación 2 o 3, en donde la concentración de harina de semilla de aceite en dicha solución de sal de grado alimenticio acuosa durante dicha etapa de extracción es 5 a 15% p/p y dicha solución de proteína acuosa que resulta de la etapa de extracción tiene una concentración de 10 a 25 g/L.

5. El proceso de la reivindicación 1, en donde dicha extracción de dicha harina de semilla de aceite se efectúa utilizando una solución de sal de grado alimenticio acuosa que tiene una resistencia iónica de por lo menos 0.10, preferiblemente 0.15 a 0.6, y un pH de 6.8 a 9.8 y, luego dicha separación de la solución de proteína acuosa de la harina de semilla de aceite residual, el pH de la solución de proteína acuosa se ajusta a un pH de 5 a 6.8, preferiblemente 5.3 a 6.2.

6. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde dicha harina de semilla de aceite es harina de semilla de aceite de canola y, luego dicha separación de la solución de proteína acuosa de la harina de semilla de canola residual, la solución de proteína acuosa se somete a una etapa de remoción del pigmento, preferiblemente mediante diafiltración de la solución de proteína acuosa, o mezclar un agente de adsorción del pigmento, preferiblemente carbón activado en polvo, con la solución de proteína acuosa y posteriormente remover el agente de adsorción del pigmento de la solución de proteína acuosa.

7. El proceso de la reivindicación 1, en donde dicha harina de semilla de aceite se extrae mediante agua y posterior a esto la sal de grado alimenticio se agrega a la solución de proteína acuosa resultante para proporcionar una solución de proteína acuosa que tiene una resistencia iónica de por lo menos 0.10.

8. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde dicha etapa de concentración se efectúa mediante ultrafiltración en una temperatura de 20º C a 60º C para producir una solución de proteína concentrada que tiene un contenido de proteína de por lo menos 250 g/L.

9. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde dicha solución de proteína concentrada se calienta a una temperatura de por lo menos 20º C, preferiblemente 25° a 40º C, para reducir la viscosidad de la solución de proteína concentrada pero entre una temperatura por encima de la cual la temperatura de la solución de proteína concentrada no permite la formación de micela luego de dilución.

10. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde dicha solución de proteína concentrada se diluye mediante 15 veces o menos, preferiblemente mediante 10 veces o menos, al agregar la solución de proteína concentrada en un cuerpo de agua que tiene el volumen requerido para alcanzar el grado deseado de dilución y preferiblemente que tiene una temperatura de menos de 10º C.

11. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde la masa micelar de proteína recuperada se seca en un polvo proteináceo.

12. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde dicha harina de semilla de aceite es harina de semilla de canola y, luego la recuperación de la masa micelar de la proteína de la misma, el sobrenadante se procesa para recuperar las cantidades adicionales del aislado de proteína de la misma.

13. El proceso de la reivindicación 12, en donde dichas cantidades adicionales del aislado de proteína se recuperan del sobrenadante (a) al concentrar el sobrenadante a una concentración de proteína de 100 a 400 g/L, preferiblemente 200 a 300 g/L, y secar el sobrenadante concentrado, o (b) al concentrar el sobrenadante en una concentración de proteína de 100 a 400 g/L, preferiblemente 200 a 300 g/L, mezclar el sobrenadante concentrado con la masa micelar de proteína recuperada, y secar la mezcla, o (c) al concentrar el sobrenadante en una concentración de proteína de 100 a 400 g/L, preferiblemente 200 a 300 g/L, mezclar una porción de dicho sobrenadante concentrado con por lo menos una porción de la masa micelar de proteína recuperada, y secar la mezcla resultante.

14. El proceso de la reivindicación 13, en donde el resto del sobrenadante concentrado en (c) se seca y cualquier resto de la masa micelar de proteína recuperada en (c) se seca.

15. El proceso de la reivindicación 1, en donde, como una alternativa para dichas etapas de recuperación, ajuste y dilución, la solución de proteína concentrada se dializa para reducir su contenido de sal y para originar la formación de las micelas de proteína, y recuperar un aislado de proteína de la solución de proteína concentrada dializada que tiene un contenido de proteína de por lo menos 100% en peso como se determina por Nitrógeno Kjeldahl x6.25 en una base en peso seco, preferiblemente al secar la solución de proteína concentrada dializada.

16. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en donde dicha harina de semilla de aceite es harina de semilla de aceite de canola, harina de semilla de colza o harina de semilla de mostaza.

17. El proceso de la reivindicación 16, en donde la harina de semilla de aceite de canola es harina de semilla de aceite de canola presionado en frío o se deriva de una semilla de aceite de canola no modificada genéticamente.

18. Un aislado de proteína de canola que tiene un contenido de proteína de por lo menos 90% en peso como se determina por Kjeldahl x 6.25 en una base en peso seco producida por el método de la reivindicación 13.