BRPI0915489B1 - métodos de produção de um isolado de proteína de canola, e isolado de proteína de canola - Google Patents

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Abstract

produção de isolado de proteína de canola solúvel são fornecidos isolados de proteína que contêm frações de proteína de globulina e albumina que são solúveis e transparentes em um ambiente aquoso ácido. os isolados de proteína de canela são completamente solúveis em água a um baixo ph, baixo em ácido fítico e úteis em produtos para consumo por seres humanos, alimentos para animais de estimação e aquacultura.

Description

MÉTODOS DE PRODUÇÃO DE UM ISOLADO DE PROTEÍNA DE CANOLA, E ISOLADO DE PROTEÍNA DE CANOLA
Este pedido reivindica a prioridade sob 35 USC 119 (e) do pedido de patente provisório no US61/129.673 depositado em 11 de julho de 2008.
CAMPO DA INVENÇÃO
Esta invenção refere-se à produção de isolado de proteína de canola.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Os isolados de proteína de semente de óleo de canola que têm teores de proteína de pelo menos 100% em peso (N x 6,25) podem ser formados de farelo de óleo de semente por um processo descrito no pedido de patente copendente no US10/137.391 depositado em 3 de maio de 2002 (publicação do pedido de patente no US2003-0125526A1 e WO 02/089597), e pedido de patente no US10/476.230 depositado em 9 de junho de 2004 (publicação do pedido de patente no US2004-0254353A1), ambos cedidos à mesma cessionária e as descrições das mesmas estão aqui incorporadas a título de referência. O procedimento envolve um processo de etapa múltipla que compreende a extração de farelo de óleo de semente de canola com o uso de uma solução aquosa de sal, que separa a solução de proteína aquosa resultante de farelo de óleo de semente residual, aumentando a concentração de proteína da solução aquosa para pelo menos cerca de 200 g/L enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva, diluindo a solução de proteína concentrada resultante em água refrigerada para ocasionar a formação de micelas de proteína, ajustando as micelas de proteína para formar uma massa micelar de proteína tipo glúten gelatinosa pegajosa amorfa (PMM), e recuperar a massa micelar de proteína do sobrenadante que têm um teor de proteína de pelo menos cerca de 100% em peso (N x 6,25). Para uso no presente documento, o teor de proteína é determinado em uma base de peso seco. A PMM recuperada pode ser submetida à secagem.
Em uma modalidade do processo, o sobrenadante da etapa de configuração de PMM é processado para recuperar isolado de proteína de canola do sobrenadante. Este procedimento pode ser inicialmente efetuado através da concentração do sobrenadante com o uso de uma membrana de ultrafiltração e da secagem do concentrado. O isolado de proteína de canola resultante tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 90% em peso, de preferência, pelo menos cerca de 100% em peso (N x 6,25).
Os procedimentos descritos no pedido de patente US N°10/137,391 são, essencialmente, procedimentos de batelada. No pedido de patente copendente U.S N° 10/298,678 depositado em 19 de novembro de 2002 (pedido de publicação de patente U.S n° 2004-0039174Al e WO 03/043439) e pedido de patente U.S n° 10/496,071 depositado em 15 de março de 2005 (publicação do pedido de patente U.S n° 2007-0015910), ambas cedidas à cessionária do mesmo e as descrições das mesmas estão aqui incorporadas a título de referência, descrevem um processo contínuo para fabricar isolados de proteína de canola. De acordo com isto, o farelo de óleo de semente de canola é continuadamente misturado com uma solução aquosa de sal, em que a mistura é transportada através de um tubo ao extrair proteína do farelo de óleo de semente de canola para formar uma solução aquosa de proteína, sendo que a solução aquosa de proteína é continuadamente transportada através de uma operação de membrana seletiva para aumentar o teor de proteína da solução aquosa de proteína para pelo menos cerca de 50 g/L, enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante, em que a solução de proteína concentrada resultante é continuadamente misturada com água refrigerada para ocasionar a formação de micelas de proteína, e em que as micelas de proteína são continuadamente permitidas a se assentarem enquanto o sobrenadante é continuadamente transbordado até que a quantidade desejada de PMM tenha acumulada no vaso de assentamento. A PMM é recuperada do vaso de assentamento e pode ser submetida à secagem. A PMM tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25), de preferência, pelo menos cerca de 100% em peso. O sobrenadante transbordado pode ser processado para recuperar isolado de proteína de canola disto, conforme descrito acima. A semente de canola é conhecida por conter careca de 10 a cerca de 30% em peso de proteínas e diversos componentes de proteína diferentes foram identificados. Estas proteínas incluem uma globulina 12S, conhecida como cruciferina, uma proteína 7S e uma proteína de armazenamento 2S, conhecida como napina. Conforme descrito no pedido de patente copendente U.S n° 10/413,371 depositado em 15 de abril de 2003 (publicação do pedido de patente U.S n° 2004-0034200 e WO 03/088760) e pedido de patente U.S n° 10/510,766 depositado em 29 de abril de 2005 (publicação do pedido de patente n° 2005-0249828), cedidas à cessionária do mesmo e as descrições das mesmas estão incorporadas ao presente documento a título de referência, em que os procedimentos descritos acima, envolvendo diluição de solução aquosa de proteína concentrada para formar PMM e processamento de sobrenadante para recuperar proteína adicional, levam à recuperação de isolados de diferentes perfis de proteína.
Neste aspecto, o isolado de proteína de canola derivado de PMM tem um teor de componente de proteína de cerca de 60 a cerca de 98% em peso de proteína 7S, cerca de 1 a cerca de 15% em peso de proteína 12S e 0 a cerca de 25% em peso de proteína 2S. O isolado de proteína de canola derivado de sobrenadante tem um teor de componente de proteína de cerca de 60 a cerca de 95% em peso de proteína 2S, cerca de 5 a cerca de 40% em peso de proteína 7S e 0 a cerca de 5% em peso de proteína 12S. Assim, o isolado de proteína de canola derivado de PMM é predominantemente proteína 7S e o isolado de proteína de canola derivado de sobrenadante é predominantemente proteína 2S. Conforme descrito nos pedidos de patente U.S n° 10/413,371 e 10/510,766 mencionados anteriormente, a proteína 2S te um tamanho molecular de cerca de 14,000 daltons, a proteína 7S tem uma massa molecular de cerca de 145,000 daltons e a proteína 12S tem um tamanho molecular de cerca de 290,000 daltons.
Conforme descrito no pedido de patente copendente U.S n° 11/038,086 depositado em 21 de janeiro de 2005 (WO 2005/067729) e 12/213,500 depositado em 20 de junho de 20, 2008 (publicação de pedido de patente U.S n° 2008/0299282), cedidas à cessionária do mesmo e as descrições das mesmas estão aqui incorporadas a título de referência, o isolado de proteína de canola derivado de sobrenadante pode ser tratado para fornecer uma forma que tem propriedades que não são compartilhadas pelo isolado de proteína de canola derivado de sobrenadante, em que tais propriedades incluem solubilidade em amplos valores de pH e claridade em meio aquoso. Estas propriedades possibilitam que o isolado de proteína de canola derivado de sobrenadante tratado seja utilizado para fornecer bebidas fortificadas por proteína de canola, particularmente em valores de pH ácido. A canola também é conhecida como semente de colza ou óleo de semente de colza.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Concluiu-se que os métodos de produção de um isolado de proteína de canola que contém frações de proteína de albumina e globulina que é solúvel e transparente em um ambiente aquoso ácido enquanto retém as condições de processamento moderadas dos procedimentos descritos acima, sem precipitação de uma massa micelular de proteína O isolado de proteína de canola resultante não é apenas completamente solúvel em água em baixo pH, mas também baixo em ácido fítico e útil em produtos para consumo humano, alimento para animais de estimação e aquacultura.
De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um método de produção de um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de canola de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b., de preferência, pelo menos cerca de 100% em peso, que compreende: (a) extrair farelo de semente de canola a uma temperatura de pelo menos cerca de 5°C para ocasionar solubilização de proteína de canola do farelo e para formar uma solução aquosa de proteína que tem um teor de proteína de cerca de 5 a cerca de 40 g/L e um pH de cerca de 5 a cerca de 6,8, (b) separar a solução aquosa de proteína do farelo de óleo de semente usado, (c) aumentar a concentração de proteína da solução aquosa de proteína a cerca de 50 a cerca de 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer uma primeira solução de proteína concentrada, (d) diafiltrar opcionalmente a primeira solução de proteína concentrada, (e) adicionar solução de sal de cálcio à primeira solução de proteína concentrada a uma condutividade de cerca de 15 a cerca de 25 mS para fazer com que um precipitado seja formado na primeira solução de proteína concentrada, (f) remover o precipitado da primeira solução de proteína concentrada, (g) diluir a primeira solução de proteína concentrada clarificada com cerca de 2 a cerca de 20, de preferência, cerca de 10 a cerca de 15, mais preferencialmente cerca de 10, volumes de água que têm uma temperatura de cerca de 2° a cerca de 90°C, de preferência, cerca de 10° a cerca de 50°C, mais preferencialmente cerca de 20° a cerca de 30°C , (h) acidificar a solução resultante a um pH de cerca de 2,5 a cerca de 4.0 para produzir uma solução de proteína límpida acidificada, (i) aumentar a concentração da solução de proteína límpida acidificada a cerca de 50 a cerca de 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer uma segunda solução de proteína concentrada, (j) diafiltrar opcionalmente a segunda solução de proteína concentrada, e (k) secar opcionalmente a segunda solução de proteína concentrada para fornecer um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b., de preferência, pelo menos cerca de 100% em peso d.b..
Inúmeras variações deste procedimento podem ser adotadas de acordo com a invenção para resultar no isolado de proteína de canola composto de frações de globulina e albumina que é solúvel e transparente em um ambiente aquoso ácido.
Em tal variação, o cloreto de cálcio pode ser adicionado à solução aquosa de proteína seguinte à separação do farelo de óleo de semente e antes de concentrar a solution. Seguinte à adição do cloreto de cálcio, o precipitado formado na etapa é removido. A solução de proteína de canola aquosa resultante pode ser adicionalmente processada pelas etapas de concentração, diluição, ajuste de pH, concentração adicional e secagem, conforme descrito acima.
Consequentemente, em outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de produção um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de canola de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b., que compreende: (a) extrair farelo de óleo de semente de canola a uma temperatura de pelo menos cerca de 5°C para ocasionar solubilização de proteína de canola do farelo e para formar uma solução de proteína de canola aquosa que tem um teor de proteína de cerca de 5 a cerca de 40 g/L e um pH de cerca de 5 a cerca de 6,8, (b) separar a solução de proteína de canola aquosa do farelo de óleo de semente, (c) adicionar solução de sal de cálcio à solução aquosa de proteína a uma condutividade de cerca de 15 a cerca de 25 mS, de preferência, cerca de 17 a cerca de 20 mS, para ocasionar a formação de um precipitado na solução de proteína de canola, (d) remover o precipitado da solução de proteína de canola aquosa, (e) aumentar a concentração de proteína da solução aquosa de proteína a cerca de 50 a cerca de 250 g/L ao reter a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer a solução de proteína concentrada, (f) diafiltrar opcionalmente a solução de proteína concentrada, (g) diluir a solução de proteína concentrada com cerca de 2 a cerca de 20, de preferência, cerca de 10 a cerca de 15, volumes de água que tem uma temperatura de cerca de 2° a cerca de 9O°C, (h) acidificar a solução resultante a um pH de cerca de 2,5 a cerca de 4,0, de preferência, cerca de 3 a cerca de 3,5, para produzir uma solução de proteína límpida acidificada, (i) aumentar a concentração da solução de proteína límpida acidificada a cerca de 50 a cerca de 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer a segunda solução de proteína concentrada, (j) diafiltrar opcionalmente a segunda solução de proteína concentrada, e (k) secar opcionalmente a segunda solução de proteína concentrada para formar um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b..
Alternativamente, a solução de proteína de canola aquosa resultante pode ser diluída para diminuir a condutividade, como por dois volumes de água e, então, ajustada em pH com HCl. A solução resultante pode, então, ser concentrada e diafiltrada para diminuir, ainda, a condutividade, resultando em uma solução de baixo pH límpida pronta para De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é fornecido um método de produção de um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de canola de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b., que compreende: (a) extrair farelo de óleo de semente de canola a uma temperatura de pelo menos cerca de 5°C para ocasionar solubilização de proteína de canola do farelo e para formar uma solução de proteína de canola aquosa que tem um teor de proteína de cerca de 5 a cerca de 40 g/L e um pH de cerca de 5 a cerca de 6,8, (b) separar a solução de proteína de canola aquosa do farelo de óleo de semente, (c) adicionar solução de sal de cálcio à solução aquosa de proteína a uma condutividade de cerca de 15 a cerca de 25 mS, de preferência, cerca de 17 a cerca de 20 mS, para ocasionar a formação de um precipitado na solução de proteína de canola aquosa, (d) remover o precipitado da solução de proteína de canola aquosa, (e) diluir a solução de proteína de canola aquosa com cerca de 0,5 a cerca de 10 volumes de água que têm uma temperatura de cerca de 2° a cerca de 90°C, (f) acidificar a solução aquosa resultante a um pH de cerca de 2,5 a cerca de 4,0 de preferência, a cerca de 3 a cerca de 3,5, para produzir uma solução de proteína límpida acidificada, (g) aumentar a concentração da solução de proteína límpida acidificada a cerca de 50 a cerca de 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer a solução de proteína concentrada, (h) diafiltrar opcionalmente a solução de proteína concentrada, e (i) secar opcionalmente a solução de proteína concentrada para fornecer um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b..
Em outra variação, o cloreto de cálcio pode ser adicionado à solução de proteína de canola parcialmente concentrada e o precipitado resultante removido da solução de proteína de canola parcialmente concentrada. A solução clarificada pode então ser colocada de volta no sistema de membrana para concentração final antes das etapas de diluição, ajuste de pH, concentração adicional e de secagem descritas acima.
De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é fornecido um método de produção de um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de canola de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b., que compreende: (a) extrair farelo de óleo de semente de canola a uma temperatura de pelo menos cerca de 5°C para ocasionar a solubilização de proteína de canola no farelo e para formar uma solução aquosa de proteína que tem um teor de proteína de cerca de 5 a cerca de 40 g/L e um pH de cerca de 5 a cerca de 6,8, (b) separar a solução aquosa de proteína do farelo de óleo de semente usado, (c) aumentar a concentração de proteína da solução aquosa de proteína a cerca de 50 g/L ou menos enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer uma solução de proteína parcialmente concentrada, (d) adicionar solução de sal de cálcio à solução de proteína parcialmente concentrada a uma condutividade de cerca de 15 a cerca de 25 mS, de preferência, cerca de 17 a cerca de 20 mS, para ocasionar a formação de um precipitado na solução de proteína parcialmente concentrada, (e) remover o precipitado da solução de proteína parcialmente concentrada, (f) aumentar adicionalmente a concentração de proteína da solução de proteína parcialmente concentrada a cerca de 50 a cerca de 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer a solução de proteína concentrada, (g) diafiltrar opcionalmente a solução de proteína concentrada, (h) diluir a solução de proteína concentrada com cerca de 2 a cerca de 20 volumes de água que têm uma temperatura de cerca de 2° a cerca de 9O°C, (i) acidificar a solução resultante a um pH de cerca de 2,5 a cerca de 4,0, de preferência, cerca de 3 a cerca de 3,5, para produzir uma solução de proteína límpida acidificada, (j) aumentar a concentração da solução de proteína límpida acidificada a cerca de 50 a cerca de 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer a segunda solução de proteína concentrada, (k) diafiltrar opcionalmente a segunda solução de proteína concentrada, e (l) secar opcionalmente a segunda solução de proteína concentrada para fornecer um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b..
Alternativamente, a solução de proteína de canola parcialmente concentrada clarificada pode ser suficientemente diluída para diminuir a condutividade, o pH ajustado e, então, concentrada e diafiltrada antes da secagem.
Consequentemente, em um aspecto adicional da presente invenção, é fornecido um método de produção de um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b., que compreende: (a) extrair farelo de óleo de semente de canola a uma temperatura de pelo menos cerca de 5°C para ocasionar a solubilização de proteína de canola do farelo e para formar uma solução aquosa de proteína que tem um teor de proteína de cerca de 5 a cerca de 40 g/L e um pH de cerca de 5 a cerca de 6,8, (b) separar a solução aquosa de proteína do farelo de óleo de semente usado, (c) aumentar a concentração de proteína da solução aquosa de proteína a cerca de 50 g/L ou menos enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer a solução de proteína parcialmente concentrada, (d) adicionar solução de sal de cálcio à solução de proteína concentrada a uma condutividade de cerca de 15 a cerca de 25 mS, de preferência, cerca de 17 a cerca de 20 mS, para ocasionar a formação de um precipitado na solução de proteína parcialmente concentrada, (e) remover o precipitado da solução de proteína parcialmente concentrada, (f) diluir a solução de proteína concentrada com cerca de 0,5 a cerca de 20 volumes de água que têm uma temperatura de cerca de 2° a cerca de 90°C, (g) acidificar a solução resultante a um pH de cerca de 2,5 a cerca de 4,0 de preferência, cerca de 3 a cerca de 3,5, para produzir uma solução de proteína límpida acidificada, (h) aumentar a concentração de proteína da solução de proteína de canola acidificada a cerca de 50 a cerca de 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer a solução de proteína concentrada, (i) diafiltrar opcionalmente a solução de proteína concentrada, e (j) secar opcionalmente a solução de proteína concentrada para fornecer um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b..
Em tal variação adicional, a solução de cloreto de cálcio aquosa pode ser usada como o sal de extração de proteína de canola para extrair proteína de canola do farelo de óleo de semente, que resulta no fitato sendo removido com o farelo usado. A solução de proteína de canola produzida desta forma pode ser suficientemente produzida com volumes de água suficientes para diminuir a condutividade, tendo então o pH ajustado antes da concentração e secagem.
De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de produção de um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de canola de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b., que compreende: (a) extrair farelo de semente de canola com uma solução aquosa de um sal de cálcio, de preferência, que tem uma concentração menor que cerca de 1,0 M, mais preferencialmente cerca de 0,1 a cerca de 0,15 M, a uma temperatura de pelo menos cerca de 5°C para ocasionar a solubilização de proteína de canola do farelo e para formar uma solução de proteína de canola aquosa que tem um teor de proteína de cerca de 5 a cerca de 40 g/L e um pH de cerca de 5 a cerca de 6,8, (b) separar a solução aquosa de proteína do farelo de óleo de semente, (c) diluir a solução aquosa de proteína com cerca de 0,5 a cerca de 10 volumes de água que têm uma temperatura de cerca de 2° a cerca de 90°C, (d) acidificar a solução de proteína de canola diluída resultante a um pH de cerca de 2,5 a cerca de 4, de preferência, cerca de 3 a cerca de 3,5, para produzir uma solução de proteína límpida acidificada, (e) aumentar a concentração da solução de proteína límpida acidificada a cerca de 50 a cerca de 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica substancialmente constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer a solução de proteína concentrada, (f) diafiltrar opcionalmente a solução de proteína concentrada, (g) secar opcionalmente a solução concentrada para fornecer um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de pelo menos cerca de 90% em peso (N x 6,25) d.b.. O isolado de proteína de canola produzido de acordo com o processo do presente documento pode ser usado em aplicações convencionais de isolados de proteína, como, fortificação de proteína de bebidas e alimentos processados, emulsificação de óleos, incorpadores em produtos assados e agentes espumantes em produtos que armazenam gases. Em adição, o isolado de proteína de canola pode ser formando em fibras de proteína, úteis em análogos de carne, pode ser usado como um extensor ou substituto da clara do ovo em produtos alimentícios onde a clara do ovo é usa como um aglutinante. O isolado de proteína de canola pode ser usado como suplementos adicionais. Outros usos do isolado de proteína de canola estão em alimentos para animais de estimação e em aplicações em cosmética e na indústria e em produtos para cuidados pessoais.
DESCRIÇÃO GERAL DA INVENÇÃO A etapa inicial do processo de fornecer o isolado de proteína de canola envolve solubilizar material proteináceo do farelo de óleo de semente de canola. O material proteináceo recuperado do farelo de semente de canola pode ser a proteína de ocorrência natural na semente de canola ou o material proteináceo pode ser uma proteína modificada através de manipulação genética à exceção de possuir a característica das propriedades polar e hidrofóbica da proteína natural. O farelo de canola pode ser qualquer farelo de canola que resulta da remoção de óleo de canola da semente de óleo de canola com níve4is variantes de proteína não desnaturada, resultando, por exemplo, da extração de hexano à quente ou métodos de extrusão de óleo a frio. A remoção de óleo de canola de semente de óleo de canola é usualmente eficaz como uma operação separada do procedimento de recuperação de isolado de proteína descrito no presente documento. A solubilização de proteína é efetuada de forma mais eficaz através do uso uma solução de sal de grau alimentício já que a presença do sal acentua a remoção de proteína do farelo de óleo de semente solúvel. Onde o isolado de proteína de canola é destinado para uso não alimentício, os produtos químicos de grau não alimentício podem ser usados. O sal usualmente é cloreto de sódio, embora outros sais, como, cloreto de potássio, possam ser usados. A solução de sal tem uma concentração de pelo menos cerca de 0,05 M, de preferência, pelo menos cerca de 0,10 M, para fazer com que a solubilização de quantidades significantes de proteína seja efetuada. Enquanto a concentração da solução de sal aumenta, o grau de solubilização de proteína no farelo de óleo de semente inicialmente aumenta até que um valor máximo seja alcançado. Qualquer aumento subsequente na concentração não aumenta a proteína solubilizada total. A concentração da solução de sal de grau alimentício que ocasiona uma solubilização máxima de proteína varia dependendo do sal relacionado. É usualmente preferencial utilizar um valor de concentração menor que cerca de 0,8 M, e, mais preferencialmente um valor de cerca de 0,1 M a cerca de 0,15 M.
Em um processo de batelada, a solubilização de sal da proteína é efetuada a uma temperatura de cerca de 5°C a cerca de 75°C, de preferência acompanhada por agitação para diminuir o tempo de solubilização, que é usualmente cerca de 10 a cerca de 60 minutos. É preferencial efetuar a solubilização para extrair substancialmente tanta proteína do farelo de óleo de semente quanto for praticável, de modo a fornecer um alto rendimento total de produto. O limite mais baixo de temperatura de cerca de 5°C é escolhido já que a solubilização é impraticavelmente lenta abaixo desta temperatura enquanto o limite mais elevado preferencial de temperatura de cerca de 75°C é escolhido devido à temperatura de desnaturação da proteína.
Em um processo contínuo, a extração da proteína do farelo de óleo de semente de canola é executada de qualquer maneira consistente com a efetuação de uma extração contínua de proteína do farelo de óleo de semente de canola. Em uma modalidade, o farelo de óleo de semente de canola é continuadamente misturado com uma solução de sal de grau alimentício e a mistura é transportada através de um tubo ou conduto que tem um comprimento e a uma taxa de fluxo para o tempo de residência suficiente para efetuar a extração desejada de acordo com os parâmetros descritos no presente documento. Em tal procedimento contínuo, a etapa de solubilização de sal é rapidamente efetuada, em um tempo de até cerca de 10 minutos, de preferência, para efetuar a solubilização para extrair substancialmente tanto proteína do farelo de óleo de semente de canola quanto for praticável. A solubilização no procedimento contínuo é efetuada a temperaturas entre cerca de 10°C e cerca de 75°C, de preferência, entre cerca de 15°C e cerca de 35°C. A solução aquosa de sal de grau alimentício tem, geralmente, um pH de cerca de 5 a cerca de 6,8, de preferência, cerca de 5,3 a cerca de 6,2, em que o pH da solução de sal pode ser ajustado para qualquer valor desejado dentro da faixa de cerca de 5 a cerca de 6,8 para uso na etapa de extração através do uso de qualquer ácido conveniente, usualmente ácido hidroclórico, ou álcali, usualmente hidróxido de sódio, conforme necessário. A concentração de farelo de óleo de semente na solução de sal de grau alimentício durante a etapa de solubilização pode variar amplamente. Os valores típicos de concentração são cerca de 5 a cerca de 15% em peso por volume. A etapa de extração de proteína com a solução aquosa de sal tem o efeito adicional de solubilizar gorduras que podem estar presentes no farelo de canola, que resulta, então, nas gorduras que estão presentes na fase aquosa. A solução de proteína que resulta da etapa de extração te, geralmente, uma concentração de proteína de cerca de 5 a cerca de 40 g/L, de preferência, cerca de 10 a cerca de 30 g/L. A solução aquosa de sal pode conter um antioxidante. O antioxidante pode ser qualquer antioxidante conveniente, como sulfito de sódio ou ácido ascórbico. A quantidade de antioxidante empregada pode variar de cerca de 0,01 a cerca de 1% em peso da solução, de preferência, cerca de 0,05% em peso. O antioxidante serve para inibir oxidação de fenólicos na solução de proteína. A fase aquosa que resulta da etapa de extração pode ser, então, separada do farelo de canola residual, de qualquer maneira conveniente, como através do emprego de uma centrífuga decantadora, seguido por filtração e/ou centrifugação de disco para remover farelo residual. O farelo residual separado pode ser submetido à secagem para descarte. A cor do isolado de proteína de canola final pode ser aprimorada em termos de cor clara e amarelo menos intenso através da mistura do carbono ativado em pó ou outro agente de absorção de pigmento com a solução aquosa de proteína separada e da remoção do absorvente, convenientemente através da filtração, para fornecer uma solução de proteína. A diafiltração também pode ser usada para remoção de pigmento.
Tal etapa de remoção de pigmento pode ser executada sob quaisquer condições convenientes, geralmente è temperatura ambiente da solução aquosa de proteína separada, empregando qualquer agente de absorção de pigmento. Para carbono ativado em pó, uma quantidade de cerca de 0,025% a cerca de 5% em peso por volume, de preferência, cerca de 0,05% a cerca de 2% em peso por volume, é empregada.
Onde o farelo de semente de canola contém quantidades significantes de gordura, conforme descrito nas patentes U.S n° 5.844.086 e 6.005.076, cedidas à cessionária do mesmo e as descrições das mesmas estão aqui incorporadas a título de referência, então as etapas de remoção de gordura descritas nos mesmos podem ser efetuadas na solução aquosa de proteína separada e na solução aquosa de proteína concentrada discutidas abaixo. Quando a etapa de aprimoramento de cor é executada, tal etapa pode ser efetuada após a primeira etapa de remoção de gordura. Como uma alternativa para extrair o farelo de óleo de semente de canola com uma solução aquosa de sal, tal extração pode ser feita através do uso apenas de água, embora a utilização de apenas água tenda a extrair menos proteína do farelo de óleo de semente de canola que a solução aquosa de sal. Onde tal alternativa é empregada, então o sal, nas concentrações discutidas acima, pode ser adicionado à solução de proteína após separação do farelo de óleo de semente residual a fim de manter a proteína na solução durante a etapa de concentração descrita abaixo. Quando uma primeira etapa de remoção de gordura é executada, o sal geralmente é adicionado após a conclusão de tais operações.
Outro procedimento alternativo é para extrair o farelo de óleo de semente de canola com a solução de sal de grau alimentício a um valor de pH relativamente alto acima de cerca de 6,8, geralmente até cerca de 9,9. O pH da solução de sal de grau alimentício pode ser ajustado no pH para o valor alcalino desejado através do uso de qualquer alcalino de grau alimentício conveniente, como solução de hidróxido de sódio aquosa. Alternativamente, o farelo de óleo de semente pode ser extraído com a solução de sal a um pH relativamente baixo abaixo de cerca de 5, geralmente abaixo de cerca de 3. Onde é empregada tal alternativa, a fase aquosa que resulta da etapa de extração do farelo de óleo de semente é, então, separada do farelo de canola residual, de qualquer maneira conveniente, como através do emprego de centrifugação decantadora, seguido por filtração e/ou centrifugação de disco para remover farelo residual. O farelo residual separado pode ser submetido à secagem para descarte. A solução aquosa de proteína que resulta da etapa de extração de alto ou baixo pH tem, então, o pH ajustado para a faixa de cerca de 5 a cerca de 6,8, de preferência, cerca de 5,3 a cerca de 6,2, conforme discutido acima, antes do processamento adicional conforme discutido abaixo. Tal ajuste de pH pode ser efetuado através do uso de qualquer ácido conveniente, como ácido hidroclórico, ou alcali, como hidróxido de sódio, conforme apropriado. A solução de proteína de canola aquosa é concentrada para aumentar a concentração de proteína da mesma enquanto mantém a resistência iônica da mesma substancialmente constante. Tal concentração é geralmente efetuada para fornecer uma solução de proteína concentrada que tem uma concentração de proteína de cerca de 50 a cerca de 250 g/L, de preferência, cerca de 200 g/L. A etapa de concentração pode ser efetuada de qualquer maneira conveniente consistente com operação contínua ou de batelada, como através do emprego de qualquer técnica de membrana seletiva conveniente, como ultrafiltração ou diafiltração, com o uso de membranas, como membranas de fibra oca ou membranas enroladas em espiral, com um peso molecular de corte adequado, como cerca de 3,000 a cerca de 100,000 daltons, de preferência, cerca de 5,000 a cerca de 10,000 daltons, que leva em consideração configurações e materiais de membrana diferentes, e, para operação contínua, dimensionadas para permitir o grau desejado de concentração enquanto a solução aquosa de proteína atravessa as membranas. A solução de proteína concentrada podem então ser submetidas a uma etapa de diafiltração com o uso de uma solução aquosa de sal da mesma molaridade e pH que a solução de extração. Tal diafiltração pode ser efetuada com o uso de cerca de 2 a cerca de 20 volumes de solução de diafiltração, de preferência, cerca de 5 a cerca de 10 volumes de solução de diafiltração. Na operação de diafiltração, as quantidades adicionais de contaminantes são removidas da solução de proteína de canola aquosa ao atravessar a membrana com o permeato. A operação de diafiltração pode ser efetuada até que nenhuma quantidade adicional de contaminantes e cor visível esteja presente no permeato. Tal diafiltração pode ser efetuado com o uso da mesma membrana que na etapa de concentração. No entanto, se for desejado, a etapa de diafiltração pode ser efetuada com o uso de uma membrana separada com um peso molecular de corte diferente, como uma membrana que tem um peso molecular de corte na faixa de cerca de 3,000 a cerca de 100,000 daltons, de preferência, cerca de 5,000 a cerca de 10,000 daltons, que leva em consideração configurações e materiais de membrana diferentes.
Um antioxidante pode estar presente no meio de diafiltração durante pelo menos parte da etapa de diafiltração. O antioxidante pode ser qualquer antioxidante conveniente, como sulfito de sódio ou ácido ascórbico. A quantidade de antioxidante empregada no meio de diafiltração depende dos materiais empregados e pode variar de cerca de 0,01 a cerca de 1% em peso, de preferência, cerca de 0,05% em peso. O antioxidante serve para inibir oxidação de fenólicos presentes no isolado de solução de proteína de canola concentrado. A etapa de concentração e a etapa de diafiltração podem ser efetuadas a qualquer temperatura conveniente, geralmente cerca de 20° a cerca de 60°C, de preferência, cerca de 20 a cerca de 30°C, e para o período de tempo para efetuar o grau desejado de concentração. A temperatura e outras condições usadas para alguns graus dependem do equipamento de membrana usado para efetuar a concentração e a concentração de proteína da solução desejada.
Como é de conhecimento, as técnicas de membrana seletivas similares e ultrafiltração permitem que espécies de baixo peso molecular atravessem ao evitar que espécies de alto peso molecular de fazê-lo. As espécies de baixo peso molecular incluem não apenas as espécies iônicas do sal de grau alimentício, mas também materiais de baixo peso molecular extraídos do material fonte, como, carboidrato, pigmento e fatores anti-nutricionais, bem como quaisquer formas de baixo peso molecular da proteína. O peso molecular de corte da membrana é usualmente escolhido para assegurar a retenção de uma proporção significante da proteína na solução, ao permitir que os contaminantes atravessem levando em consideração as configurações e materiais de membrana diferentes. A solução de proteína opcionalmente diafiltrada e concentrada pode ser submetida a uma operação de remoção de gordura, se for necessário, conforme descrito nas patentes U.S n° 5.844.086 e 6.005.076. A solução de proteína opcionalmente diafiltrada e concentrada pode ser submetida a uma operação de remoção de cor como uma alternativa à operação de remoção de cor descrita acima. O carvão ativado em pó pode ser usado na presente invenção bem como carbono ativado granulado (GAC). Outro material que pode ser usado como um agente de absorção de cor é polivinil pirrolidona. A etapa de tratamento de agente de absorção de cor pode ser executada sob quaisquer condições convenientes, geralmente na temperatura ambiente da solução de proteína de canola. Para carbono ativado em pó, uma quantidade de cerca de 0,025% a cerca de 5% em peso por volume, de preferência, cerca de 0,05% a cerca de 2% em peso por volume, pode ser usada. Onde polivinilpirrolidona é usada como o agente de absorção de cor, uma quantidade de cerca de 0,5% a cerca de 5% em peso por volume, de preferência, cerca de 2% a cerca de 3% em peso por volume, pode ser usada. O agente de absorção de cor pode ser removido da solução de proteína de canola através de qualquer meio conveniente, como filtração. A solução de proteína de canola opcionalmente diafiltrada e concentrada que resulta da etapa de remoção de cor adicional pode ser submetida à pasteurização para reduzir a carga microbiana. Tal pasteurização pode ser efetuada sob quaisquer condições de pasteurização desejadas. Geralmente, a solução de proteína de canola opcionalmente diafiltrada e concentrada é aquecida a uma temperatura de cerca de 55° a cerca de 70°C, de preferência, cerca de 60° a cerca de 65°C, por cerca de 10 a cerca de 15 minutos, de preferência, cerca de 10 minutos. A solução de proteína de canola concentrada pasteurizada pode, então, ser resfriada para processamento adicional conforme descrito abaixo, de preferência para uma temperatura de cerca de 25° a cerca de 40°C.
Seguinte à etapa de concentração e de diafiltração opcional, as etapas de pasteurização e de remoção de pigmento, um sal de cálcio de grau alimentício, usualmente cloreto de cálcio, é adicionado à solução resultante a fim de evitar precipitação de micelas durante a etapa de diluição seguinte. Esta adição ocasiona na formação de um precipitado que contém primeiramente fitato de cálcio. É adicionado cloreto de cálcio suficiente para fornecer uma solução que tem uma condutividade geralmente de cerca de 15 a cerca de 25 mS, de preferência, de cerca de 17 a cerca de 20 mS. O cloreto de cálcio pode ser adicionado como uma solução aquosa concentrada ou sob a forma seca. A adição do cloreto de cálcio pode ser executada à temperatura ambiente de cerca de 20° a cerca de 35°C, mas uma temperatura na faixa de cerca de 5° a cerca de 70°C pode ser usada. Seguinte à adição do cloreto de cálcio, o fitato precipitado é removido da solução de proteína, como através de centrifugação. A solução de proteína concentrada da precipitação de fitato é, então, diluída pela mistura do retentado com água que tem um volume exigido para atingir o grau de diluição desejado. Como um resultado da adição de cloreto de cálcio, essa diluição não resulta na precipitação de micelas de proteína. A solução de proteína concentrada geralmente é diluída a cerca de 2 a 20 dobras, de preferência, cerca de 10 a 15 dobras. A água com a qual a solução de proteína concentrada é misturada tem uma temperatura de 2° a cerca de 90°C, de preferência, de 10° a cerca de 50°C, com mais preferência de 20° a cerca de 30°C. O retentado diluído é, então, ajustado no pH para cerca de 2,5 a 4,0, de preferência, cerca de 3 a 3,5, pela adição de qualquer ácido adequado, como ácido hidroclorídrico, para resultar em uma solução de proteína de canola aquosa límpida. A solução de proteína de canola aquosa límpida é concentrada para aumentar a concentração da proteína da mesma enquanto mantém a resistência iônica da mesma substancialmente constante. Essa concentração geralmente é executada para fornecer uma solução de proteína concentrada que tem uma concentração de proteína de cerca de 50 a 250 g/l, de preferência, cerca de 100 a 150 g/l. A etapa de concentração pode ser executada em qualquer modo conveniente em consonância com o lote ou operação contínua, como pelo emprego de qualquer técnica de membrana seletiva conveniente, como ultrafiltração ou diafiltração, usando membranas, como membranas de fibra oca ou membranas enroladas em espiral, com um peso molecular de corte adequado, como cerca de 3.000 a 100.000 daltons, de preferência, cerca de 5.000 a 10.000 daltons, levando em consideração as configurações e materiais de membrana diferentes, e, para operação contínua, dimensionadas para permitir o grau desejado de concentração conforme a solução de proteína aquosa passa através das membranas. A solução de proteína concentrada, então, pode ser submetida a uma etapa de diafiltração com uso de água. A água pode estar em seu pH natural, ser de um pH igual ao da solução de proteína a ser diafiltrada ou de qualquer pH entre ambos. Essa diafiltração pode ser executada com o uso de cerca de 2 a 20 volumes de solução de diafiltração, de preferência, cerca de 5 a 10 volumes de solução de diafiltração. Na operação de diafiltração, quantidades adicionais de contaminantes são removidas da solução de proteína de canola aquosa límpida pela passagem através da membrana com o permeato. A operação de diafiltração pode ser executada até que nenhuma quantidade adicional significante de contaminantes e cores visíveis esteja presente no permeato. Essa diafiltração pode ser executada com o uso da mesma membrana como para a etapa de concentração. Entretanto, se for desejado, a etapa de diafiltração pode ser executada com o uso de uma membrana separada com um peso molecular de corte diferente, como uma membrana que tem um peso molecular de corte na faixa de cerca de 3.000 a 100.000 daltons, de preferência, cerca de 5.000 a 10.000 daltons, levando em consideração a configuração e materiais de membrana diferentes.
Um antioxidante pode estar presente no meio de diafiltração durante pelo menos parte da etapa de diafiltração. O antioxidante pode ser qualquer antioxidante conveniente, como sulfito de sódio ou ácido ascórbico. A quantidade de antioxidante empregada no meio de diafiltração depende dos materiais empregados e pode variar de cerca de 0,01 a 1% em peso, de preferência, cerca de 0,05% em peso. O antioxidante serve para inibir a oxidação de fenólicos presentes na solução do isolado de proteína de canola concentrada. A etapa de concentração e a etapa de diafiltração podem ser executadas em qualquer temperatura conveniente, geralmente cerca de 20° a 60°C, de preferência, cerca de 20° a 30°C e durante o período de tempo para executar o grau de concentração desejado. A temperatura e outras condições usadas para alguns graus dependem do equipamento de membrana usado para executar a concentração e a concentração de proteína desejada da solução. A solução de proteína de canola aquosa límpida concentrada e opcionalmente diafiltrada pode ser seca por qualquer técnica conveniente, como secagem por aspersão ou secagem por congelamento. A etapa de pasteurização descrita acima pode ser executada na solução de proteína de canola antes da secagem. O isolado de proteína de canola seco tem um alto teor de proteína, acima de cerca de 90% em peso de proteína, de preferência, pelo menos cerca de 100% em peso de proteína (calculado como Kjeldahl N x 6,25) em uma base de peso seco. O isolado de proteína de canola é baixo no teor de ácido fítico, geralmente menor do que cerca de 1,5 % em peso.
Conforme observado acima existem inúmeras variações no procedimento descrito no presente documento para produzir o isolado de proteína de canola e envolvem inúmeras modificações para as etapas apresentadas no presente documento. O isolado de proteína de canola aqui produzido contém tanto frações de albumina quanto de globulina e é solúvel em um ambiente aquoso ácido, tornando o isolado ideal para a incorporação em bebidas, tanto carbonatadas quanto não carbonatadas, para fornecer uma fortificação de proteína para as mesmas. Essas bebidas têm uma ampla faixa de valores de pH ácidos, na faixa de cerca de 2,5 a 5. O isolado de proteína de canola fornecido no presente documento pode ser adicionado a essas bebidas em qualquer quantidade conveniente para fornecer uma fortificação de proteína a essas bebidas, por exemplo, pelo menos cerca de 5 g do isolado de proteína de canola por uma quantidade de 354,84 milímetros (12 onças fluidas). O isolado de proteína de canola adicionado se dissolve na bebida e não prejudica na limpidez da bebida.
EXEMPLOS
Exemplo 1: Esse exemplo descreve a produção de um isolado de proteína de canola inovador de acordo com uma modalidade da invenção. 'a' kg de farelo de canola foi adicionado a 'b' l de 'c' M de solução de NaCl à temperatura ambiente e agitada por 30 minutos para fornecer uma solução de proteína aquosa. O farelo de canola residual foi removido e a solução de proteína resultante foi parcialmente clarificada pela centrifugação para produzir 'd' l de solução de proteína parcialmente clarificada que tem um teor de proteína de 'e' % em peso. A solução de proteína parcialmente clarificada foi, então, filtrada para clarificar adicionalmente, resultando em uma solução de volume 'f' l que tem um teor de proteína de 'g' % em peso.
Uma alíquota de 'h' l da solução de extrato de proteína foi reduzida em volume para ‘i' l pela concentração em uma membrana de polietersulfona (PES) que tem um peso molecular de corte de 'j' daltons e, então, diafiltrada com 'k' l de '1' M de solução de NaCl na mesma membrana. O retentado diafiltrado foi, então, pasteurizado a 60°C por 10 minutos. A solução de proteína concentrada pasteurizada resultante teve um teor de proteína de 'm' % em peso. A solução concentrada foi, então, ajustada a uma condutividade de 'n' MS pela adição de cloreto de cálcio de grau alimentício de uma solução concentrada. O retentado foi, então, centrifugado para remover o precipitado formado mediante a adição de cloreto de cálcio. ‘O' kg de precipitado foram, então, ressuspensos em 'p' l de 19 MS de solução de cloreto de cálcio e centrifugados para recuperar o tanto de proteína de solução quanto possível. O sobrenadante da etapa de lavagem foi, então, combinado com o retentado tratado. Em um dos exemplos, esse procedimento de lavagem foi repetido uma segunda vez, 'q' l de retentado clarificado foram, então, diluídos em 'r' volumes de água RO. (Nota: Nenhum micele foi formado quando essa diluição foi executada). Essa solução foi, então, ajustada a um pH de 's' com HCL. Os parâmetros 'a' a 't' para dois ciclos são apresentados na Tabela I a seguir: TABELA I A solução límpida de pH ajustado foi, então, reduzida em volume para 't' l por ultrafiltração com o uso de uma membrana de polietersulfona (PES) que tem um peso molecular de corte de 'u' daltons e, então, o concentrado foi diafiltrado na mesma membrana com 'v' l de água. O concentrado diafiltrado continha 'w' % de proteína em peso. A recuperação da proteína total da solução de proteína fitrada foi de 'x'% em peso. O concentrado foi seco por aspersão para formar um produto final que rende a designação 'y' C700 e tem um teor de proteína de 'z' % (N x 6,25) d.b. Os parâmetros 't' a 'z' para dois ciclos são apresentados na Tabela II a seguir: TABELA II
Exemplo 2: Esse exemplo descreve a produção de um isolado de proteína de canola inovador de acordo com outro aspecto da invenção. 20 kg de farelo de canola foram adicionados a 200 l de 0,15 M de solução de NaCl à temperatura ambiente e agitados por 30 minutos para fornecer uma solução de proteína aquosa. O farelo de canola residual foi removido e a solução de proteína resultante foi parcialmente clarificada por centrifugação para produzir 153 l de solução de proteína parcialmente clarificada que tem um teor de proteína de 1,30 % em peso. A solução de proteína parcialmente clarificada foi, então, filtrada para clarificar adicionalmente, resultando em uma solução de volume 172 l que tem um teor de proteína de 1,29 % em peso. O filtrado foi, então, ajustado a uma condutividade de 18,57 mS pela adição de cloreto de cálcio de grau alimentício de uma solução concentrada. O filtrado foi, então, centrifugado para remover o precipitado formado mediante a adição de cloreto de cálcio, fornecendo 160 l de filtrado tratado. 160 l de filtrado tratado foram reduzidos em volume para 6,88 l por concentração em uma membrana de polietersulfona (PES) que tem um peso molecular de corte de 100.000 daltons. Essa amostra não foi diafiltrada. O retentado foi, então, pasteurizado a 60°C por 1 minuto. A solução de proteína concentrada pasteurizada resultante teve um teor de proteína de 19,44 % em peso. A etapa de pasteurização resultou de maneira surpreendente na notável precipitação de proteína. 6,74 l de retentado pasteurizado foram, então, diluídos em 10 volumes de água purificada por osmose reversa fria (3°C) e o pH ajustado para 3 com HCl. A solução foi, então, clarificada por centrifugação e filtração, para remover sólidos formados na etapa de pasteurização. A solução límpida de pH ajustado foi, então, concentrada a partir de 76,5 l a 20,5 kg por ultrafiltração com o uso de uma membrana de polietersulfona (PES) que tem um peso molecular de corte de 10.000 daltons. Nenhuma diafiltração foi realizada. A solução de proteína concentrada continha 4,08 % de proteína em peso. A recuperação da proteína total da solução de proteína filtrada foi de 37,8% em peso. O concentrado foi tratado com carbono e seco por aspersão para formar um produto final que rende a designação BW-SA082-D21-08A C700FC, que teve um teor de proteína de 98,63 % (N x 6,25) d.b.
Exemplo 3 Esse exemplo descreve a produção de uma amostra que, mediante a secagem, poderia fornecer um isolado de proteína de canola inovador de acordo com outro aspecto da invenção. 60 kg de farelo de canola foram adicionados a 600 l de 0,15 M de solução de NaCl à temperatura ambiente e agitados por 30 minutos para fornecer uma solução de proteína aquosa. O farelo de canola residual foi removido e a solução de proteína resultante foi parcialmente clarificada por centrifugação para produzir 511 l de solução de proteína parcialmente clarificada que tem um teor de proteína de 1,78 % em peso. A solução de proteína parcialmente clarificada foi, então, filtrada para clarificar adicionalmente, resultando em uma solução de volume de 534 l que tem um teor de proteína de 1,51 % em peso.
Cloreto de cálcio suficiente foi adicionado a uma alíquota de 500 ml de solução de proteína filtrada para elevar a condutividade para 20,6 mS. A adição de CaCl2 resultou na formação de um precipitado branco que foi removido por centrifugação para fornecer uma solução límpida. A solução de proteína clarificada e tratada foi, então, diluída com 3 volumes de água purificada por osmose reversa e a solução de pH ajustada para 3,05 com HCl. Nenhuma opacidade foi formada e a limpidez da solução permaneceu alta. O teor de proteína da solução diluída e acidificada foi de 0,53 % em peso. 1450 ml da solução diluída e acidificada foram, então, reduzidos em volume para 200 ml em uma unidade de ultrafiltração de Vivaflow 200 equipada com uma membrana Hydrosart que tem um peso molecular de corte de 10.000 daltons. A solução de proteína parcialmente concentrada foi, então, diafiltrada na mesma membrana com 200 ml de água purificada por osmose reversa de pH 3 para reduzir a condutividade. A solução diafiltrada foi, então, adicionalmente concentrada para fornecer aproximadamente 30 ml de retentado límpido com um teor de proteína de 12,39 % em peso.
Exemplo 4 Esse exemplo descreve a produção de um isolado de proteína de canola inovador de acordo com outro aspecto da invenção. 60 g de farelo de canola foram adicionados a 600 ml de 0,10 M de solução de CaCl2 à temperatura ambiente e agitados por 30 minutos para fornecer uma solução de proteína aquosa. O farelo de canola residual foi removido e a solução de proteína resultante foi clarificada por centrifugação e filtração para produzir 330 ml de solução de proteína clarificada que tem um teor de proteína de 1,17 % em peso. A solução de proteína clarificada foi diluída com dois volumes de água purificada por osmose reversa para fornecer 990 ml de solução diluída que tem um teor de proteína de 0,41 % em peso. O pH dessa solução foi reduzido para 3,03 pela adição de ácido hidroclorídrico diluído. A solução de proteína se tornou transparente após as etapas de diluição e ajuste de pH.
Uma alíquota de 920 ml de solução de proteína diluída e acidificada foi reduzida em volume para 35 ml por concentração em uma unidade de ultrafiltração Vivaflow 200 equipada com uma membrana Hydrosart que tem um peso molecular de corte de 10.000 daltons. A solução de proteína concentrada teve um teor de proteína de 6,84 % em peso.
Uma alíquota de 32 ml de solução de proteína concentrada foi diafiltrada com 5 volumes de água purificada por osmose reversa (160 ml) na mesma membrana conforme usada para a etapa de concentração inicial. A solução de proteína concentrada e diafiltrada teve um teor de proteína de 7,06 % em peso. A recuperação de proteína total da solução de proteína filtrada inicial foi de 60,4 %. A solução de proteína concentrada e diafiltrada foi seca por congelamento para formar um produto final que rende a designação C701, que teve um teor de proteína de 93,42 % (N x 6,25) w.b.
SUMÁRIO DA REVELAÇÃO
No sumário dessa revelação, a presente invenção fornece um procedimento inovador que forma um isolado de proteína de canola composto tanto de frações de albumina quanto de globulina que é solúvel e transparente em um ambiente aquoso ácido. As modificações são possíveis no escopo dessa invenção.
REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1. Método de produção de um isolado de proteína de canola, que tem um teor de proteína de canola de pelo menos 90% em peso (N x 6,25) d.b., em que: (a) extrai farelo de óleo de semente de canola a uma temperatura de 5°C a 75°C para causar a solubilização de proteína de canola do farelo e para formar uma solução aquosa de proteína que tem um teor de proteína de 5 a 40 g/L e um pH de 5 a 6,8, (b) separa a solução aquosa de proteína do farelo de óleo de semente usado, (ci) aumenta a concentração de proteína da solução aquosa de proteína para 50 a 250 g/L enquant o mantém a resistência iônica constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer a primeira solução de proteína concentrada, (di) diafiltra opcionalmente a primeira solução de proteína concentrada, (fi) remove o precipitado da primeira solução de proteína concentrada, ou (cii) adiciona solução de sal de cálcio à solução aquosa de proteína a uma condutividade de 15 a 25 mS para fazer com que um precipitado se forme na solução de proteína concentrada, (dii) remove o precipitado da solução de proteína de canola, (eii) aumenta a concentração de proteína da solução aquosa de proteína para 50 a 250 g/L enquant o mantém a resistência iônica constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer uma primeira solução de proteína concentrada, e (fii) diafiltra opcionalmente a primeira solução de proteína concentrada, ou (ciii) aumenta a concentração de proteína da solução aquosa de proteína para 50 g/L ou menos enquanto mantém a resistência iônica constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer uma solução de proteína parcialmente concentrada, (eiii) remove o precipitado da solução de proteína parcialmente concentrada, (fiii) aumenta, ainda, a concentração de proteína da solução de proteína parcialmente concentrada para 50 a 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer uma primeira solução de proteína concentrada e, opcionalmente, diafiltrar a primeira solução de proteína concentrada, (g) dilui a primeira solução de proteína concentrada clarificada com 2 a 20 volumes de água tendo uma temperatura de 2° a 90°C, (h) acidifica a solução resultante para um pH de 2,5 a 4,0 para produzir uma solução de proteína límpida acidificada, (i) aumenta a concentração da solução de proteína límpida acidificada para 50 a 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer uma segunda solução de proteína concentrada, (j) diafiltra opcionalmente a segunda solução de proteína concentrada, e (k) seca opcionalmente a segunda solução de proteína concentrada para fornecer um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de pelo menos 90 % em peso (N x 6,25) d.b., caracterizado por entre as etapas (di) e (fi): (ei) adicionar solução de sal de cálcio à primeira solução de proteína opcionalmente diafiltrada e concentrada a uma condutividade de 15 a 25 mS para fazer com que um precipitado se forme na primeira solução de proteína concentrada entre as etapas (ciii) e (eiii) (diii) adicionar solução de sal de cálcio à solução de proteína parcialmente concentrada a uma condutividade de 15 a 25 mS para fazer com que um p recipitado se forme na solução de proteína parcialmente concentrada.
2. Método de extração de um isolado de proteína de canola, que tem um teor de proteína de canola de pelo menos 90% em peso (N x 6,25) d.b., em que: (a) extrai farelo de óleo de semente de canola a uma temperatura de 5°C a 75°C para causar a solubilização de proteína de canola do farelo e para formar uma solução aquosa de proteína que tem um teor de proteína de 5 a 40 g/L e um pH de 5 a 6,8, (b) separa a solução aquosa de proteína do farelo de óleo de semente usado, (ci) aumenta a concentração de proteína da solução aquosa de proteína para 50 g/L ou menos enquanto mantém a resistência iônica constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer uma solução de proteína parcialmente concentrada, (di) adiciona solução de sal de cálcio à solução parcialmente concentrada a uma condutividade de 15 a 25 mS para fazer com que um precipitado se forme na solução de proteína e remover o precipitado da solução de proteína, (f) dilui a solução de proteína parcialmente concentrada com 0,5 a 20 volumes de água tendo uma temperatura de 2 a 90° C, (dii) remove o precipitado da solução de proteína, (eii) dilui a solução aquosa de proteína com 0,5 a 10 volumes de água tendo uma temperatura de 2 a 90° C, (f) acidifica a solução resultante para um pH de 2,5 a 4,0 para produzir uma solução de proteína límpida acidificada, (g) aumenta a concentração da solução de proteína límpida acidificada para 50 a 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer uma solução de proteína concentrada, (h) diafiltra opcionalmente a solução de proteína concentrada, e (i) seca opcionalmente a solução de proteína concentrada para fornecer um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de pelo menos 90 % em peso (N x 6,25) d.b., caracterizado por anteriormente à etapa (dii): (cii) adicionar solução de sal de cálcio à solução aquosa de proteína a uma condutividade de 15 a 25 mS para fazer com que um precipitado se forme na solução de proteína e remover o precipitado da solução de proteína.
3. Método, de acordo com a a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o sal de cálcio é um cloreto de cálcio.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a solução cloreto de cálcio suficiente é adicionada à solução de proteína opcionalmente diafiltrada e concentrada para fornecer uma solução que tem uma condutividade de 17 a 20 mS.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a primeira solução de proteína concentrada ou solução de proteína parcialmente concentrada é diluída com 10 a 15 volumes de água.
6. Método de produção de um isolado de proteína de canola, que tem um teor de proteína de canola de pelo menos 90% em peso (N x 6,25) d.b., em que: (a) extrai farelo de óleo de semente de canola com uma solução aquosa de um sal de cálcio a uma temperatura de 5°C a 75°C para causar a solubilização de proteína de canola do farelo e para formar uma solução de proteína de canola aquosa que tem um teor de proteína de 5 a 40 g/L e um pH de 5 a 6,8, (b) separa a solução aquosa de proteína do farelo de óleo de semente, (c) dilui a solução aquosa de proteína com 0,5 a 10 volumes de água que têm uma temperatura de 2° a 90°C, (d) acidifica a solução de proteína de canola diluída resultante a um pH de 2,5 a 4,0 para produzir uma solução de proteína límpida acidificada, (f) diafiltra opcionalmente a solução de proteína concentrada, (g) seca opcionalmente a solução concentrada para fornecer um isolado de proteína de canola que tem um teor de proteína de pelo menos 90% em peso (N x 6,25) d.b., em que que a solução aquosa de sal de cálcio tem uma concentração menor do que 1,0 M, caracterizado por entre as etapas (d) e (f) : (e) aumentar a concentração da solução de proteína límpida acidificada de 50 a 250 g/L enquanto mantém a resistência iônica constante através do uso de uma técnica de membrana seletiva para fornecer uma solução de proteína concentrada.
7. Método, de acordo com a r eivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o sal de cálcio é cloreto de cálcio.
8. Método, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa de sal de cálcio tem uma concentração de 0,10 a 0,55 M.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a solução resultante é acidificada a um pH de 3 a 3,5.
10. Isolado de proteína de canola, que tem um teor de proteína de pelo menos 90% em peso (N x 6,25) d.b., contendo tanto frações de albumina quanto de globulina da proteína de canola e que tem um teor de ácido fítico inferior a 1,5% em peso, caracterizado pelo fato de ser solúvel em um ambiente aquoso ácido.
11. Isolado de proteína de canola, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o ambiente aquoso ácido é uma bebida que tem um pH na faixa de 2,5 a 5.
12. Isolado de proteína de canola, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que tem um teor de proteína inferior a 100% em peso (N x 6,25) d.b..
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