BE882769A

BE882769A - Perfectionnements relatifs a un procede de production d'un produit proteique vegetal purifie et produits obtenus

Info

Publication number: BE882769A
Application number: BE6/47136A
Authority: BE
Inventors: P Barbesgaard; G W Jensen; H A S Olsen
Original assignee: Novo Industri As
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1980-07-31
Also published as: DK109880A

Description


   <EMI ID=1.1> 

PROTEIQUE VEGETAL PURIFIE ET PRODUITS OBTENUS. 

  
Comme on peut le constater dans la littérature précitée, un concentrât de soya est un produit protéique purifié de soya contenant environ 70%

  
 <EMI ID=2.1> 

  
après par l'expression "protéine". On obtient habituellement le produit d'isolation de soya par précipitation à l'acide comme représenté en figure 1 à laquelle on se référera également ci-après,, tandis que

  
 <EMI ID=3.1> 

  
dire que 60% seulement de la protéine contenue dans les fèves de soya sont récupérés dans le produit d'isolation de soya, Des essais ont été entrepris) en vue d'augmenter le rendement en produit d'isolation

  
de soya par le procédé de précipitation à l'acide mains jusqu'à présent, ces essais n'ont pas été couron-

  
 <EMI ID=4.1> 

  
Dès lors, la production d'un produit protéique végétal purifié, en particulier, d'un produit d'isolation de noya, peut encore être améliorée en ce qui concerne le rendement, mais ce produit protéique végétal purifié, en particulier, le produit d'isolation de soya peut encore être amélioré en ce qui concerne la teneur en acides aminés sulfurés et, d'une manière générale,en ce qui concerne la teneur totale en acides aminés essentiels.

  
 <EMI ID=5.1> 

  
matière à base de noya ne donne des produite protêt- <EMI ID=6.1> 

  
matière sèche) supérieure à celle du concentrat protéique de soya, Les produits obtenus par les procédés connus indiquée ci-dessus sont des protéines parfaitement appropriées pour les fourrages, mais ils n'ont aucune valeur en ce qui concerne l'application pour

  
 <EMI ID=7.1> 

  
Aucun procédé connu pour l'élimination des polysaccharides des matières premières mentionnées ci-dessus ne comprend une décomposition enzymatique au moyen d'un

  
 <EMI ID=8.1> 

  
La présente invention a pour objet de fournir un procédé économiquement intéressant pour la production d'un produit protéique végétal purifié ayant une haute teneur en protéine et une haute teneur totale en acides aminée essentiels, en particulier, en acides aminés sulfurée.

  
Suivant la présente invention, on prévoit

  
 <EMI ID=9.1> 

  
tal purifié par élimination de la rémanence (constituée principalement de polysaccharides) d'une protéine végétale dégraissée ou dégraissée et, en outre, partiellement purifiée en particules d'une granularité

  
 <EMI ID=10.1> 

  
"matière de départ", ce procédé consistant à traiter la matière de départ avec un produit enzymatique ayant

  
 <EMI ID=11.1>  solubilisés pour séparer =suite, du produit surnagéante la phase solide contenant le produit protéique végétal purifiée

  
Ainai qu'on l'exposera ci-après de ma-

  
 <EMI ID=12.1> 

  
solubilise la rémanence, laquelle est identique aux

  
 <EMI ID=13.1> 

  
la page 38 de l'article précité de Waggle et Kolar. On se référera également à la figure 1 dans laquelle la rémanence apparaît comme partie principale d'une des fractions résiduaires du procédé traditionnel de formation d'un produit d'isolation,, On peut trouver une description d'une rémanase exempte de protéinase

  
 <EMI ID=14.1> 

  
en se référant en particulier à la fraction D mentionnée à la page 1858* Etant donné que la rémanence est constituée de matières d'une nature chimique différente, il est préférable que le produit enzymatique mentionné ci-dessus et ayant une activité solubilisante de rémanence contienne plus d'une espèce enzymatique.

  
De façon étonnante, suivant l'invention, on peut obtenir ce produit protéique végétal purifié

  
à l'échelle industrielle et de manière économiquement intéressante au moyen d'un produit de rémanase exempt de ou pauvre en protéase. C'est ainsi que, dans le cas d'un procédé de préparation d'un produit protéique de soya purifié, suivant l'invention, on peut obtenir ce produit avec une teneur en protéine d'environ
90% (correspondant au produit d'isolation de soya) ai bien que, en outre, le produit de soya purifié a une teneur plus élevée en acides aminés sulfurés que le produit d'isolation de soya traditionnel, Suivant l'invention, on peut obtenir un produit d'isolation

  
 <EMI ID=15.1>  

  
Selon l'invention, la protéine végétale dégraissée en particules d'une granularité inférieure à environ 2,5 mm comprend notamment de la farine de fèves de soya dégraissées, de la farine de semences de colza dégraissée*, de la farine de semences de coton dégraissées, de la farine de semences de tournesol dégraissées et de la farine d'arachides dégraissées*

  
Selon l'invention, la protéine végétale dégraissée et, en outre, partiellement purifiée en particules d'une granularité inférieure à environ

  
 <EMI ID=16.1> 

  
dégraissées mentionnées ci-dessus que l'on soumet à une purification complémentaire par extraction de composés à bas poids moléculaire afin que la protéine et les polysaccharides restent insolubles,

  
De préférence, la granularité des parti-

  
 <EMI ID=17.1> 

  
encore, inférieure à 0,1 mm.

  
La rémanaae utilisée dans le procédé suivant l'invention peut être obtenue au moyen de plusieurs micro-organismes produisant des enzymes pectolytiquea, de préférence, les champignons, par

  
 <EMI ID=18.1>   <EMI ID=19.1> 

  
déjà existant et ayant une teneur relativement élevée en protéase, par exemple, la pectinase commerciale

  
 <EMI ID=20.1> 

  
de "Novo Industri A/S" , peut être soumis à un traitement physique ou chimique permettant d'éliminer ou d'inactiver sélectivement l'activité de protéase, Ce 

  
 <EMI ID=21.1> 

  
aucune protéinase ou n'en formant que de très faibles quantités peut être utilisé pour obtenir le produit

  
 <EMI ID=22.1> 

  
par mutation d'un micro-organisme producteur de resta" nase.

  
De préférence, le rapport entre les ac-

  
 <EMI ID=23.1> 

  
On se référera utilement aux figures 1 à 3 annexées qui représentent :
figure 1, un tableau comparatif d'un procédé traditionnel avec produit d'isolation et d'un procédé à la rémanase; figure 2, la courbe du pourcentage de polysaccharides solubilisée vis-à-vis du dosage de <EMI ID=24.1>  charides, exprimé en fonction du temps en minutes. 

  
Au cours du procédé suivant l'invention,

  
 <EMI ID=25.1> 

  
 <EMI ID=26.1> 

  
situer entre 15 et 500, de préférence, entre 100 et

  
 <EMI ID=27.1>   <EMI ID=28.1> 

  
flocons blancs*

  
Le rapport pondéral entre le liquide et

  
 <EMI ID=29.1> 

  
 <EMI ID=30.1> 

  
rence, de plus de 1 unité et, mieux encore, de plus de 0,5 unité du point isoélectrique de la partie principale de la fraction protéique de la matière de départ. Dana la forae de réalisation de loin préférée, le pH régnant au cours de l'hydrolyse est égal ou presque égal au point isoélectrique de la partie principale de la fraction protéique de la matière de dé-

  
 <EMI ID=31.1> 

  
faisant ressortir les points isoélectriques de la partie principale de la fraction protéique de certaines matières de départ que l'on peut traiter par le procédé de l'invention*
 <EMI ID=32.1> 
  <EMI ID=33.1> 

  
de 1,5 unité de pH) du point isoélectrique de la partie principale de la fraction protéique de la matière de départ à traiter, on peut avantageusement effectuer

  
 <EMI ID=34.1> 

  
isoélectrique ou à peu près au point isoélectrique de la partie principale de la fraction protéique de la matière de départ avant de séparer la phase solide du produit surnageant*

  
La température d'hydrolyse se situe dans

  
 <EMI ID=35.1> 

  
quantité de rémanence. Afin d'éviter une croissance microbienne, il est souhaitable de raccourcir le plus  possible le temps d'hydrolyse* Dans la pratique nor-

  
 <EMI ID=36.1> 

  
On se référera à la figure 3 qui indique le pourcentage de polysaccharides solubilisés en fonction du temps dans les conditions de réaction suivantes 

  
 <EMI ID=37.1> 

  
de la rémanence correspond à une amélioration de la teneur en protéine (basée sur la matière sèche) allant

  
 <EMI ID=38.1> 

  
végétal purifié), pour autant qu'il n'y ait aucune  <EMI ID=39.1> 

  
soya.

  

 <EMI ID=40.1> 


  
La séparation entre la phase solide contenant le produit protéique végétal purifié et le produit surnageant peut être effectuée par les procédés habituels de séparation entre les solides et les li-

  
 <EMI ID=41.1> 

  
et la décantation. A des fins de production, la centrifugation est préférée et il est particulièrement préférable de procéder à plusieurs lava.- et centri-

  
 <EMI ID=42.1> 

  
Normalement, la phase solide provenant du procédé de séparation précité est soumise à un traiteaent complémentaire afin d'améliorer la qualité du produit protéique végétal purifié. On se référera à la figure 1 qui indique les opérations préférées de  <EMI ID=43.1> 

  
tion et le séchage par pulvérisation.

  
On décrira ci-après le procédé de déter-

  
 <EMI ID=44.1> 

  
Le substrat protéique de noya est la fraction de globuline isolée des fèves de soya et

  
 <EMI ID=45.1> 

  
 <EMI ID=46.1> 

  
On incube un échantillon d'enzyme avec un substrat en suspension dans les conditions indiquées ci-dessous 

  
 <EMI ID=47.1> 

  
On effectue le dosage d'enzyme de la 

  
 <EMI ID=48.1> 

  
 <EMI ID=49.1> 

  
échantillon d'enzyme dilué de façon 1 obtenir une  courbe réactionnelle linéaire dans le lapa de tempe de 0 à 20 minutée. On effectue des dosages à trois 

  
 <EMI ID=50.1> 

  
l'échantillon d'enzyme Du récipient réactionnel, on prélève des échantillons ayant chacun un volume d'en-

  
 <EMI ID=51.1> 

  
filtre chaque échantillon au moyen d'un filtre en fibres de verre d'une dimension calculée de telle aorte que la filtration ait lieu dans la minute* Ensuite , on mesure la quantité d'azote solubilisé contenu dans le filtrat en recourant à 1* analyse de

  
 <EMI ID=52.1> 

  
protéolytique qui, par le procédé ci-dessus libère 1 umole d'azote par minute (mesure effectuée dans le  <EMI ID=53.1> 

  
nière suivante : 

  
A 5,5 ml d'un substrat maintenu dans un

  
 <EMI ID=54.1> 

  
d'enzyme (dilué de façon à obtenir une courbe réactionnelle linéaire dana le temps de réaction de 5 à

  
 <EMI ID=55.1> 

  
 <EMI ID=56.1> 

  
leurs de E, on effectue deux essais; dans le premier essai, on arrête la réaction après une durée de 5 minutes tandis que, dans le deuxième essai* on arrête la réaction après 20 minutes en ajoutant 3 ml d'un

  
 <EMI ID=57.1> 

  
Ensuite, on filtre les échantillons et on mesure la quantité d'équivalents de galactose en adoptant le procédé au tryptophane/acide sulfurique pour la détermination de la teneur totale en sucre

  
 <EMI ID=58.1> 

  
le procédé ci-dessus, libère 1 umole d'équivalent de galactose par minute (mesure effectuée dans le temps de réaction de 5 à 20 minutes)"

  
Il apparaît que la relation SRU-E n'est

  
 <EMI ID=59.1>  On a trouvé qu'en plus de la lignine,

  
la rémanence des semences riches en protéines était constituée principalement des polysaccharides suivantes 

  
1) Polysaccharidea pectiques constitués principalement d'acide D-galacturonique, de D-galac-

  
 <EMI ID=60.1> 

  
3) Cellulose, 

  
4) Amidon.

  
Dès lors, chaque produit enzymatique de

  
 <EMI ID=61.1> 

  
De même, il est à noter que le procédé suivant l'invention ne nécessite pas la dissolution et la reprécipitation de la protéine de soya que l'on  effectue au cours du procédé classique a v e c

  
un produit d'isolation de soya* Ceci apparaît également en figure 1 qui est un schéma reprenant les dif-

  
 <EMI ID=62.1> 

  
Au cours de l'extraction du procédé traditionnel a v e c un produit d'isolation, la protéine est transférée dans le produit surnageant tandis que, dans

  
 <EMI ID=63.1> 

  
lait' ) . De même, en se référant à la figure 1, on peut noter que la rémanence est le composant poly-

  
 <EMI ID=64.1> 

  
traditionnel avec un un produit d'isolation" On peut également utiliser le produit enzymatique suivant l'invention pour la production d'un concentrât de aoya. On obtient normalement un concentrat de soya en lavant de la farine de soya

  
 <EMI ID=65.1> 

  
vant l'invention est ajoutée au cours du procédé de lavage, on obtient une teneur en protéine (calculée

  
 <EMI ID=66.1> 

  
tionnel a v e c un concentrât de soya. De façon étonnante, on a trouvé que les propriétés fonctionnellea du concentrât de soya obtenu par le produit enzymatique suivant l'invention (en particulier 

  
 <EMI ID=67.1> 

  
 <EMI ID=68.1> 

  
du concentrât de soya classique.

  
Les essais 1 et 2 ci-après illustrent un.

  
 <EMI ID=69.1> 

  
l'invention*

  
Essai 1

  
 <EMI ID=70.1> 

  
substrat d'agar-agar de la composition suivants *  
 <EMI ID=71.1> 
 <EMI ID=72.1> 

  
trat nutritif de la composition suivante s

  

 <EMI ID=73.1> 


  
On règle le pH à 5,5 avant l'addition de

  
 <EMI ID=74.1> 

  
tes à 12110 Ce Ensuite, on transfère tout le contenu du ballon de Fernbach dans la cuve d'incubation. Au cours de la culture effectuée dans la cuve d'inocula-

  
 <EMI ID=75.1> 

  
On prépare deux charges de substrat dans deux cuves principales de fermentation avec un volume de départ de 300 litres de substrat nutritif,

  
 <EMI ID=76.1>   <EMI ID=77.1> 

  
Après 28 heures de croissance dans la cuve d'inoculation, on transfère deux fois 30 litres du contenu de cette cuve dans les deux cuves principales de fermentation mentionnées ci-dessus. Au cours de la fermentation effectuée dans les deux cuves principales, le rapport d'aération est de 1 litre normal par litre de bouillon de culture et par minute, tandis que l'agita-

  
 <EMI ID=78.1> 

  
seconde, La pression est de 0,5 atmosphère* Au cours de la fermentation, on ajoute régulièrement une quan-

  
 <EMI ID=79.1> 

  
mentation (poids/volume).

  
Après fermentation pendant 106 heures, on récupère les enzymes du bouillon de culture, Des deux cuves principales de fermentation mentionnées cidessus, on obtient un total de 700 litres d'un bouillon de fermentation, On filtre ce bouillon de fermentation sur un filtre à tambour sous vide comportant un revêtement préalable de terre d'infusoires "Colite 

  
 <EMI ID=80.1> 

  
pulvérisation d'eau pour assurer le déplacements On obtient ainsi 750 litrea d'un filtrat clair. Par

  
 <EMI ID=81.1> 

  
 <EMI ID=82.1> 

  
30 1 de concentrât (produit de rétention). On soumet le concentrât à une filtration de germes sur un filtre-

  
 <EMI ID=83.1>   <EMI ID=84.1> 

  
On dissout 100 g du produit lyophilisé 

  
 <EMI ID=85.1> 

  
tampon d'acétate ci-dessus* On soumet ensuite les filtrats à une ultrafiltration&#65533; à une diafiltration et à une lyophilisation, On analyse ensuite les deux

  
 <EMI ID=86.1> 

  

 <EMI ID=87.1> 

Exemple 1

  
Cet exemple décrit la production, en labo-

  
 <EMI ID=88.1> 

  
partir de flocons blancs de soya décortiqués et dégraissés que l'on broie ensuite pour obtenir une

  
 <EMI ID=89.1>   <EMI ID=90.1> 

  
pour en déterminer la teneur en asote, la teneur totale en carbohydrates (procédé mentionné ci-dessus

  
 <EMI ID=91.1> 

  
naae) et de la teneur en matière sèche* Ensuite, on lave la phase solide avec un volume d'eau équivalant au volume du produit surnageant obtenu à la suite de la première centrifugation* On effectue deux fois cette opération* A la phase solide soumise trois

  
 <EMI ID=92.1> 

  
 <EMI ID=93.1> 

  
sur la base de ces résultats, on effectue les calcula

  
 <EMI ID=94.1> 

  
 <EMI ID=95.1> 

  
Rendement en protéine du produit .

  
protéique végétal purifié, mur la 

  
base de la teneur en protéine des pro- 

  
 <EMI ID=96.1>   <EMI ID=97.1> 

  
Pourcentage de matière sèche de la protéine : lui

  
 <EMI ID=98.1> 

  

 <EMI ID=99.1> 


  
 <EMI ID=100.1>  

Exemple 2

  
 <EMI ID=101.1> 

  
la solution ainsi obtenue à une suspension agitée de farine de soya, ce qui correspond à un dosage de

  
 <EMI ID=102.1> 

  
On agite la suspension pendant 120 minutes, Ensuite, on soumet la suspension à une centrifugation dans une

  
 <EMI ID=103.1> 

  
pour en déterminer la teneur en azote et en matière mèche, puis on l'élimine* On lave la phase solide

  
 <EMI ID=104.1> 

  
duit surnageant comme décrit ci-dessus* On répète une fois encore cette opération. Ensuite, on recueille la. phase solide obtenue et on la soumet à une lyophilisation* On obtient 46 g d'un produit noce On analyse ce produit pour en déterminer la teneur en protéine et la teneur en matière sèche  on détermine la composition suivante 

  
 <EMI ID=105.1> 

  
ment en protéine" Masse de protéine dans les produits 

  
 <EMI ID=106.1>  <EMI ID=107.1> 

  
Nasse de protéine retirée de la farine de soya 6,68 g Pourcentage de protéine solubilisée 

  
 <EMI ID=108.1> 

  
.

  
Afin de déterminer le pourcentage de polysaccharides solubilisés, on effectue un essai témoin sans addition d'enzyme, mais en procédant,pour le reste, exactement comme décrit ci-dessus" 

  
 <EMI ID=109.1>   <EMI ID=110.1> 

  

 <EMI ID=111.1> 
 

  
 <EMI ID=112.1> 

  

 <EMI ID=113.1> 


  
Exemple 

  
On effectue cet exemple afin de comparer les rendements en protéine et la qualité nutritive des produita protéiques de soya obtenue par les trois

  
 <EMI ID=114.1> 

  
 <EMI ID=115.1> 

  
 <EMI ID=116.1> 

  
trot protéique de soya,

  
C Procédé à la réaanase pour la production d'un

  
produit protéique végétal purifié, 

  
 <EMI ID=117.1> 

  
bouillie pendant 30 minutes à la température ambiante,

  
 <EMI ID=118.1> 

  
de centrifugation (X) et on le soumet à l'analyse de Kjeldahl pour en déterminer la teneur en azote

  
 <EMI ID=119.1>   <EMI ID=120.1> 

  
miner la teneur en auto et en matière sèche. On levé  la phase solide avec de l'eau en une quantité correa- 

  
 <EMI ID=121.1> 

  
Après avoir répété la centrifugation, on neutralise  la phase solide et on la soumet à une lyophilisation.  Le tableau 3*1 donne le bilan de masse obtenu. 

  
On extrait 108,2 g de farine de soya à 

  
 <EMI ID=122.1> 

  
teneur en azote et en matière sèche* On lave la phase solide (produit protéique végétal purifié) avec de

  
 <EMI ID=123.1> 

  
 <EMI ID=124.1> 

  
protéique végétal purifié lavé et on le soumet à une lyophilisation* Le tableau 3*1 donne le bilan de masse obtenu.

  
 <EMI ID=125.1> 

  
 <EMI ID=126.1>   <EMI ID=127.1> 

  
en matière sèche* On levé la phase solide (produit' 

  
 <EMI ID=128.1> 

  
quantité équivalant à celle du produit de centri-

  
 <EMI ID=129.1> 

  
 <EMI ID=130.1> 

  
 <EMI ID=131.1> 

  
masse obtenu.

  
On détermine les compositions en acides  aminés des trois produits protéiques (voir tableau

  
 <EMI ID=132.1> 

  
essentiels" de mène que l'indice d'acides "minés essentiels* Cet indice d'acides aminée essentiels

  
 <EMI ID=133.1>  

  

 <EMI ID=134.1> 


  

 <EMI ID=135.1> 
 

  

 <EMI ID=136.1> 


  

 <EMI ID=137.1> 


  

 <EMI ID=138.1> 
 

  
 <EMI ID=139.1> 
 <EMI ID=140.1> 
  <EMI ID=141.1> 

  
tion". 

Exemple 4

  
Le concentrât de protéine de soya 

  
 <EMI ID=142.1> 

  
On aoumet ensuite le mélange à une centrifugation

  
 <EMI ID=143.1> 

  
le produit de centrifugation, on le neutralise et on

  
 <EMI ID=144.1> 

  
la composition du concentrât initial de protéine de  soya, ainsi que celle du produit protéique végétal purifié obtenu par ce procédé* On constate que la quantité de polysaccharides solubilisée par auite du traitement enzymatique est de 37% lorsqu'on effectue

  
 <EMI ID=145.1> 

  
TABLEAU a. 1 - Composition du concentrât de protéine de aoya et du concentrât de protéine de soya traité

  
 <EMI ID=146.1> 

  

 <EMI ID=147.1> 
 

  
 <EMI ID=148.1> 

  
la solution ainsi obtenue au mélange dont la température est réglée par un thermostat, pour obtenir

  
 <EMI ID=149.1> 

  
ces de coton dégraissées* Après 4 heures., on soumet

  
 <EMI ID=150.1> 

  
 <EMI ID=151.1> 

  
Les résultats obtenue sont repris dans le tableau 6*1*

  
 <EMI ID=152.1> 

  

 <EMI ID=153.1> 

Exemple 7

  
On met 86,3 g de semences de colza partiellement décortiquer broyées et dégraissées en

  
 <EMI ID=154.1>   <EMI ID=155.1> 

  
tiellement décortiquée., broyées et dégraissées* Après un temps de réaction de 4 heures,, on soumet le

  
 <EMI ID=156.1> 

  
lyse de Kjeldthl pour en déterminer la teneur en azote et la teneur totale en carbohydrates en adop-

  
 <EMI ID=157.1> 

  
On effectue un essai analogue à celui décrit ci-dessus mais sans addition d'enzyme*

  
D'après les résultats obtenue, on calcule la quantité d'azote solubilisé ainsi que la quantité de carbohydrates solubilisée* Les résultats obtenus

  
 <EMI ID=158.1> 

  
dans le produit protéique végétal purifié traité par

  
 <EMI ID=159.1> 

  
ces de colza a deux pointa isoélectriques tandis que

  
 <EMI ID=160.1> 

  
électrique (pH s 3,5), nais également à la très fai-

  
 <EMI ID=161.1> 

  
 <EMI ID=162.1>   <EMI ID=163.1> 

  

 <EMI ID=164.1> 


  
 <EMI ID=165.1> 

  

 <EMI ID=166.1>

Claims

REVENDICATIONS

1, Procédé de production d'un produit pro- <EMI ID=167.1>

nence (constituée principalement de polysaccharides) d'une protéine végétale dégraissée ou dégraissée et soumise à une purification partielle complémentaire en particules d'une granularité inférieure à environ

caractérisé en ce qu'il consiste à traiter la matière de départ avec un produit enzymatique ayant une acti-

rapport entre l'activité protéolytique en unités "SUN" (unités d'azote protéique de soya) et l'acti-

rémanase de soya) étant inférieur à environ 4, dans un milieu aqueux, à un pH ne s'écartant pas de plus de 1,5 unité du point isoélectrique de la partie principale de la fraction protéique de la matière de départ, ainsi qu'à une température comprise entre

parer ensuite, du produit surnageant, la phase solide contenant le produit protéique végétal purifié.

2, Produits obtenus par le procédé de la revendication 1.