BRPI1011486B1 - Method for obtaining protein preparations from sunflower seeds, protein preparation, use of the preparation, and, product. - Google Patents

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“MÉTODO PARA OBTER PREPARAÇÕES DE PROTEÍNA A PARTIR DE SEMENTES DE GIRASSOL, PREPARAÇÃO DE PROTEÍNA, USO DA PREPARAÇÃO, E, PRODUTO” Campo técnico de aplicação A presente invenção refere-se a um método de obter preparações de proteína a partir de sementes de girassol assim como preparações de proteína produzidas com este método que têm propriedades de uso melhoradas. Técnica anterior Preparações de proteína são amplamente usadas em produtos alimentícios como aditivos nutricionais fisiológicos ou tecnofuncionais. Existem preparações de proteína com um valor de proteína particularmente alto para uso como aditivos alimentícios de grau elevado (alimento para bebês, alimento especial, nutrição esportiva). Em princípio estas também são de interesse para a formulação de rações para animais que têm que garantir um grau alto de disponibilidade de proteína. Outras preparações de proteína exibem boas propriedades tecnofuncionais e são adequadas, por exemplo, para estabilizar espumas ou emulsões ou para produzir géis. Estas preparações de proteína são de forma suprema adequadas como aditivos alimentícios e também são usadas parà alimentações especiais ou propósitos técnicos.

Fundamentalmente, preparações de proteína de origem animal e vegetal podem ser distinguidas. Exemplos de preparações de proteína de origem animal são aquelas produzidas a partir de produtos de ovos de galinha, leite, soro de leite ou caseína e gelatina de resíduo de abatedouro. A desvantagem é que tais produtos de proteína têm seu próprio sabor e odor característicos como um resultado do que eles são restritos a certos usos. Eles são frequentemente caros para produzir e são problemáticos em termos de alergias, e eles são rejeitados por certos consumidores em razões éticas.

No caso de preparações de proteína vegetal uma distinção é feita entre concentrados de proteína e isolados de proteína na base de sua produção. Em comparação com concentrados de proteína vegetal com um teor de proteína entre 60 % e 90 %, isolados de proteína têm um teor de proteína muito alto de pelo menos 90 %. Para produzir isolados de proteína as proteínas são dissolvidas em água e depois isoladas da solução aquosa. Comparados com as sementes extraídas de plantas eles têm um perfil de aminoácido modificado e propriedades nutricionais e tecnofuncionais modificadas.

As principais preparações de proteína vegetal no mercado são preparações de proteína de soja, isto é, concentrados e isolados de proteína de soja e preparações de glúten de trigo. Além disso, preparações de proteína de outras proteínas leguminosas, tais como concentrados de proteína de ervilha, estão disponíveis.

Também conhecidos no mercado como preparações de proteína vegetal são principalmente concentrados de proteína e isolados de proteína de sementes oleaginosas submetidas à remoção de óleo, tais como sementes de colza e sementes de girassol. No momento estes são usados quase exclusivamente para a produção de óleo. Ao contrário de soja os resíduos de prensagem e extração resultantes (tortas oleaginosas e grão para moagem) até agora não foram usados no setor alimentício apesar de seu alto potencial nutricional funcional e tecnofuncional. Uma razão para isto é a proporção de substâncias secundárias desagradáveis tais como polifenóis que podem prejudicar o sabor e a cor dos produtos.

De acordo com a técnica anterior sementes oleaginosas e legumes são submetidos à remoção de óleo com hexano. Sementes de legume são descascadas, floculadas e sofrem extração com hexano em uma instalação de extração. Sementes oleaginosas são floculadas e diretamente submetidas à remoção de óleo ou mecanicamente parcialmente submetidas à remoção de óleo (pré-prensagem) e completamente submetidas à remoção de óleo através de extração, por meio da qual a torta oleaginosa tem que ser fragmentada antes da extração de modo a permitir que a extração ocorra. A prensagem completa até um teor de óleo residual de aproximadamente 5 % sem extração subsequente também é realizada, por meio da qual o teor de óleo residual nos expulsores (tortas oleaginosas, grão para moagem) reduz a estabilidade em armazenamento.

Até agora sementes de girassol principalmente têm sido usadas integrais ou no max. 2/3 descascada para remoção de óleo. Mais particularmente, para prensagem, isto é, prensagem completa ou pré-prensagem como remoção de óleo parcial, um teor de casca alto é considerado necessário. As tortas oleaginosas e grão para moagem são escuros nestes casos e têm um teor de fibra bruta muito alto. Eles não são portanto adequados para produzir farinhas e concentrados de proteína de valor alto.

Existem vários modos de isolar proteínas de resíduos da produção de óleo de girassol. Na frente disto está a remoção dos polifenóis problemáticos, principalmente ácido clorogênico, que prejudicam a cor de isolados de proteína de girassol. Até agora, a extração com vários solventes, incluindo água e álcoois foi proposta para remover os polifenóis de grão para moagem de girassol submetido à remoção de óleo. Obter isolados de proteína a partir de sementes de girassol e tortas oleaginosas ou grão para moagem é particularmente difícil devido à solubilidade baixa de proteínas de girassol que requer o uso de álcali ou sais. Isto envolve um nível particularmente alto de consumo de água para preparação de proteína (lavagem), associado com perdas de proteína altas, que aumenta os custos de produção do isolado de proteína e deste modo reduz sua faixa de aplicação.

Para remover as substâncias fenólicas ativas de cor de sementes de girassol submetidas à remoção de óleo com o objetivo de extração de proteína subsequente e a obtenção de isolados de proteína do material assim pré-tratado, várias misturas alcoólicas aquosas foram testadas, mais particularmente butanol em várias proporções com água contendo ácido clorídrico, etanol em uma proporção de 95 % (v/v), isopropanol (70 % v/v) e metanol (80 % v/v). A desvantagem da extração com estes solventes é a desnaturação extensa das proteínas através do tratamento com solvente de modo que a solubilidade da proteína seja bruscamente diminuída. Como um resultado a extração subsequente das proteínas nos isolados de proteína de produção assim como suas propriedades funcionais são muito restritas. A W002/060273A1 descreve um método com o qual isolados de proteína com um teor de proteína de mais do que 90 % são obtidos a partir de sementes de girassol. Para isto, as proteínas são extraídas em uma maneira aquosa e obtidas por precipitação com álcool em temperaturas baixas. Estas são caras devido ao alto consumo de energia para o resfriamento e portanto restritas em sua aplicação.

Concentrados de proteína a partir de sementes de girassol são obtidos através de processamento a seco e úmido, por meio do qual a proteína permanece no resíduo. A proporção alta de substâncias secundárias indesejáveis restringe seu uso no setor alimentício. Especialmente os concentrados de proteína vegetal conhecidos com um nível baixo de purificação são restritos em termos de suas propriedades funcionais e/ou contêm uma certa proporção de componentes desagradáveis que podem ter um efeito muito negativo sobre o valor nutricional, cor, odor e/ou sabor de alimentos em que eles estão contidos. Concentrados de proteína a partir de sementes de girassol portanto têm uma faixa limitada de aplicação e podem ser apenas usados em concentrações baixas. O objetivo da presente invenção é fornecer um método eficaz de custo de produzir preparações de proteína que recorrem aos sentidos e podem ser amplamente usadas.

Descrição da invenção O objetivo é obtido com o método de acordo com a reivindicação 1. As outras reivindicações apresentam exemplos preferidos da forma de realização do método, uma preparação de proteína que pode ser produzida com o método e suas formas preferidas de forma de realização, assim como um produto que pode ser produzido com a preparação de proteína.

No método proposto de obter as preparações de proteína a partir de semente de girassol pelo menos as etapas seguintes são realizadas: - Descascamento das sementes de girassol a um teor de casca residual de < 5 % em peso ou o fornecimento de sementes de girassol descascadas com um teor de casca residual de < 5 % em peso (em cada caso relacionado à massa total da fração de semente obtida imediatamente depois do descascamento); - Remoção de óleo mecânica das sementes de girassol descascadas através de prensagem a um teor de gordura ou óleo das sementes de girassol descascadas em uma faixa entre 10 e 35 % em peso, e - Realização de uma ou mais etapas de extração com pelo menos um solvente, através do qual uma farinha submetida à remoção de óleo contendo proteínas é obtida como a preparação de proteína. Pelo menos uma das etapas de extração no método é realizada de modo que a remoção de óleo adicional das sementes de girassol descascadas parcialmente submetidas à remoção de óleo é realizada.

Através da combinação do teor de casca residual baixo e remoção de óleo parcial mecânica ao teor de óleo residual indicado concentrados de proteína podem ser obtidos que tanto opticamente quanto também funcionalmente têm propriedades muito vantajosas para uso em produtos alimentícios e rações para animais. O método permite tratamento particularmente suave das proteínas em que durante a remoção de óleo mecânica e/ou adicional uma temperatura muito alta é evitada, o que pode levar a modificações de proteína indesejáveis e mudanças no sabor. A remoção de óleo mecânica das sementes de girassol ao teor de óleo residual indicado é preferivelmente realizada de modo que uma torta oleaginosa mecanicamente estável com uma espessura na faixa de 0,2 a 4 cm, preferivelmente na faixa de 0,2 a 4 cm é obtida. Isto simplifica as etapas de processamento subsequentes visto que extração adicional pode ser dispensada devido à porosidade e espessura da torta oleaginosa. O método de acordo com a invenção permite a produção suave da preparação em que a desnaturação das proteínas é permitida em um modo definido. A remoção de óleo parcial e uma ou mais etapas de extração são realizadas em uma tal maneira que o grau de desnaturação das proteínas na farinha submetida à remoção de óleo contendo proteína (relacionado ao produto de partida do método) é no máximo 40 %, preferivelmente entre 10 % e 30 %. Isto permite que preparações de proteína de valor qualitativo e sensorial alto com uma ampla faixa de aplicação sejam obtidas.

Preferivelmente a extração é realizada com um solvente ou uma mistura de solvente em vários estágios de extração compreendendo uma combinação de pelo menos um estágio de extração lipofílica com um solvente lipofílico ou mistura de solvente e pelo menos um estágio de extração hidrofílica com um solvente hidrofílico ou mistura de solvente. Além disso, a concentração do solvente de extração no último estágio de extração é preferivelmente aumentada a um tal grau que secagem subsequente pode ocorrer em uma maneira particularmente simples e suave. A preparação de proteína que pode ser produzida a partir de sementes de girassol usando este método tem um teor de proteína de pelo menos 50 %. Produção eficaz de custo é possível visto que um grau alto de purificação, conforme necessário no caso do isolado de proteína, pode ser evitado.

Surpreendentemente, apesar de sua proporção alta de substâncias que não de proteína, a preparação de proteína exibe propriedades que são similares aos isolados de proteína conhecidos produzidos a partir destas matérias-primas ou são ainda mais versáteis do que estas. Por causa da cor clara assim como o espectro tecnofimcional equilibrado na forma de propriedades funcionais de hidratação, ligação de óleo e emulsificação a preparação de proteína pode ser amplamente usada, incluindo em produtos alimentícios e ração para animais, de modo a ligar água e/ou óleo e/ou a formar uma emulsão. A preparação de proteína é adequada para substituir outras preparações que foram previamente usadas para estas funções e são de origem animal ou vegetal, tais como ovos de galinha, leite, soja na forma de isolados de proteína de soja etc.

Mesmo na forma da farinha de semente de girassol particularmente produzível eficazmente de custo, isto é, a farinha contendo proteína submetida à remoção de óleo obtida diretamente do método, a preparação de proteína tem propriedades surpreendentes em termos de cor e propriedades funcionais que permitem que a farinha de proteína seja diretamente usada em numerosos produtos alimentícios e rações para animais. A faixa de uso da preparação de proteína pode ser estendida ainda mais se a preparação de proteína for livre dos aromas próprios da planta ou semente, mais particularmente se ela essencialmente não tiver nenhum odor e/ou for essencialmente neutra em sabor. Isto impede mudanças indesejáveis no sabor e aroma quando a preparação de proteína é incorporada em produtos alimentícios ou de ração. A faixa de uso também pode ser estendida através de uma função de formação de espuma de modo que a preparação de proteína pode ser usada, por exemplo, como um substituto para clara de ovo ou outros aditivos de formação de espuma de modo a produzir produtos alimentícios semelhantes à espuma.

Preferivelmente a preparação de proteína tem um teor de gordura baixo que garante boa estabilidade em armazenamento da preparação de proteína.

Preferivelmente a preparação de proteína também tem um teor baixo de ácido fitínico, oligossacarídeos e/ou ácidos fenólicos. Deste modo o teor da substância é reduzido o que pode prejudicar a utilização de substâncias nutricionais durante a digestão.

Breve descrição dos desenhos O método de produção proposto e a preparação de proteína produzível serão explicados novamente abaixo em mais detalhe em combinação com os desenhos, em que A Fig. 1 mostra uma vista esquemática de um exemplo da sequência de processo do método proposto com ffacionamento das sementes de girassol contendo ácido fenólico em óleo, polifenóis e concentrado de proteína assim como fracionamento adicional opcional em isolados de proteína; as possibilidades de uso da fração individual são indicadas em itálico. A Fig. 2 mostra uma vista para determinar o grau ideal de prensagem em termos de estabilidade mecânica e manutenção da extractabilidade das tortas oleaginosas e propriedades funcionais das preparações resultantes; e A Fig. 3 mostra esquematicamente um outro exemplo da sequência de processamento dos métodos propostos com o estágio de descascamento, prensagem e extração de hexano (altemativamente: remoção de óleo com scC02 ou com álcool), extração de álcool-água subsequente, secagem com deslocamento de álcool-água e trituração fina e/ou peneiração subsequentes.

Modos de implementar a invenção O método de acordo com a invenção pode ser implementado na maneira seguinte para exemplo. Como um ponto de partida sementes de girassol preferivelmente do tipo comestível ou aquelas que têm uma casca de cor clara são selecionadas. Entretanto, sementes de girassol normais e do tipo com alto teor oléico também podem ser usadas. A matéria-prima preparada é extraída sucessivamente em um extrator com solventes diferentes sob tais condições que nenhuma proteína ou apenas muito pouca proteína seja dissolvida. Isto minimiza perdas e modificações de proteína. Particularmente vantajoso é realizar a extração de solvente com um álcool, por exemplo etanol, propanol, isopropanol.

Naturalmente várias instalações de extração para os vários solventes podem ser usadas. O mesmo aplica-se à instalação de secagem. O método inteiro compreende as três etapas de seleção e preparação das matérias-primas, remoção de óleo parcial mecânica assim como extração, e é mostrado esquematicamente na figura 1. Um outro exemplo de forma de realização pode ser observado na figura 3. 1. Seleção e preparação das matérias-primas: As cascas são basicamente separadas por meio de uma tecnologia de descascamento adequada de modo que o teor de casca residual relacionado à fração de semente descascada obtida está em tomo de < 5 % em peso, de preferência em tomo de < 1 % em peso. Particularmente de modo vantajoso, fácil para descascar matéria-prima tipos e espécies são selecionados, mais particularmente sementes comestíveis ao invés de sementes tipo oleaginosas. Neste pedido de patente os detalhes do teor de casca residual referem-se à massa total da fração de semente como obtido imediatamente depois do descascamento.

Um condicionamento e/ou secagem específicos garante que durante os processos enzimáticos de remoção de óleo podem ser prevenidos ou controlados. Isso pode ser necessário antes ou depois do descascamento. 2. Remoção de óleo parcial mecânica Prensar as sementes de girassol com um teor de casca residual baixo através de prensas de rosca, controlando a temperatura/resfriamento até abaixo de 80° C, preferivelmente abaixo de 60°, mais preferivelmente abaixo de 50° C. Deste modo reações de Maillard e outras modificações de proteína são reduzidas, como são as reações de outras substâncias secundárias com proteínas, por exemplo, polifenóis. A prensagem ocorre a um teor de óleo residual de 10 a 35 %, preferivelmente 17 a 25 % em peso. A prensagem é realizada com uma forma de prensa ou bocal que permite a formação de tortas oleaginosas estáveis, por exemplo, na forma de pelotas ou filamentos, com não obstante não são prensados juntos muito severamente e exibem uma certa porosidade.

Com seleção adequada da configuração de prensagem (em particular a forma de bocal) as pelotas se mantêm juntas surpreendentemente bem nos teores de óleo residual acima, e apesar do teor de casca baixo permitem a remoção de óleo adicional com um solvente com cominuição subsequente. Os inventores descobriram que devido à remoção de óleo parcial mecânica acima em prensas de rosca boa maceração de semente e uma forma de produto vantajosa para extração são obtidas, de modo que cominuição adicional ou preparação para os estágios de extração subsequentes podem ser dispensadas. Foi descoberto que o teor de óleo residual obtido é ligado às propriedades mecânicas em que existe um grau ideal de remoção de óleo em que as propriedades da torta oleaginosa são ideais, como pode ser observado na figura 2. Neste exemplo o grau ideal de remoção de óleo encontra-se em um teor de óleo residual em tomo de 17 a 20 % em peso.

Particularmente de modo benéfico para a eficiência da etapa de extração adicional, a remoção de óleo parcial mecânica é realizada até que exista teor de gordura ou óleo nas sementes de girassol descascadas em que uma torta oleaginosa estável é obtida através de prensagem que tem uma espessura na faixa 0,2 a 4 cm, preferivelmente na faixa entre 0,5 e 2 cm. A prensagem é realizada com uma forma de prensagem ou bocal que permite a formação de tortas oleaginosas estáveis, por exemplo, na forma de pelotas ou filamentos. Particularmente de modo vantajoso uma prensa de rosca com uma matriz de furo redondo ou um bocal ou uma extrusora com um bocal redondo são usados para prensagem, de modo que os produtos prensados obtidos estão na forma de filamentos com uma seção transversal redonda de 5 a 20 cm em diâmetro. Selecionando-se um grau adequado de prensagem, em que o teor de gordura residual está em uma faixa entre 12 e 25 %, produtos prensados com uma porosidade que ainda é suficiente para extração e com boa estabilidade são obtidos. Filamentos Λ prensados com uma resistência à ruptura entre 2 e 10 N/mm , de maneira ideal entre 4 e 9 N/mm em um peso em massa entre 300 e 500 kg/m são obtidos. 3. Extração das sementes ou pelotas de torta oleaginosa preparadas Preferivelmente a extração adicional ocorre através de uma combinação de pelo menos dois solventes de extração de polaridade diferente em um tal modo que substâncias secundárias hidrofílicas obtidas são extraídas antes, com ou depois do óleo. Abaixo, todos os fluidos puros e soluções (por exemplo, solvente orgânico ou água e soluções aquosas ou gases supercríticos) e misturas de fluidos que podem ser usadas para extração são designados como solventes de extração. Pelo menos duas mudanças em polaridade são estabelecidas através da sucessão dos solventes de extração. Isto pode ser determinado para ocorrer repentina ou continuamente através do solvente de extração previamente presente sendo misturado com ou substituído pelo seguinte. Todos os solventes e misturas portanto aprovados de acordo com a legislação de alimentos podem ser considerados, mais particularmente água, ácidos, álcoois, ésteres, cetonas, por exemplo, acetona, éteres, alcanos tais como n-hexano e iso-hexano, a polaridade ou solubilidade em água diminuem na dita sequência (de hidrofílica a lipofílica), assim como fluidos e gases supercríticos, por exemplo, SCCO2 (CO2 supercrítico), que quando muito o ponto crítico tende a ser lipofílico e a polaridade do qual pode ser mudada ainda aumentando-se ainda a pressão na direção do hidrofílico assim como aumentando-se a temperatura.

Assim, por exemplo, as etapas seguintes podem ser realizadas, por meio do que a sequência das etapas hidrofílicas e lipofílicas é preferivelmente selecionada em um tal modo que a extração global produz um rendimento máximo (isto é, pelo menos 90 % do rendimento obtenível com o solvente puro). - Extração de substâncias secundárias moderadamente hidrofílicas, mais particularmente ácidos fenólicos e substâncias aromáticas através de álcool, preferivelmente isopropanol, etanol ou metanol, em uma concentração em que as proteínas não são dissolvidas ou apenas até grau pequeno. Para isto uma concentração de álcool de mais do que 60 %, preferivelmente entre 60 e 80 % é estabelecida (concentração v/v do álcool no solvente de extração). scC02 também pode ser usado como um solvente, preferivelmente em uma temperatura entre 40 e 80° C e em uma pressão de mais de 300 x 105 Pa, preferivelmente na faixa de 350 a 800 x 105 Pa, por meio da qual com pressão crescente são exibidas propriedades mais hidrofílicas. - Extração de componentes lipofílicos com um solvente lipofílico até remoção de óleo completa a um teor de óleo residual de no máximo 5 % (método de Büchi de acordo com Caviezel). Por exemplo hexano, álcool puro (> 95 %) ou scC02 podem ser usados como solventes lipofílicos na temperatura na faixa de 31 a 60° C e em uma pressão na faixa 74 a 350 x 105 Pa. Deste modo óleo, fosfolipídeos e outros componentes lipofílicos tais como carotinóides são extraídos em particular. - Se necessário, repetição da primeira extração depois da segunda extração. O extrato lipofílico pode, se necessário, também ser realizado antes da extração hidrofílica.

Vantajosamente a polaridade do solvente de extração é mudada através da água residual presente depois do tratamento preliminar, mais particularmente depois da remoção de óleo preliminar mecânica e/ou durante a extração de óleo, de modo que durante o processo de extração com um único solvente adicionado polaridades diferentes das misturas de extração real são realizadas.

Quando do uso de gases supercríticos, mais particularmente dióxido de carbono supercrítico (SCCO2) a polaridade pode ser mudada meramente altemando-se a pressão e temperatura de modo que a adição de um outro solvente não é necessária. Através de deslocamento sucessivo da água ligada à matéria-prima a polaridade pode ser mudada mais ou menos continuamente.

Particularmente de modo vantajoso a polaridade mais hidrofílica é estabelecida primeiro de modo que a água residual ligada na matéria-prima pode ser usada para modificar a polaridade em um tal modo que substâncias hidrofílicas podem ser extraídas sem a adição adicional de água ou com pouca água adicionada. Surpreendentemente, durante a transição para a fase lipofílica esta simultaneamente realiza uma redução no teor de água residual de modo que a extração lipofílica é favorecida. Devido à remoção da água antes ou durante a primeira extração, a secagem usual diferente antes da remoção de óleo pode ser dispensada. Normalmente condicionamento seria necessário depois da prensagem como com um teor de água relativo crescente na remoção de óleo da torta oleaginosa com solventes lipofílicos seria feito mais difícil devido ao teor de óleo reduzido e massa global mais baixa resultante.

Particularmente de modo vantajoso o primeiro solvente ou resíduos do primeiro solvente, por exemplo, o álcool ou mistura álcool-água, são substituídos pelo segundo solvente seguinte.

Pode ser necessário substituir a água completamente com álcool para evitar as influências negativas de água na extração seguinte. A concentração de álcool é aumentada na primeira extração até que o álcool depois possa ser dissolvido pelo solvente mais lipofílico. A separação seletiva em vários estágios de pressão usando scCC>2 permite que a fase alcoólica seja basicamente separada. Devido à água contida na matéria-prima ou à água adicionada ou outros co-solventes, as propriedades da solução podem ser modificadas ainda mais de modo que substância moderadamente polar pode ser obtida. Combinando-se pressão alta (> 500 x 105 Pa) e uma temperatura entre 40 e 60° C taxas de extração melhores dos ácidos fenólicos e substâncias oleaginosas secundárias são obtidas. A introdução do segundo solvente (além de água) na fase supercrítica também pode melhorar a extração de ácidos fenólicos e outra substância secundária, tais como pigmentos e substâncias aromáticas. Particularmente de modo vantajoso as condições de extração com scCC>2 são estabelecidas de modo que tanto resíduos de água quanto de álcool são sucessivamente substituídos do rafinato e a dissolução em temperaturas altas depois toma-se supérflua. Deste modo a secagem subsequente do rafinato pode ser dispensada mesmo quando do uso de água como um carregador/modificador.

Quando do uso de álcool aquoso a extração usando o solvente de extração é realizada em várias etapas de extração, por meio das quais pelo menos na última transição de uma etapa de extração para a seguinte o teor de álcool no solvente de extração é aumentado a um máximo, isto é, até a concentração do azeótropo aquoso, por exemplo, 96 % (v/v) no caso de etanol, de modo que a concentração de álcool na mistura de extração aumenta até mais de 90 % (v/v). Isto permite que a secagem subsequente particularmente suave devido à redução na proporção de água residual seja removida, que evapora mais lentamente e em uma temperatura mais alta do que álcool.

Naturalmente outra extração (depois da remoção de óleo parcial mecânica) também pode ser realizada com apenas um solvente, mais particularmente hexano, de modo a obter a farinha submetida à remoção de óleo contendo proteína. A extração é realizada sob tais condições que as proteínas não são, ou apenas levemente dissolvidas e as proteínas não são ou apenas minimamente danificadas e nenhuma ou apenas poucas reações químicas indesejáveis ocorrem, tais como a reação de Maillard ou adição de Michael de ácidos fenólicos (por exemplo, mensurável como max. de 20 % menos ácidos fenólicos livres e/ou lisina disponível e/ou açúcar reproduzível e/ou max. de 10 % de lisinoalanina ou produtos de Maillard). Além disso, na temperatura de ajuste nenhuma mudança de aroma termicamente causada ao material extraído ocorre. Para isto a temperatura é mantida abaixo de 80° C, melhor a < 60° C, de maneira ideal abaixo de 40° C. Se a remoção de óleo com hexano estiver sendo realizada dessolventização completa pode ser melhorada aplicando-se um vácuo (100 a 800 hPa, preferivelmente 200 a 500 hPa, particular e preferivelmente 200 hPa), por meio do qual a dessolventização é feita possível até no max. 60° C. No caso de outros solventes a aplicação de vácuo também é vantajosa de modo a permitir a dessolventização em temperaturas mais baixas. É mostrado que no caso da desnaturação definida de proteínas de semente de girassol de 5 % a 40 %, vantajosamente entre 10 % e 30 % (por exemplo, mensurável como um desvio de no max. 30 %, melhor 20 %, ainda melhor 10 % com referência a propriedades funcionais tais como solubilidade da proteína, no max. 30 % maior que desnaturação de proteína, mensurável com método termoanalítico tal como DSC) - relacionado às proteínas do produto de partida dos métodos propostos é particularmente vantajoso obter um espectro de aplicação amplo. A sequência de extração também pode ocorrer inversamente, se, por exemplo, as substâncias de extrato devem ser usadas para aplicações específicas. A remoção de óleo total na primeira etapa pode ser de vantagem em termos de obter as substâncias secundárias como aditivos alimentícios funcionais ou para aplicações cosméticas ou técnicas. Particularmente vantajoso é a combinação de remoção de óleo com CO2 supercrítico, extração de solvente alcoólico subsequente (aquoso) e tratamento com scC02 final para a dessolventização e secagem simultâneas a produtos acabados estáveis. A combinação é preferivelmente estabelecida de modo que todas as extrações são realizadas consecutivamente em um recipiente e apenas os solventes, temperaturas e pressões são mudados.

Surpreendentemente as frações de proteína e fenol valiosas podem ser simultaneamente obtidas e usadas para várias aplicações alimentícias. As substâncias secundárias contidas no álcool podem ser usadas diretamente para aplicação de valor alto ou processadas ainda mais. Também de vantagem particular é o uso de scC02 antes ou durante a extração de polifenóis, como através do deslocamento de oxigênio a oxidação é impedida.

Surpreendentemente também é mostrado que quando do uso de álcool a supressão de fosfolipídeos é melhorada vis-à-vis a extração de hexano puro, que melhora ainda a qualidade sensorial da farinha submetida à remoção de óleo.

Também foi mostrado que a fração de proteína pode ser obtida livre de substâncias aromáticas termicamente causadas e o uso em alimentos pode ser melhorado através de produtos de proteína sensoriais-neutros. Ao mesmo tempo as propriedades funcionais das proteínas são mantidas.

Através do método de produção descrito acima uma preparação de proteína de girassol pode ser obtida que, comparada por exemplo com isolados de proteína obtidos através de ffacionamento aquoso e métodos de isolamento laboriosos, é caracterizada por um perfil de valor nutricional e espectro tecnofuncional equilibrados. Sem processamento adicional, de modo, por exemplo, a obter o teor de proteína alto de um isolado de proteína, ele também é adequado como um aditivo de alimento ou ração para animal. Surpreendentemente, ainda que ela não seja um isolado de proteína, a preparação de proteína tem as propriedades tecnofuncionais de um isolado de proteína. Ele tem uma cor clara, neutra e é basicamente livre de substâncias secundárias sensorialmente indesejáveis e anti-nutritivas. Mais particularmente o concentrado de proteína de girassol não tem quase nenhum odor ou sabor isoladamente. É particularmente surpreendente que mesmo a farinha de proteína de girassol submetida à remoção de óleo (SFPF) tem uma cor muito atraente e propriedades funcionais muito distintas e é adequada para numerosas aplicações de alimento e ração para animal.

No seguinte, para a caracterização quantitativa das preparações de proteína produzidas os métodos de determinação seguintes são usados: - Teor de proteína: O teor de proteína é definido como o teor calculado da determinação de nitrogênio e sua multiplicação por um fator de 6,25. O teor de proteína pode ser indicado, por exemplo, em porcentagem relacionada à massa seca (TS). - Cor: A cor percebida é definida por meio de medição de cor CIE-L*a*b* (conforme DIN 6417), por meio da qual o eixo L* indica o brilho, onde preto é 0 e branco é 100, o eixo a* descreve a porção vermelha e vermelha e o eixo b* a porção azul e amarela. - Solubilidade da proteína: A solubilidade da proteína é determinada por meio de métodos de determinação de acordo com Morr et al. 1985 (ver o artigo de jornal: Morr C.V., German B., Kinsella J.E., Regenstein J.M., Van Buren J.P., Kilara A., Lewis B.A., Mangino M.E. “A Collaborative Study to Develop a Standardized Food Protein Solubility Procedure”. Journal of Food Science, vol. 50 (1985) páginas 1715-1718). Para isto uma preparação de proteína é colocada em suspensão em um solução de NaCl 0,1 M na temperatura ambiente a uma razão de massa-volume de 1:25 a 1:50 (p/v) (isto é, 1 a 2 g da preparação de proteína para solução de 50 ml) e usando solução de HC1 ou NaOH 0,1 M é mantida durante aprox. 60 minutos em um valor de pH do pH 7 e agitada em aprox. 200 rpm e o sedimento insolúvel depois é separado por centrifugação em aceleração gravitacional de 20 mil vezes (20.000 g). A solubilidade da proteína pode, por exemplo, ser dada em porcentagem, onde uma solubilidade da proteína de x % significa que x % da proteína presente na preparação é encontrado no sobrenadante claro se o dito método for usado. - Hidratação A capacidade de hidratação é definida por meio de métodos de determinação (em seguida referidos como métodos de determinação AACC) como apresentado em: American Association of Cereal Chemists, “Approved methods of the AACC” 10a edição, AACC. St Paul, MN, 2000b; Method 56-20. “Hydration capacity of pregelatinized cereal products”. A capacidade de hidratação pode ser indicada em ml/g, isto é, mililitros de água ligada por grama de preparação, e de acordo com o método de determinação de AACC é determinada por intermédio do peso de sedimento saturado de água menos o peso preparação seca depois de misturar aproximadamente 2 g de preparação de proteína com aproximadamente 40 ml de água durante 10 minutos e centrifugar a 1000 g durante 15 minutos a 20° C. - Ligação de óleo A capacidade de ligação de óleo é definida de acordo com métodos de determinação (em seguida referidos como métodos de determinação de ligação de gordura) como apresentado em: Ludwig I., Ludwig E., Pingei B. “A micromethod for determining the fat binding capacity” Nahrung/Food 1989, 33 (1), 99. A capacidade de ligação de óleo pode ser indicada em ml/g, isto é, mililitros de óleo ligado por grama de preparação e de acordo com o método de determinação acima é medida como o volume de ligação de sedimento de óleo depois de misturar 1,5 g de preparação de proteína com 15 ml de óleo de semente de milho durante 1 minuto e centrifugar a 700 g durante 15 minutos a 20° C. - Capacidade de emulsificação: A capacidade de emulsificação é determinada por meio de um método de determinação (em seguida referido como o método de medição de condutividade), em que o óleo de semente de milho é adicionado a 100 ml de uma suspensão a 1 % da preparação de proteína no pH 7 até a inversão de fase da emulsão óleo em água. A capacidade de emulsificação é definida como a capacidade de absorção de óleo máxima desta suspensão, determinada por intermédio da diminuição espontânea em condutividade na inversão de fase (conforme o artigo de jornal de Wãsche A, Müller K, Knauf U. “New Processing of lupin protein isolate and functional properties”, Nahrung/Food, 2001, 45, 393 - 395) e pode ser indicada em ml de óleo/g, isto é, mililitros de óleo emulsificado por grama de preparação de proteína. - Atividade da espuma A atividade da espuma é indicada em porcentagem, medida como o aumento em volume de uma solução a 5 %, pH 7 quando batida no ajuste 3 (591 rpm) durante 8 minutos em um processador de alimentos padrão de 50N Hobart (recipiente de aço com um conteúdo de 5 litros) com um batedor (batedor de arame). - Densidade da espuma A densidade da espuma é indicada em g/ml, isto é, a massa da espuma por unidade de volume e é medida depois da ação de bater de solução a 5 %, pH 7 no ajuste 3 (591 rpm) durante 8 minutos em um processador de alimentos padrão de 50N Hobart (recipiente de aço com um conteúdo de 5 litros) com um batedor (batedor de arame). - Estabilidade da espuma A estabilidade da espuma é indicada em porcentagem, medida como a redução em volume de 100 ml de espuma dentro de uma hora depois da ação de bater de uma solução a 5 %, pH 7 no ajuste 3 (591 rpm) durante 8 minutos em um processador de alimentos padrão de 50N Hobart (recipiente de aço com um conteúdo de 5 litros) com um batedor (batedor de arame). - Teor de gordura O teor de gordura determinado depois da maceração da amostra e saponificação dos ácidos graxos, por exemplo, de acordo com o método de Caviezel (descrito em DGF “Method of Caviezel” DGF K-I 2c (00). No Deutsche Gesellschaft fur Fettwissenschaft e.V. Münster. DGF standard methods, 2a edição, Stuttgart: WVG 2004). - Para propósito comparativo os seguintes produtos comercialmente produzidos foram usados: - Isolado de proteína de ervilha Pisane® (produzido por Cosucra) - Isolado de proteína de soja SUPRO® EX33 (produzido por DuPont) - Caseinato de sódio (seco por pulverização), FN5S por Rovita Com o método de produção de acordo com a invenção preparações de proteína com as propriedades seguintes podem ser produzidas a partir de sementes de girassol: Aparência: - Na forma vertível, por exemplo, como flocos, granulado, pó ou na forma de outras partículas - A cor é branca a de cor creme, cinza clara ou amarela clara, possivelmente com uma proporção de partículas de cor mais escura de no max. 5 % p/p, preferivelmente abaixo de 2 % p/p. A luminosidade L*, determinada de acordo com a medição de cor CIE-L*a*b* produz um valor de pelo menos 70, L* >= 70. Os seguintes são exemplos típicos de valor para L*, a* e b* L* >= 80, -5 < a* < +5, -5 < b* < +20; preferivelmente L* >= 85, -3 < a* < +3, -2 < b* < +15, particular e preferivelmente L* >= 90, -1 < a* < a*, 0 < b* < + 10.

Composição - O teor de proteína é menos do que 90 % na massa seca (TS), preferivelmente menos do que 80 % relacionado a TS. Tipicamente o teor de proteína está entre 50 e 70 relacionado a TS. - O teor de material em massa total está entre 10 e 40 % relacionado a TS, preferivelmente entre 10 e 30 % relacionado a TS. - O teor de gordura, determinado por exemplo por determinação gravimétrica depois de extração por Soxhlet, é menos do que 3 % relacionado a TS, preferivelmente menos do que 1 % - O teor de açúcar total é abaixo de 15 % relacionado a TS, preferivelmente abaixo de 5 %, particular e preferivelmente abaixo de 2 %. - Teor de substâncias indesejáveis, mais particularmente antinutritivas: • Teor de ácido fitínico abaixo de 5 %, relacionado a TS, preferivelmente abaixo de 2 %, particular e preferivelmente abaixo de 1 %. • Teor de rafinose abaixo de 5 % relacionado a TS, preferivelmente abaixo de 2,5 %, particular e preferivelmente abaixo de 0,5 % • Teor de ácido fenólico (determinado um ácido clorogênico) abaixo de 5 % relacionado a TS, preferivelmente abaixo de 2 %, particular e preferivelmente abaixo de 0,5 %. - Teor de lignina abaixo de 6 % relacionado a TS, preferivelmente abaixo de 4 %, particular e preferivelmente abaixo de 3 %. - Em geral o teor de proteína assim como de lignina em farinha de proteína de girassol (SFPF) é mais baixo do que em concentrado de proteína de girassol (SFPC) produzido a partir desta, enquanto o teor de gordura, açúcares e ácidos fenólicos é mais alto no SFPF do que no SFPC.

Propriedades tecnofuncionais: - Solubilidade da proteína: A solubilidade da proteína determinada de acordo com os métodos de determinação de PNG é maior do que 30 %, preferivelmente maior do que 40 %. Tipicamente a solubilidade da proteína está na faixa 30 a 60 %. - Hidratação A hidratação, determinada de acordo com o método de determinação de AACC é pelo menos 2 ml/g, preferivelmente pelo menos 3 ml/g. Medições comparativas mostram que a hidratação da preparação é pelo menos 30 % da hidratação de Pisane® determinada de acordo com o método de determinação de AACC. - Ligação de óleo: A ligação de óleo, determinada de acordo com o método de determinação de ligação de gordura é pelo menos 1 ml/g, preferivelmente pelo menos 4 ml/g. A medição comparativa mostra que a ligação de óleo é pelo menos 100 % da ligação de óleo de Pisane® ou de Supro® EX33, determinada de acordo com o mesmo método. - Capacidade de emulsificação: A capacidade de emulsificação determinada de acordo com o método de medição de condutividade é pelo menos 400 ml de óleo/g, preferivelmente pelo menos 500 ml de óleo/g. Medições comparativas mostram que a capacidade de emulsificação é pelo menos 40 % da capacidade de emulsificação de caseinato de sódio FN5S, determinada de acordo com o mesmo método. - Propriedades de formação de espuma: • Atividade da espuma A atividade da espuma é pelo menos 1000 %. Medições comparativas com clara de ovo de galinha fresca batida durante 3 minutos no ajuste 3 em um processador de alimentos padrão de 50N Hobart com um batedor mostram que a atividade da espuma da preparação de proteína é pelo menos 50 % ou ainda pelo menos 60 % da atividade da espuma de clara de ovo de galinha. • Densidade da espuma: A densidade da espuma está na faixa de 80 a 110 g/1. Medições comparativas com clara de ovo de galinha fresca batida durante 3 minutos no ajuste 3 em um processador de alimentos padrão de 50N Hobart com um batedor mostram que a densidade da espuma está na faixa de 80 a 110 % da densidade da espuma de clara de ovo de galinha batida. • Estabilidade da espuma: A estabilidade da espuma é pelo menos 80 %, preferivelmente pelo menos 90 %. Ela tipicamente corresponde a pelo menos 90 % da estabilidade da espuma de clara de ovo de galinha batida, medida a diminuição em volume de 100 ml de clara de ovo de galinha batida dentro de uma hora depois de bater durante 3 minutos no ajuste 3 em um processador de alimentos padrão de 50N Hobart com um batedor.

Propriedades sensoriais: Além da cor clara, a preparação de proteína, particularmente na forma do SFPC, é essencialmente livre de odor e neutra em sabor. Mais particularmente ela carece dos aromas inerentes da planta e semente. Assim, não existe portanto nenhum odor e sabor semelhantes a feijão ou gramíneos, e nenhum sabor amargo é percebido.

Testes sensoriais em que testadores treinados comparam uma certa impressão de sabor ou aroma da preparação de proteína e uma substância de referência adequada e avaliam-na em uma escala de 1 a 10 (1 = não perceptível, 10 = fortemente perceptível), por meio da qual a substância de referência é selecionada de modo que a impressão de sabor ou aroma a ser testada é avaliada com pelo menos um 8, mostram que a preparação de proteína obtém um valor de 3 ou menos (tipicamente um valor de 1).

Exemplos de impressão de sabor ou aroma a ser testada são: - Sabor semelhante a feijão em comparação com feijões-soja - Sabor de gramado a gramíneo em comparação com pimentões ou ervilhas verdes - Sabor amargo em comparação a uma solução de cafeína aquosa a 0,1 %. A cor, sabor inerente e odor inerente da preparação de proteína são tais que quando incorporados nos produtos alimentícios e rações para animais não há nenhuma mudança significante para a aparência, odor ou sabor da preparação acabada que pode ser avaliada negativamente com métodos estatísticos normais.

Testes sensoriais mostram que a mudança para o sabor e aroma realizada em um produto alimentício através do uso da preparação de proteína é restrita a um tal grau comparado com o produto alimentício sem a preparação de proteína que um testador treinado pode determinar uma mudança nas características de sabor e aroma acima de um máximo de 3 etapas, melhor máximo 1 (quase não mais nenhuma mudança perceptível) de uma escala de 1 a 10.

No método proposto através do uso de álcool ou solução alcoólica misturados com a água própria das sementes a maioria das substâncias aromáticas da planta e outras substâncias da planta secundárias tais como ácido fenólico são removidas. Deste modo farinhas claras, estáveis em descoloração e quase livres de odor e neutras de sabor são obtidas.

Surpreendentemente o teor de proteína do rafmato/rafinato/farinha pode ser aumentado a proporções de mais do que ou iguais a 60 % pela extração conjunta de outros componentes de peso molecular baixo, mais particularmente os açúcares contidos, de modo que sem estágio de processamento adicional concentrados de proteína estáveis de qualidade alta são obtidos.

Na fase alcoólica, aquosa ou aquosa-alcoólica uma mistura de açúcares/oligossacarídeos e substâncias secundárias de planta tais como ácidos fenólicos podem ocorrer. Particularmente de modo vantajoso as substâncias de açúcar podem ser usadas como substância carregadora para a substância fenólica, por exemplo, durante secagem subsequente, para a produção de uma outra forma de aplicação. Através de adsorção, cristalização ou precipitação seletivas as duas frações podem ser purificadas ainda mais ou separadas de modo a serem capazes de usar ambas as frações separadamente.

Os inventores também reconheceram que existem vantagens particulares para extração com SCCO2 no processamento a úmido adicional do grão para moagem/farinhas submetidos à remoção de óleo devido à quantidade reduzida de substâncias secundárias desagradáveis, como o CO2 contido no grão para moagem também tem um efeito de estabilização em processamento subsequente visto que processos de oxidação são restritos.

Uma outra vantagem é observada se as preparações obtidas são embaladas diretamente depois do tratamento com scC02. Surpreendentemente elas depois são diretamente protegidas contra oxidação sem o fornecimento de gás protetor adicional. Ventilação parcial ou combinação com outros gases protetores todavia podem ser de vantagem.

Também foi descoberto que as propriedades funcionais das preparações de proteína podem ser modificadas ajustando-se o tamanho de partícula. Através de cominuição ou fracionamento finos apropriados por tamanho de partícula ou densidade de partícula da farinha ou concentrado de proteína de girassol a hidratação ou capacidade de emulsificação podem ser especificamente ajustadas de modo a satisfazer diferentes necessidades. Particularmente de modo vantajoso um tamanho de partícula de < 500 pm é estabelecido ou uma fração com um tamanho de partícula de < 500 pm separada.

De acordo com o método de acordo com a invenção, usando uma quantidade mínima de água a produção de preparações de proteína de girassol de qualidade alta é possível que surpreendentemente tenham propriedades similarmente tão boas quanto isolados de proteína, ainda que elas tenham um teor de proteína mais baixo. Com o auxílio da tecnologia descrita sementes de girassol são quase completamente fracionadas em ingredientes e frações de produto alimentício nutricional e tecnofuncionalmente valiosos quanto à energia e uso técnico, por meio dos quais o rendimento de proteína é particularmente alto.

Também foi descoberto que a solução alcoólica obtida contendo açúcar pode ser usada diretamente para fermentação a bioetanol.

Os inventores também descobriram que o óleo que é obtido através de reação não polar e contém hexano, pode ser usado sem processamento adicional para adicionar a ou produzir biodiesel, ou diretamente como combustível.

Em uma outra forma de realização vantajosa do método as extrações são arranjadas consecutivamente de modo que com o CO2 supercrítico o álcool residual ligado no grão para moagem pode ser simultaneamente extraído de modo que os seguintes estágios de destilação ou purificação podem ser dispensados. Os inventores descobriram que o óleo que é obtido através de extração não polar e contém resíduos de álcool, é surpreendentemente bem adequado ao processamento adicional em biodiesel e pode ser usado diretamente em um processo com base na reesterificação enzimática de gordura com álcool. Em uma maneira particularmente vantajosa quaisquer porções de álcool arrastadas no óleo não são removidas, mas permanecem contidas nele e são usadas em processamento adicional do óleo a biodiesel depois do processo de reesterificação.

Exemplos de forma de realização Exemplo 1: Concentrado de proteína de semente de girassol a partir da extração alcoólica de sementes de girassol descascadas, submetidas à remoção de óleo.

Sementes comestíveis descascadas com uma pureza de 99,8 %, isto é, um teor de casca de < 0,1 % foram submetidas à remoção de óleo em uma prensa de rosca com um bocal de diâmetro de 5 mm em uma temperatura de aprox. 40° C (± 5o) a um teor de gordura residual de 23 % e os produtos prensados semelhantes a filamento obtidos foram submetidos à remoção de óleo com hexano em um Soxhlet durante 36 horas e secos na temperatura ambiente para remover os resíduos de hexano. O grão para moagem de girassol submetido à remoção de óleo com hexano assim obtido de sais comestíveis descascados contendo ácido fenólico foi extraído com metanol (95 %) no Soxhlet por meio do qual a concentração de álcool aumentou inicialmente de aprox. 80 % (v/v) para aproximadamente 95 % através de extração da água. A temperatura do banho de óleo foi aproximadamente 85 %, a temperatura de extração estava entre 20° C (mais frio) e no máximo 65° C (ponto de ebulição de metanol = 65° C). Depois de 12 ciclos a extração foi terminada depois de vários ciclos não mostrou mais uma coloração amarela do extrato. O concentrado de proteína de girassol assim obtido é um pó de cor clara, fino com um teor de proteína de > 60 %. A composição é mostrada na tabela seguinte: O concentrado de proteína é baixo em componentes de aroma inerente da planta. A cor desta farinha e concentrado de proteína de girassol com um teor de casca baixo é particularmente atraente/neutra e de acordo com CIE L*a*b* tem os valores seguintes: A farinha de girassol previamente continha aproximadamente derivados de ácido caféico a 0,5 %, detectados com HPLC (detecção eletroquímica) e quantificados por via de determinação fotométrica. A farinha de girassol extraída, em seguida referida como concentrado de proteína de girassol, apenas continha traços de ácido clorogênico, isto é, no limite de detecção de 0,01 %. Consequentemente 90 % dos ácidos fenólicos foram extraídos, identificados e quantificados como derivados de ácido caféico. A quantidade extraída foi detectada completamente no extrato. A perda de massa seca (TS) foi 24 %. Proporções pequenas da massa seca extraída consistiu em materiais de proteína, gordura e mineral. Além de ácidos fenólicos principalmente açúcar, oligossacarídeos e materiais em massa estavam contidos, 63 % dos quais foram extraídos dos quais oligossacarídeos tais como rafinose compõem um máximo de 30 % no caso de extração total. Surpreendentemente portanto, outras substâncias secundárias de planta, em particular ácido fitínico, passam no extrato.

Os ácidos fenólicos foram quase completamente extraídos do grão para moagem e podem ser detectados no extrato. O teor de mineral do grão para moagem aumentou levemente através do tratamento com metanol, ao passo que outras substâncias secundárias foram removidas. A extração com metanol levou à supressão extensiva de substâncias secundárias desagradáveis, em particular os ácidos fenólicos assim como substâncias oleaginosas secundárias. O teor de proteína foi aumentado para mais de 60 % de modo que um concentrado de proteína estável em cor pode ser obtido ou uma produção úmida em seguimento de isolados de proteína de valor alto não é interrompida por polifenóis (ver a cor do isolado de proteína, tabela). Exemplo 2: Prensagem de sementes de girassol descascadas Sementes comestíveis descascadas foram submetidas à remoção de óleo a 40 a 50° C com uma prensa de rosca com três bocais diferentes tendo um diâmetro de 6, 5 e 4 mm respectivamente. As tortas oleaginosas obtidas diferiram em termos de teor de gordura assim como sua estrutura e cor (tabela 2-1). O teor de gordura foi determinado com dois métodos por meio dos quais o método de Büchi (de acordo com Caviezel) indica o teor de gordura total e o método de Soxtherm determina a porção extraível.

Durante a prensagem com o bocal mais estreito a pressão na prensa aumentou consideravelmente de modo que uma torta oleaginosa muito firme com um teor de gordura baixo de aproximadamente 10 % foi obtida. Entretanto, sob estas condições a torta oleaginosa foi mais escura, o que compreende oxidação ou uma reação de Maillard. Na prensagem mais suave com um bocal maior de 5/6 mm o teor de gordura residual foi muito mais alto em aproximadamente 33 e 35 % respectivamente. Entretanto este pode ser reduzido até abaixo de 1 % através de extração subsequente (tabela 2-1). A determinação das propriedades funcionais resultou em uma melhora em solubilidade da proteína assim como capacidade de emulsificação comparado com as sementes iniciais nas últimas duas tortas oleaginosas, isto é, melhor ruptura celular e boa porosidade foram obtidas pela prensagem. A porosidade é perdida com um grau crescente de prensagem. De modo a obter resistência ideal da torta oleaginosa com boa estabilidade mecânica durante a extração subsequente o grau de prensagem por outro lado deveria ser tão alto quanto possível.

Além da geometria do bocal a temperatura de prensagem também afetou o grau de remoção de óleo e a estrutura dos produtos prensados. A resistência dos produtos prensados com uma seção transversal arredondada foi determinada por meio de Analisadores de Textura (TA) em carga de pressão radial com estampa de 75 mm de diâmetro em uma velocidade de estampa de 1 mm/s. A força máxima usada até a ruptura do produto prensado foi medida. A força foi relacionada à superfície carregada de 1 mm de largura e comprimento do produto prensado sob a estampa. O valor médio da pressão de ruptura foi determinado por meio de 20 amostras. Tabela 2-2 Um teor de gordura residual muito baixo de 11 % também pode ser obtido com um bocal grande com um diâmetro de 8 mm (tabela 2-2) se a temperatura foi aumentada até 70° C. Estes produtos prensados exibiram um grau muito alto de estabilidade mecânica, mas tiveram uma densidade de derramamento mais alta e portanto porosidade mais baixa e foram levemente mais escuros em cor do que a torta oleaginosa obtida a 40° C. Quando do uso de temperaturas mais baixas abaixo de 60° C um material quase sólido, mas com porosidade consideravelmente mais alta pode ser obtido (tabela 2-2), que exibiu apenas dano térmico leve e que pode ser muito facilmente extraído. Por outro lado em temperaturas > 70° C dano de proteína distinto e descoloração forte podem ser determinados.

Foi descoberto que com um grau de prensagem de um teor de gordura residual na faixa de aproximadamente 15 % a 25 % de teor de gordura residual, pelotas de torta oleaginosa são obtidas, que apesar da ausência de cascas exibem boa estabilidade mecânica com porosidade ainda suficiente, de modo que sem estruturação ou cominuição adicionais, a remoção de óleo completa é possível na extração subsequente. Surpreendentemente, mesmo depois da remoção de óleo apesar do afrouxamento da estrutura associado com a remoção do óleo, as pelotas ainda exibem estabilidade mecânica suficiente para serem submetidas à extração com um outro solvente e deste modo supressão de substância que não proteína sem queda. Devido à esta estrutura porosa elas exibem propriedades de extração muito favoráveis para extração adicional, isto é, com solvente alcoólico. Deste modo a estruturação ou cominuição antes da extração, que de outro modo normalmente têm que ser realizadas, podem ser dispensadas.

Dependendo da configuração e geometria do dispositivo de prensagem o grau ideal de prensagem é obtido com um teor de óleo residual de aproximadamente 15 % a 25 % (conforme a fig. 2). Foi descoberto que mesmo em temperaturas abaixo de 60° C compactação adequada dos produtos prensados é obtida e ao mesmo tempo as propriedades funcionais e cor das proteínas são de maneira ideal preservadas.

Especialmente, através de prensagem em que um certo teor de gordura residual permanece, as partículas podem ser estruturadas de modo que estruturação ou cominuição subsequentes, que são normalmente realizadas para romper a torta oleaginosa antes da extração, não são mais necessárias. Além de simplificar o processo isto também protege a torta oleaginosa de modo que, entre outras coisas, as propriedades funcionais da proteína e a cor do produto final podem ser melhoradas.

Através do grau reduzido de prensagem as proteínas também são protegidas e as propriedades funcionais da preparação de proteína são melhor preservadas. Ao mesmo tempo uma forma de partícula é produzida que permite extração ideal por meio da qual o teor de óleo residual depois da remoção de óleo pode ser reduzido ainda mais. Isto também contribui para uma melhora na cor da preparação de proteína.

Exemplo 3: Farinhas e concentrados de proteína de semente de girassol obtidos através de remoção de óleo e extração de tortas oleaginosas livres de casca com hexano, scC02 e etanol.

Produção: 1. Descascamento das sementes de girassol e separação em uma fração de semente e casca e uso da fração de semente com um teor de casca de no max. 0,5 % (p/p) 2. Remoção de óleo parcial mecânica a um teor de gordura residual de aproximadamente 36 % por prensagem como no exemplo 2. 3. Remoção de óleo da torta oleaginosa de girassol a) com isoexano em um percolador em temperaturas de no max. 60° C de b) extração com C02 supercrítico em um recipiente pressurizado (para ajustes ver a tabela abaixo). 4. Extração da torta oleaginosa a partir de 2 ou da farinha de proteína de 3 a com etanol e/ou hexano em um aparelho Soxhlet (para ajustes ver a tabela abaixo). 5. Deslocamento do hexano depois da extração 3 a com vapor de hexano superaquecido em um vácuo (< 500 hPa). 6. Deslocamento de hexano adicional de 5 com vapor d’água superaquecido em um vácuo (< 500 hPa). 7. Remoção de resíduos de solvente de 6 através de aquecimento a 60° C em um vácuo (< 500 hPa). O rafinato assim obtido depois é chamado de farinha de proteína. 8. Remoção do solvente depois das extrações 4 em um fluxo de ar na temperatura ambiente de modo a obter concentrados de proteína. 9. Evaporação do álcool e secagem do rafinato obtido na etapa do processo 8 em um evaporador rotativo de modo a obter concentrado de proteína de girassol. 10. Moagem da farinha de proteína de girassol e concentrados da etapa 3 b, 7 ou 9 em um moinho de pino com uma inserção de peneira de 0,5 mm de modo a obter as preparações de proteína de girassol como um pó fino. 11. Uso da farinha de proteína e concentrados de proteína com ou sem cominuição anterior ou subsequente.

As pelotas da prensa de rosca (bocal de 5 mm no exemplo 2) foram depois submetidas à remoção de óleo em dois modos diferentes, 1. com hexano (remoção de óleo e dessolventização em temperaturas abaixo de 60° C) e 2. com CO2 supercrítico. Com hexano a remoção de óleo completa foi obtida, e a extração com C02 a 800 x 105 Pa também foi quase concluída, mas em 285 x 105 Pa em tomo de 20 % menos óleo foi extraído (50° C, 100 kg/kg CO2). Um exame do número ácido dos óleos a partir de ambos os processos de extração não mostrou nenhuma diferença fundamental. Ela também mostrou que as pelotas são muito bem adequadas à extração sem cominuição ou preparação adicionais.

Tabela 3-1 _______________________ Propriedades As farinhas e concentrados de proteína de girassol assim obtidas têm um teor de proteína de pelo menos 50 % (N x 5,6) e uma outra composição assim como propriedades funcionais como apresentado na tabela seguinte. Os concentrados de proteína de girassol assim obtidos (n2 6 a 8) são livres de componentes de aroma de girassol inerente. A farinha (n2 2) ainda teve um certo sabor de girassol com sabor de nozes inerente. Depois da moagem e peneiração simples (< 263 mm) ela foi usada para emulsificar uma maionese para salada isenta de ovo que foi comparavelmente tão homogênea e estável quanto com um isolado de proteína de planta e foi avaliada como boa em termos sensoriais. A cor da farinha de proteína de girassol livre de casca e dos concentrados de proteína de girassol é particularmente atraente, isto é, neutra, e tem os valores seguintes de acordo com CIE-L*a*b*: Exemplo 4: Farinha de proteína de semente de girassol a partir de semente de girassol descascada, submetida à remoção de óleo com propriedades modificadas através de ajuste do tamanho de partícula.

Neste exemplo a modificação das propriedades funcionais da preparação de proteína de girassol com preparação de tamanho de partícula subsequente foi investigada.

Produção 1. Descascamento das sementes de girassol e separação em uma fração de semente e casca. 2. Remoção de óleo parcial mecânica a um teor de gordura residual de aproximadamente 36 % por prensagem, ver o exemplo 2. 3. Remoção de óleo da torta oleaginosa de girassol com isoexano em um percolador em temperaturas de no max. 60° C. 4. Deslocamento do hexano com vapor de hexano superaquecido em um vácuo (< 500 hPa). 5. Deslocamento de hexano adicional com vapor d’água superaquecido em um vácuo (< 500 hPa) 6. Remoção de resíduos de solvente através de aquecimento a 60° C em um vácuo (< 500 hPa). O rafinato assim obtido depois é chamado de farinha de proteína. 7. Inspeção, peneiração e/ou moagem do concentrado de proteína em um moinho de pino ou martelo de modo a obter frações com uma distribuição de tamanho de partícula diferente e deste modo modificar as propriedades funcionais. 8. Uso das farinhas e concentrados de proteína de proteína com ou sem cominuição prévia ou subsequente. A farinha submetida à remoção de óleo (nfi 2) foi apenas peneirada (< 263 mm) e usada diretamente para emulsificar uma maionese para salada isenta de ovo que foi comparavelmente tão homogênea e estável quanto uma com uma proteína vegetal isolada. O sabor e a textura podem ser melhorados ainda mais se a farinha foi moída.

Através de processamento em termos de tamanho de partícula como realizado na última etapa 7, as propriedades funcionais das preparações de proteína de semente de girassol podem ser mudadas. Para reduzir o tamanho de partícula, além de moagem pura seleção visual de peneiração, possivelmente em combinação com moagem foram usadas. Com a partícula decrescente a hidratação tendeu a ser aumentada, no caso do concentrado de proteína de girassol também a capacidade de emulsificação, ao passo que a capacidade de ligação de óleo diminuiu levemente ou raramente mudou. As preparações com uma distribuição de tamanho de partícula homogênea exibem maior hidratação. Mostrada como sendo particularmente vantajosa para aumentar a hidratação foi uma combinação de ffacionamento e cominuição. Especialmente é possível modificar o perfil funcional por via de processamento específico da distribuição de tamanho de partícula.

REIVINDICAÇÕES

Claims (28)

1. Método para obter preparações de proteína a partir de sementes de girassol caracterizado pelo fato de compreender pelo menos as etapas seguintes: - descascamento da semente de girassol a um teor de casca residual de < 5 % em peso ou fornecimento de sementes de girassol descascadas com um teor de casca residual de < 5 % em peso, - remoção de óleo parcial mecânica das sementes de girassol descascadas através de prensagem, - realização de uma ou mais etapas de extração com pelo menos um solvente através do qual uma farinha desengordurada contendo proteína é obtida como uma preparação de proteína, por meio da qual pelo menos uma das etapas de extração realiza remoção de óleo adicional das sementes de girassol descascadas parcialmente submetidas à remoção de óleo, - por meio da qual a remoção de óleo mecânica é realizada até um teor de gordura ou óleo das sementes de girassol descascadas em uma faixa de 10 a 35 % em peso, e - em que ditas uma ou mais etapas de extração são realizadas com uma torta oleaginosa obtida através da dita prensagem.

2. Método de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a remoção de óleo parcial é realizada até um teor de gordura ou óleo das sementes de girassol descascadas, em que a torta oleaginosa é obtida através de prensagem com uma espessura na faixa de 0,2 a 4 cm, preferivelmente na faixa de 0,5 a 2 cm.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2 caracterizado pelo fato de que a remoção de óleo parcial é realizada a um teor de gordura ou óleo das sementes de girassol descascadas na faixa de 12 a 25 % em peso, preferivelmente na faixa de 17 a 25 % em peso.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3 caracterizado pelo fato de que a remoção de óleo parcial produz tortas oleaginosas na forma de filamentos com uma seção transversal aproximadamente arredondada com um diâmetro entre 0,4 e 4 cm, preferivelmente na faixa de 0,5 a 2 cm, ou uma seção transversal angular com um comprimento de borda entre 0,4 e 4 cm, preferivelmente na faixa entre 0,5 e 2 cm em pelo menos uma dimensão, as dita tortas oleaginosas tendo uma resistência à ruptura de 2 a 10 N/mm2, melhor 4 a 8 N/mm2.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4 caracterizado pelo fato de que o descascamento das sementes de girassol ocorre até um teor de casca residual de < 1 % em peso, ou sementes de girassol descascadas com um teor de casca residual de < 1 % em peso são fornecidas.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5 caracterizado pelo fato de que as sementes de girassol comestíveis são usadas.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6 caracterizado pelo fato de que a temperatura das sementes de girassol descascadas é mantida entre 10° C e 80° C durante a remoção de óleo parcial e remoção de óleo adicional.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7 caracterizado pelo fato de que a temperatura das sementes de girassol descascadas é mantida a < 70° C , preferivelmente a < 60° C durante a remoção de óleo parcial e remoção de óleo adicional.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8 caracterizado pelo fato de que a remoção de óleo parcial e uma ou mais etapas de extração são realizadas o grau de desnaturação das proteínas na farinha desengordurada contendo proteína é no max. 40 %, preferivelmente entre 10 % e 30 %.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9 caracterizado pelo fato de que as várias etapas de extração compreendem uma combinação de pelo menos uma etapa de extração lipofílica com um solvente lipofílico e pelo menos uma etapa de extração hidrofílica com um solvente hidrofílico.

11. Método de acordo com a reivindicação 10 caracterizado pelo fato de que através da etapa de extração hidrofílica substâncias que não de proteína são suprimidas da farinha contendo proteína e as proteínas permanecem basicamente não dissolvidas (isto é, com um máximo de 10 % de perda de proteína), por meio do qual um solvente aquoso-alcoólico com uma porção de álcool entre 600 e 800 mililitros de álcool por litro de solvente é usado como o solvente hidrofílico.

12. Método de acordo com a reivindicação 10 ou 11 caracterizado pelo fato de que várias etapas de extração hidrofílica com um solvente contendo álcool são realizadas onde em pelo menos uma transição de uma etapa de extração hidrofílica para a seguinte o teor de álcool no solvente contendo álcool é aumentado.

13. Método de acordo com a reivindicação 12 caracterizado pelo fato de que um teor de água residual depois da primeira etapa de extração hidrofílica é 20 a 30 % e este é reduzido para 5 a 10 % através de uma outra extração com um solvente hidrofílico.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13 caracterizado pelo fato de que a farinha contendo proteína é mudada em termos ou tamanho de partícula ou separada por tamanho de partícula ou densidade de partícula de modo a modificar as propriedades funcionais da farinha contendo proteína.

15. Método de acordo com a reivindicação 14 caracterizado pelo fato de que o tamanho de partícula da farinha contendo proteína é reduzido para < 500 pm ou uma fração com este tamanho de partícula é separada.

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 15 caracterizado pelo fato de que os solventes que permanecem no resíduo de extração são removidos aplicando-se um vácuo em temperaturas abaixo de 70° C.

17. Método de acordo com a reivindicação 16 caracterizado pelo fato de que um vácuo de 200 a 800 hPa e temperatura de 40 a 65° C são estabelecidos.

18. Preparação de proteína, caracterizada pelo fato de que é produzida a partir de sementes de girassol, com um teor entre 50 % e 70 % (N x 6.25) em relação à massa seca, um teor de fibra bruta que relacionado à massa seca está entre 5 % e 40 %, um teor de gordura que relacionado à massa seca é abaixo de 5 %, determinado usando o método de Büchi de acordo com Caviezel; por meio da qual a preparação de proteína tem uma luminosidade L* determinada de acordo com a medição de cor CIE-L*a*b* de pelo menos 70, valores para a* e b* de acordo com a medição de cor CIE- L*a*b* estão na faixa de -5 < a* < +5, -5 < b* < +20, e exibe pelo menos propriedades funcionais de hidratação, emulsificação e ligação de óleo, por meio da qual a hidratação da preparação de proteína determinada de acordo com o método de determinação de AACC é pelo menos 2 ml/g de massa seca, e/ou a ligação de óleo determinada de acordo com o método de determinação de ligação de gordura é pelo menos 1 ml/g, por meio da qual a solubilidade da proteína determinada de acordo com os métodos de determinação de PNG é entre 30 % e 60 %, e, por meio da qual a preparação de proteína tem uma composição de aminoácido que substancialmente equivale a uma composição de aminoácido das sementes de girassol usadas para a preparação.

19. Preparação de proteína de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que por meio da qual a luminosidade L* é pelo menos 80, preferivelmente pelo menos 85 e particular e preferivelmente pelo menos 90 e/ou os valores para a* e b* de acordo com a medição de cor CIE-L*a*b* estão na faixa de -3 < a* < +3, -2 < b* < +15 e preferivelmente na faixa de -1 < a* < +1, 0 < b* < +10.

20. Preparação de proteína de acordo com a reivindicação 18 ou 19 caracterizada pelo fato de que por meio da qual a hidratação da preparação de proteína é pelo menos 3 ml/g e/ou a ligação de óleo determinada de acordo com o método de determinação de ligação de gordura, é pelo menos 4 ml/g e/ou a capacidade de emulsificação, determinada de acordo com o método de medição de condutividade previamente definido é pelo menos 400 ml de óleo por grama, preferivelmente pelo menos 500 ml de óleo por grama.

21. Preparação de proteína de acordo com pelo menos uma das reivindicações de 18 a 20 caracterizada pelo fato de que por meio da qual a preparação de proteína exibe uma solubilidade da proteína determinada usando o método acima de acordo com Morr, que é maior do que 40 %, preferivelmente maior do que 50 %.

22. Preparação de proteína de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 21, caracterizada pelo fato de que por meio da qual a preparação de proteína tem pelo menos uma das propriedades de formação de espuma seguintes: a atividade da espuma corresponde a pelo menos 50 % da atividade da espuma de claras de ovos de galinha, a densidade da espuma corresponde a pelo menos 50 % e/ou no máximo 200 % da densidade da espuma de claras de ovos de galinha batidas, a estabilidade da espuma corresponde a pelo menos 80 %, preferivelmente pelo menos 90 % e particular e preferivelmente pelo menos 100 % da estabilidade da espuma de clara de ovo de galinha batida determinada depois de bater em um processador de alimentos Hobard como descrito acima.

23. Preparação de proteína de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 22, caracterizada pelo fato de que por meio da qual a preparação de proteína tem um teor de gordura que relacionado à massa seca é abaixo de 2 %, preferivelmente abaixo de 1 % determinado usando o método de Büchi de acordo com Caviezel.

24. Preparação de proteína de acordo com qualquer uma das reivindicações de 18 a 23, caracterizada pelo fato de que por meio da qual a preparação de proteína tem pelo menos um teor, preferivelmente todos os teores seguintes de substâncias: teor de ácido fitínico, relacionado à massa seca, de abaixo de 10 %, preferivelmente abaixo de 2 %, particular e preferivelmente abaixo de 1 teor de oligossacarídeo, relacionado à massa seca, de abaixo de 10 %, preferivelmente abaixo de 5 %, particular e preferivelmente abaixo de 2 %, teor de ácido fenólico, relacionado à massa seca, de abaixo de 8 %, preferivelmente abaixo de 3 %, particular e preferivelmente abaixo de 0,5 %.

25. Preparação de proteína, caracterizada pelo fato de que tem um teor de proteína entre 50 e 70 % (N x 6.25) na massa seca obtida por um método como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 17.

26. Uso da preparação como definida em qualquer uma das reivindicações de 18 a 25, caracterizado pelo fato de ser como um ingrediente em produtos alimentícios e rações para animais.

27. Uso da preparação como definida em qualquer uma das reivindicações de 18 a 25, caracterizado pelo fato de ser como um ingrediente tecnofuncional em produtos alimentícios e rações para animais para o propósito de emulsão ou estabilização de espuma ou para melhora da textura.

28. Produto, caracterizado pelo fato de que está na forma de uma farinha de proteína de semente de girassol, um concentrado de proteína, um isolado de proteína com um teor de proteína de pelo menos 90 %, relacionado à massa seca, um produto alimentício, uma ração para animal, mais particularmente alimento para peixe, um ingrediente para produtos alimentícios e/ou rações para animais, ou um produto cosmético produzido com um produto de proteína de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 25 e/ou com uma preparação de proteína obtida com o método como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 17.