CZ20001226A3 - Způsob úpravy a zpracování lupinových semen obsahujících alkaloidy, oleje a proteiny - Google Patents

Abstract

Způsob úpravy a zpracování lupinových semen, pro výrobu produktů z lupinových semen pomocí specifické frakcionace spočívá v kombinaci následujících kroků: rozmělňování a/nebo tvarování lupinových semen na destičkovité vločky, nepřímé zavádění tepla do destičkovitých vloček s dalekosáhlým vyloučením vody, odolejování vloček zaváděním rozpouštědla pro získání lipidů a vloček se sníženým obsahem lipidů, odstraňování hořkosti u vloček se sníženým obsahem lipidů pomocí vodného postupu odstraňování hořkosti za účelem získání vyčištěného produktu se sníženým obsahem alkaloidů a vodného extraktu.

Description

Způsob úpravy a zpracování lupinových semen obsahujících alkaloidy, oleje a proteiny

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu úpravy a zpracování lupinových semen, obsahujících alkaloidy, oleje a proteiny, pro výrobu produktů lupinových semen pomocí selektivní frakcionace.

Dosavadní stav techniky

Proteiny jsou považovány za suroviny pro potravinářský a potraviny zpracovávající průmysl a jsou používány pro četné aplikace v průmyslové chemií, např. pro výrobu pojiv Či lepidel, emulzí pro fotografické vrstvy, jakož i kosmetiku, přičemž jsou jmenovány jen některé z nich.

Jelikož proteiny jsou podstatnou složkou živočichů a rostlin, jsou obnovitelnými přírodními surovinami, které mohou být vyráběny v průmyslovém měřítku, např. z mléka, sójových bobů a pšenice. Lupinová semena, resp. semena vlčího bobu, která jsou podobná sójovým bobům ve svém složení vzhledem k hladině proteinů, procentovému množství surových vláken a olejů, jsou významné zejména pro výrobu proteinů. Pěstování lupinů a zpracovávání lupinových semen pro výrobu žádoucích proteinových produktů jsou proto zvlášť zajímavé, protože lupiny mohou být pěstovány v oblastech, které nejsou vhodné pro sójové boby, jako např. v západní Evropě nebo Austrálii.

• 0 » · » ·

000 0

Přímé používání lupinových produktů, zejména pro potravinářské aplikace, je omezeno kvůli rostlinám vlastním charakteristickým hořkým látkám, tzv. alkaloidům, a v případě tzv. hořkých lupinu, které jsou vhodné z kultivačního hlediska, jsou dokonce úplně vyloučeny. Při zpracovávání lupinových semen je proto nutné vyloučit alkaloidy, aby byly získány produkty pro použití jako potravinářské produkty. Současně mohou být extrahované alkaloidy selektivně používány jako aktivní složky v zemědělství a farmacii, což dává kompletní využívání íupinů, resp. hořkých lupinu, což je nesmírně zajímavé rovněž z ekonomického hlediska.

Z německého patentu DE 537.265, který byl publikován již v roce 1931, je např. zřejmý způsob pro užitečné zužitkování Íupinů s odstraněním jejich hořkosti postupnou extrakcí vodnými roztoky. Toto zbavování hořkosti je prováděno postupnou extrakcí lupinových štěpin ve vlhkém stavu, přidáním příslušné kyseliny a následným rozpuštěním solí vznikajících v kyselé lázni.

Kromě toho dokument WO 83/00419 ukazuje způsob a zařízení pro eliminaci charakteristických hořkých látek z hořkých lupinových semen, podle nichž jsou lupiny ve velmi jemně mleté formě podrobeny protiproudně proplachování roztoky lupinových extraktů o různých koncentracích, přičemž jako rozpouštědlo je použita voda.

• 9 9 9 9 9 9 9 9 • · · · 9 9 9 • 9 · · · 9 9 · tt 9 9 9 9 9 · 99 • 9 9 9 9

990 99 99 999

Zlepšený způsob odstraňování hořkosti lupinových semen může být nalezen v dokumentu WO 97/12524. jenž uvádí počáteční drcení lupinových semen, čímž se vytvoří hrubému písku podobné granule mající průměr mezi 200 až 600 pm, a pak tepelné zpracování rostlinných semen, čímž se dosáhne selektivní deaktivace enzymů přítomných v rostlinných semenech. Tepelný účinek je vytvářen přímo pomocí předhřívací techniky, tj. přímým zaváděním horké páry do rozdrcených či rozmělněných semen. Po této předehřívací operaci jsou rostlinná semena podrobena postupu odstraňování hořkosti, což zahrnuje dva kroky, přičemž první extrakění krok má za následek separaci alkaloidů a jiných nevýživných látek. Nakonec jsou rostlinná semena míchána s čerstvou pitnou vodou jako rozpouštědlem v kyselém prostředí v rámci protiproud né extrakce. Tato směšovací operace může být přednostně prováděna v několika stupních, dokud není vytvořen extrakt obohacený nevýživnými látkami a vyluhovatelný vyčištěný produkt, který je bohatý na proteiny a stelivo či objemové krmivo. Vyčištěný produkt vyrobený z prvního extrakění ho kroku je ve druhém kroku přidán s vodou jako rozpouštědlem do alkalického prostředí. Jako výsledek extrakce ve druhém kroku jsou vytvářeny jak vyčištěný produkt příslušnými surovinami, tak proteinové mléko proteiny.

obohacený obohacené

Všechny předem popsané způsoby odstraňování hořkosti jsou založeny na společném cíli, tj. za prvé na výrobě proteinů v nejěístŠí možné formě a za druhé získávání co nejúplněji hořkosti zbavených surovin pro potravinářský průmysl nebo průmysl pro zpracovávání potravin.

• · 0 ·· 0000 » · 0 » 0 0 0 0

00 » 0 0 4 » 0 0 1

Výše popsané způsoby s sebou však nesou rovněž různé podstatné nevýhody: na jedné straně rostlinná semena, a obzvlášť lupinová semena, mají procentové množství olejů zhruba 10 až 15%, které obsahují nejen čistý olej, jako např. trigly cerín, ale rovněž lipofilní s e kund ární složky, jako jsou karotenoidy, lecitiny nebo lipofilní alkaloidy. Zejména tyto poslední složky mohou být vyluhovány známými způsoby odstraňování hořkosti jen nedostatečně, takže hořkosti zbavené konečné produkty obsahují nevyhnutelné zbytkové složky lipofilních alkaloidů.

I když Známý způsob podle WO 97/12524 poskytuje deaktivaci enzymů přítomných v rostlinných semenech, což předchází postupu zbavování hořkosti, čímž výskyt enzymatické oxidace přítomných nenasycených mastných kyseliny během skladování hořkosti zbavených produktů z tohoto postupu může být vyloučen, Čímž by např. mastné kyseliny daly vzniknout žluklému zápachu, což by bylo nevýhodné pro použití v potravinářském sektoru; avšak tato deaktivace je prováděna že rostlinná semena jsou i když jsou dané enzymy přede hřívá ním, což znamená podrobena horké páře, což, deaktivovány, je rovněž nevyhnutelně škodlivé pro akumulované proteiny tak, že tyto ztrácejí svou přirozenou formu a vlastnosti.

Konečně formování rozdrcených či rozmělněných lupinových semen také přispívá k úspěchu daného způsobu odstraňování hořkosti. Např. tvar granulí ve formě hrubého písku navržený ve W’O 97/12524 je nevhodný, pokud obklopuje poměrně velký objem, z něhož jednotlivé složky, které mají být extrahovány,

0 00 0 • 0 • 9 •

• 9 0 » · musí být eliminovány, což znamená, že látky, jež mají být extrahovány, mohou opustit složky lupinových semen ve tvaru hrubého písku, které mají být zbaveny hořkosti, tím méně snadno, čím větší je vzdálenost z vnitřku daného objemu k vnějšku každé granule ve tvaru hrubého písku. Na druhé straně je ve WO 83/00419 navrženo rozmělňovat lupinová semena, jež mají být zbavena hořkosti, tak, aby vytvořila ultrajemnou moučku mající zrnitost mezi 1 gm až 50 Lim, což však dává vzniknout problémům v inženýrských postupech, kdy jsou odlučovány kapalná a pevná fáze kvůli jemnému rozmělnění lupinových semen za účelem vytvoření moučky, i když jednotlivé extrakční dráhy uvnitř „prašného zrna“ jsou udržovány velmi malé. To vyžaduje složité filtrační kroky, jež jsou nákladné z hlediska inženýrských činností a jež obsahují podstatný faktor co do nákladů a času v průmyslové aplikaci.

Podstata vynálezu

Tento vynález je založen na problému navržení způsobu úpravy a zpracování lupinových semen, obsahujících alkaloidy, oleje a proteiny, pro výrobu produktů z lupinových semen pomocí selektivní frakcionace takovým způsobem, aby produkty, proteiny v nejčistší formě a také příslušné suroviny (objemové krmivo), mohly být zbaveny charakteristických hořkých látek co nejúplněji, zatímco provozní kroky, jež budou jeden za druhým realizovány, by měly vyžadovat nejmenší možné průmyslové výlohy. Na jedné straně musí být věnována zvláštní pozornost skutečnosti, že proteiny, jež jsou upravovány, musí zůstat nezměněny ve své přirozené formě, zatímco enzymy obsažené • 0 0 ·· ···· · · · · • · · · · · · · 0 · · • · · · · · « 0 · 0 0 0 • 0 0 0 0 » 0 0 0 0 00 0 • 0 0» ·····'

00« 00 »» ··· *· 00 v lupinových semenech jsou deaktivovány, a zejména lipofilní alkaloidy musí být extrahovány většinou velkou měrou úplně co možná nejmírnějším způsobem. Daný způsob je zamýšlen tak, aby obsahoval nejjednodušší, vzájemně přizpůsobené kroky příslušného postupu pro podstatné zlepšení stupně doposud dosahovaného odstraňování hořkosti lupinových semen, nebo zmenšil podstatně výdaje na inženýrské činnosti při stejném výsledku v odstraňování hořkosti.

Ve shodě s předloženým vy nálezem, ve způsobu úpravy a zpracovávání lupinových semen, obsahujících alkaloidy, oleje a proteiny, pro výrobu produktů z lupinových semen, které mohou mít bud’ pronikavou chuť, ízv. hořké lupiny, nebo jsou chudé z hlediska charakteristických hořkých vlastností, jsou pomocí selektivní frakcionace prováděny následující kroky daného způsobu:

Nejprve jsou lupinová semena oloupána a dané slupky jsou o dděl eny. Pro další kroky daného způsobu je zvlášť výhodné před nebo během loupání roztřídit lupinová semena podle tvaru a velikosti. Pro tento postup mohou být pro realizaci třídicí operace použita síta o patřičné velikosti ok. Loupači operace je prováděna tzv. studeným pochodem, v němž jsou lupinová semena rozpůlena a následně zbavena jejich slupek. Pak je masité jádro semen rozdrceno či rozmělněno, resp. tvarováno tak, aby se vytvořily destičkovité vločky, které jsou vystaveny v této formě nepřímému zavádění tepla, když voda je převážnou měrou vyloučena. Tyto vločky jsou přednostně tvořeny • ·· fefe ·«♦· fefe fefe • · · · · · · «fefefe ·* * · ···· · fefe · • fefefefe· fe fefefe fefe fe • fefefe fefefefe· ··· fefe fefe fe·· ·· fefe pomocí vločkovacích válců, které mají vlastní teplotu pod denaturační teplotou lupinových proteinů, tj. méně než 40°C.

Vzhledem k mírnému nepřímému zavádění tepla jsou enzymy obsažené v lupinových semenech deaktivovány, zatímco proteiny si stále ještě převážnou měrou uchovávají svůj původní tvar a své funkční vlastnosti, jelikož nepřicházejí do přímého kontaktu s vodou, což by způsobilo poškození přirozených vlastností těchto proteinů.

Ve shodě s tímto vynálezem jsou vločky nyní podrobeny selektivnímu odolej ovacímu postupu, v němž je použito příslušné rozpouštědlo, přednostně hexan, které umožňuje extrakci lipidů obsažených v destičkovítých vločkách. Zejména se extrahované lipidy vztahují rovněž ke všem lipofiíním alkaloidům obsaženým v lupinových semenech, jež mohou být izolovány odolejováním tak, že pouze lipofilní alkaloidy jsou stále ještě přítomny jako charakteristické hořké látky v hexanem nasáklých destičkovítých vločkách, které mohou být pak extrahovány v následném pochodu odstraňování hořkosti. Pak jsou benzeny přednostně mírně odstraňovány z moučky napuštěné hexanem, např. pomocí nadkritického hexanu.

To, co se ukázalo jako zvlášť vhodné, je nepřímé tepelné zpracování odolejovaných vloček, což může být provedeno např. pomocí tepelné pánve Či žlabu.

• · · «· · <

··· • ··· • « ·«· ··

Μ ·♦·· • ···· « · · • · · • · · » · ·· ·· • ·· · • · · « • ·· · • ·· · •» ··

Pro odstraňování hořkosti destičkovitých vloček, jež jsou zbaveny benzenu a mají redukovaný obsah lipidů, jsou tyto vločky podrobeny vodnému frakcionacnímu postupu skládajícímu se v podstatě ze dvou stupňů:

Zpočátku jsou odolejované vločky uváděny do vodného kyselého prostředí, kde jsou rozpuštěny všechny ty látky, jež jsou obsaženy v daných vločkách a mohou být rozpouštěny v kyselé oblasti. Jako výsledek je získán kyselý vodný extrakt, který obsahuje zejména alkaloidy a také hořkosti zbavený vyčištěný produkt, nerozpustný v kyselém prostředí, jenž se skládá v podstatě z vločkového materiálu.

Takto extrahované vločky, k nimž se odkazuje rovněž jako k moučce, pak mohou být podrobeny další následné extrakci, která je zaměřena na výrobu izolovaných proteinů nebo příslušných zahuštění. V následné extrakci jsou obsaženy rovněž vodné systémy, které mohou být připojeny v několika následných stupních. Pevná a kapalná fáze mohou být odděleny pomocí dekantace, která poskytuje proteinový extrakt a také z hlediska obsahu proteinů vyčerpané extrakty nebo jejich části jako produkt, s proteinovou frakcí zbývající ve zbývající vločkové látce, jež je schopna toho, že bude řízena pomocí specifických podmínek daného způsobu, jako jsou hodnota pH, doba a teplota extrakce.

Je-li vyčištěný produkt, nerozpustný v kyselinách, uveden do vodného alkalického prostředí, v němž jsou rozpuštěny

00 ·0 00·· 00 ·· ♦ ··· 0 0 0 · 0 0 0

0 0 0000 0 00 · « 000 00 0 000 00 0 • 0 00 0 000*

0·0 0· ·· 000 ·· 00 všechny ty látky, které se rozpouštějí v alkalické oblasti, tj. při hodnotách pH vyšších než 7.5, je získán vyčištěný produkt se sníženým obsahem alkaloidů jako konečný výsledek, který je k dispozici okamžitě po druhém kroku daného postupu, přičemž vy čiš t ěný produkt je zbaven jak jakýchkoliv lipofilní ch alkaloidů, tak alkaloidů rozpustných v kyselém prostředí.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude popsán dále, bez jakéhokoliv omezení obecné vynalézavé myšlenky, příkladnými ztělesněními s odkazem na daný výkres, v němž:

obr. 1, 2 představují schématický pohled na daný způsob odolejování a odstraňování hořkosti lupinových semen obsahujících alkaloidy.

Příklady provedení vynálezu a průmyslová využitelnost

Obr. 1 je schématickým blokovým diagramem prvních 3 stupňů daného způsobu. V prvním stupni 100 jsou připravena lupinová semena, ve druhém stupni způsobu 200 je prováděno odolejování a odstraňování hořkosti probíhá ve třetím stupni daného způsobu 300.

Lupinová semena jako surovina jsou počátečním bodem daného způsobu, kdy jsou v přípravném stupni drcena či rozmělňována a loupána. Lupinová semena, která jsou tímto způsobem « ·· · « ·« • toto* ··* · · » · • to · v >··· · 4 · « • ····* « ··· ·· · to · toto · · to to to ··· to* to· «· to ·· ·· oddělena, jsou pak formována do vloček, přednostně v následné válcovací operaci, což znamená, že lupinová semena jsou slisována tak, aby vytvořila fragmenty semen, jež mají typickou destičkovitou tloušťku mezi 300 a 400 μιη. Již během válcovací operace může byt do lupinových semen selektivně a nepřímo uváděno teplo tím, že se ohřívají použité válce či válečky. Kromě toho mohou být použity tepelné pánve, na nichž mohou lupinová semena přicházet. Následkem tohoto zavádění tepla jsou základní enzymy semen deaktivovány tak, že pozdější pochody enzymatické oxidace tuků, jež mohou vést ke žluklým pachům, mohou být předem znemožněny. Lupinové semeno, jež je tvarováno tak, aby vytvořilo příslušné vločky, a jež bylo kromě toho enzymaticky deaktivováno, je nyní přeneseno do následného odolejovacího pochodu 200, v němž jsou vločky vystaveny působení hexanu jako rozpouštědlu pro extrakci jakýchkoliv lip ofilní ch látek, jako jsou např, triglyceríny a surové lecitiny, ale zejména lipofilní alkaloidy. Toto se typickým způsobem provádí v kontinuálním nebo rotačním extraktoru. Kapalná fáze je podrobena destilačnímu pochodu, v němž je nejprve regenerován hexan jako použité rozpouštědlo a jímž je hexan dán k dispozici pro opětovné použití, a za druhé extrahovaný surový olej R může být čištěn λ/ další rafinační operaci, která na daném obrázku není ilustrována. Kromě toho pří použití áčeíonu íuužc pokračovat čištění surových lecitinů.

Hexanem napuštěné odolejované vločky, jež jsou přítomny po extrakčním pochodu v odolejovacím stupni 200, jsou izolovány • 44 »4 Τ··· ·* ··

44 · * * 4 4 4 4

4 4 4*44 A 4 4 4

444 4 4 · 444 44 4

4 44 4 4444 • 44 44 4* 4 · 4 4« 44 co nejmírnéji z daného rozpouštědla, tj. jsou zbaveny rozpouštědla. V tomto pochodu je zvlášť podstatné, aby rozpustnost proteinů byla udržována co nejdále na průmyslové úrovni, nebo aby mohla být selektivně modifikována. Nakonec jsou hexanem nasáklé vločky zbaveny rozpouštědla za podmínek nízkého obsahu vody, např. použitím přehřátého rozpouštědla.

Takto ' připravená odolejovaná vločkovitá či šupinkovitá lupinová semena jsou nyní pří pochodu odstraňování hořkosti 300 zbavena jakýchkoliv alkaloidů, jež jsou stále ještě obsaženy v lupinových semenech. Zbavování lupinu hořkosti je prováděno způsobem, jenž je známý sám o sobě, v několika stupních ve vodném pochodu, v němž může extrakce alkaloidů probíhat kontinuálně, k vasikontinuálně nebo diskontinuálně, jak je vidět na obr. 1.

Nejprve jsou odolejované vločky uváděny do kyselého prostředí, v němž jsou rozpouštěny všechny ty látky a zejména alkaloidy, jež jsou rozpustné ve vodném kyselém prostředí, které má přednostně nižší teplotu než je teplota místnosti. Tento stupeň operace je prováděn v několika stadiích, jak lze vidět v postupu k odstraňování hořkosti 300 na obr. 1. V každém stadiu pochodu je prováděna příslušná izolace vodného extraktu, který je přítomen v tomto stadiu z vyčištěného produktu nerozpustného v kyselé oblastí, přednostně odstředěním pomocí příslušného dekantéru (usazováku). Nakonec je dekantér ochlazen a propláchnut vodou nebo vodným extraktem v oblasti odlučovače či lapače pevných látek.

* ·· 00 0000 0· ·· «··· · * j «000

0 0 0 000 » I « «

0 00 0 0 0 000 ·0 0 • 0 00 « 0·0·

000 00 00 «00 0· *·

Realizace selektivní recyklace vodného extraktu z jednoho stadia postupu do bezprostředně předcházejícího stadia pochodu a doplňující nebo alternativní selektivní vytlačování vodného extraktu z příslušného stadia způsobu za účelem zvětšení koncentrace vyčištěného produktu, nerozpustného v kyselé prostředí, se ukázaly jako zvlášť výhodné pro zlepšenou izolaci vodného extraktu z vyčištěného produktu, nerozpustného v kyselé oblasti.

Např. je možné nastavit selektivně poměr mezi vyčištěným produktem, nerozpustným v kyselé oblasti, a vodným extraktem na hodnotu menší než 10:1 v příslušném stadiu pochodu, např. v prvním stadiu, přimíšením jedné části vodného extraktu z bezprostředně následujícího kroku daného způsobu, např. vodného extraktu z druhého stadia tak, aby bylo dosaženo příslušné koncentrace složek rozpuštěných ve vodném extraktu, která je co nej vyšší. Podobně může být nastaven poměr mezi vyčištěným produktem, nerozpustným v kyselém prostředí, a vodným extraktem, např. v druhém stupni postupu, na hodnotu větší než 10:1 tím, že se v tomto stadiu postupu oddělí jedna část vodného extraktu. A tak koncentrační gradienty látek, které budou rozpouštěny, mohou být zvětšovány uvnitř kapalné fáze, zatímco je urychlována daná extrakce. Pro oddělení této jedné části vodného extraktu je použit příslušný dělič toku. Oddělený parciální tok může být použit pro další aplikace nebo může být vyřazen.

• 4

4

4

444 4 *

« · ·

444·

4 4

4 4 4 4

4 4

4 4 • · 4 · 4

44 • 4 4 4 «4 4

4 4 4 ♦ · 44

Takto zpracované vločky pak přicházejí ke stupni extrakce proteinů 400 podle obr. 2, v němž jsou vločky např. vystaveny alkalickému prostředí udržovanému na teplotách vyšších než je teplota místnosti, přednostně mezi 35°C až 45°C, zatímco je prováděna frakcionace mezi vyčištěným produktem a proteinovými extrakty. Srážení proteinů z proteinového extraktu může být prováděno v kyselém prostředí. Syrovátka produkpvaná během srážení proteinů, která má hodnotu pTI odpovídající hodnotě pH kyselého prostředí pro odstraňování hořkosti lupinových semen uvnitř stupně pro toto odstraňování 300, může být opět recyklována do pochodu zbavování hořkosti 300 v uzavřeném okruhu. Syrovátka produkovaná během frakcionace a rovněž proteinové sraženiny obsahují více než 85% proteinů v pevném stavu, přičemž syrovátka je přednostně produkována pomocí příslušného dekantéru. Pak je takto vyrobená syrovátka podrobena následnému přečištění usazováním v příslušném odlučovači a tepelnému zpracování. Syrovátka byla přednostně přečištěna po druhé v odlučovači.

Takto dvakrát přečištěná syrovátka je recyklována opět do daného postupu, s produkovanými pevnými látkami z prvního odlučování v proteinové větvi, jež je dále zpracovávána, zatímco pevné látky produkované v druhém odlučování jsou separovány.

Zbytek s redukovaným obsahem proteinů procházel jako tok látky do stupně zpracovávajícího příslušné surové materiály, kde vy čištěný produkt je získáván v oblasti zařízení ke zpracovávání surovin 6 00, kde jsou vločky neutr ali z ovány

9

9

999

4

944

999 9 ·

4 9 4 4 9

4 9

4 94 4

44

4 9 9

4 9 4

9 9 9

4 9 9

4 44 příslušnou dodávkou kyseliny a jsou pak sušeny. Na druhé straně proteinový extrakt produkovaný během stadia srážení proteinů může poskytovat proteinový produkt přímo příslušnou neutralizací s přidáním alkalického prostředí a následným sušením. Jako alternativa je možné modifikovat funkční vlastnosti příslušných částí proteinového extraktu v kroku daného způsobu 500 vhodnou tepelnou úpravou nebo selektivní aplikací vysokofrekvenčních polí, z čehož vyplyne po vysušení vyčištěný proteinový produkt.

Kromě dosažení produktů z vyčištěného produktu, což odpovídá předběžné úpravě, a také proteinových produktů mohou být rovněž charakteristické hořké extrakty selektivně odvozeny z pochodu odstraňování hořkosti a jsou také produkovány ve formě extraktu obsahujícího charakteristické hořké látky, např. v obecném rámci stupně 700 zpracovávajícího hořký extrakt. Nakonec jsou hořké extrakty odlučovány selektivně z pochodu odstraňování hořkosti 3 0 0, který po vhodných úpravárenských krocích, jako jsou separace jemné látky, neutralizace a koncentrace odpařováním, dává vzniknout konečnému produktu.

Lze rovněž míchat extrakt obsahující charakteristické hořké látky se slupkami odstraněnými v kroku 100 daného způsobu. Takto produkovaný a na slupky fixovaný extrakt může být pak sušen. Základní aspekt předloženého vynalézavého způsobu úpravy a zpracování lupinových semen, obsahujících alkaloidy, oleje a proteiny, spočívá ve skutečnosti, že lipofilní alkaloidy, jež se v obecném rámci generačního postupu extrahují velmi

090

0* 0000 0 0 0«

0 0 ·0·9 • 0 000 « · 0 0 • · 000000 • · » 0 0 0 0

990 0« 00 obtížně, byly eliminovány z lupinových semen již v předcházejícím odolejovacím kroku. Tímto způsobem může být převážnou měrou vyloučeno, aby alkaloidy byly stále ještě přítomny v produktech získaných na konci tohoto způsobu. Drcení či rozmělňování lupinových semen podle vynálezu za účelem vytvoření příslušných vloček přispívá stejnou měrou k podmínce, že za prvé charakteristické hořké látky obsažené v lupinových semenech mohou být úplně z těchto semen vyloučeny a že za druhé lze snadno oddělit kapalnou a pevnou fázi v operaci, jež z průmyslového měřítka není problematická. Kromě toho extrakční chování alkaloidů ve vodných systémech je podstatně zlepšeno eliminací lipofilních složek v semenech. To vytváří výhodné účinky zejména na nezbytné doby prodlev v různých stadiích extrakce.

0

0

000 0 *♦

0*00 0 0 0

0 000

0 0

0 0 • 0 0*0

0 0 • 0 ·

0 0

Seznam vztahových čísel

100 Příprava semen, tvorba vloček, deaktivace

200 Odolejování

00 Odstraňování hořkosti

400 Výroba proteinů

500 Čištění proteinů

600 Zpracovávání vyčištěného produktu

700 Zpracovávání hořkých charakteristických látek

Claims (25)

1. Způsob úpravy a zpracování lupinových semen, obsahujících alkaloidy, oleje a proteiny, pro výrobu produktů z lupinových semen pomocí selektivní frakcionace, obsahující následující kroky:

rozmělňování a/nebo tvarování lupinových semen za účelem vzniku destičkovitých vloček, nepřímé zavádění tepla do destičkovitých vloček, přičemž voda je velkou měrou vyloučena, odolejování destičkovitých vloček zaváděním rozpouštědla za účelem získání lipidů a vloček s redukovaným obsahem lipidů, odstraňování hořkosti z vloček s redukovaným obsahem lipidů postupem vodného odstraňování hořkosti pro získání vyčištěného produktu se sníženým obsahem alkaloidů a vodného extraktu.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené drcení či rozmělňování rostlinných semen je prováděno pomocí vločky tvořícího válce po předběžném rozmělněných oloupaných nebo neoloupaných semen obsažených v rostlinných semenech.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že uvedená lupinová semena jsou před rozmělňováním a/nebo tvarováním roztříděna podle tvaru a velikosti, a následně jsou oloupána.

fe fe • fe • · • fe • fefefe •

• fefe fe* fefefefe • · • fefefe • · • fe • fe fe fefefe • fe fefe • ♦ ♦ · • fefe ♦ • fefe · • fefe fe fefe fefe

1 8

4. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že uvedená loupači operace je prováděna ve shodě s tzv. studeným postupem, v němž jsou lupinová semena rozpůlena a oddělena od slupek.

5. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že uvedená tvorba vloček se provádí pomocí vločkovacích válců majících teplotu nižší, než je denaturační teplota lupinových proteinů, přednostně nižší než 4 0°C.

6. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že destičkovité vločky mají tloušťku destiček menší než 1 mm, přednostně 200-400,um.

7. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 6, vyznač uj ící se tím, že semenům vlastní enzymy jsou deaktivovány nepřímým zaváděním tepla s proteiny, jež si většinou převážnou měrou ponechávají své přirozené vlastnosti.

8. Způsob podle nároku 7.

vyznačující se tím, že uvedené nepřímé zavádění tepla je prováděno předehřátými vločkovacími válci, jejichž pomocí jsou rostlinná semena rozmělňována a přímo ohřívána.

9. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 8, • · · * 0 0 »· 0 0 0 0 0 ···· 00» »0«· • · · 0 0 0 0 0 0 00 Φ 0 0»0 00 0 · · 0 0 0 0 * · · * 0 0»·» ··· ·· 00 »00 0· 00 vyznačující se tím, že jako rozpouštědlo pro odolejování uvedených destičkovitých vloček je použit průmyslový hexan, pentan, hexan, heptan nebo nadkritický CO₂.

10. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že uvedené destičkovité vločky jsou zbaveny rozpouštědla za podmínek malého obsahu vody nebo v nepřítomnosti vody.

11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že uvedený krok odstraňování rozpouštědla je proveden s přehřátým rozpouštědlem, jímž je přednostně hexan nebo průmyslový hexan.

12. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že uvedené nepřímé zavádění tepla do již odolejovaných vloček je prováděno pomocí tepelné pánve.

13. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že uvedené odolejované a rozpouštědla zbavené vločky jsou přenesena do pochodu odstraňování hořkosti majícího následující dvě stadia:

v prvním stadiu pochodu jsou vločky uváděny do vodného kyselého prostředí kvůli izolaci látek rozpustných v kyselém médiu pro získání vodného extraktu a také vyčištěného produktu nerozpustného v kyselé oblasti,

0 0* 00 »Μ» 00 0»

0* 00 000 0000 • · · 0 0 000 0 0 · 0 0 000 00 0 000 00 0 • ··# 0 0000 0·0 00 0· ··· 00 00

- ve druhém stadiu pochodu je vyčištěný produkt, nerozpustný v kyselé oblasti, uváděn do vodného alkalického prostředí pro získání vodných extraktů a také vyčištěných produktů nerozpustných v alkalické i kyselé oblasti.

14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že uvedené vodné kyselé médium má v první stadiu pochodu teplotu nižší než je teplota místnosti.

15. Způsob podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že izolace uvedeného vodného extraktu z uvedeného vyčištěného produktu, nerozpustného k kyselém prostředí, je prováděna odstředěním s použitím dekantéru či usazováku a že uvedený dekantér je ochlazen a propláchnut vodou nebo extraktem v oblasti lapače nebo odlučovače pevných látek.

16. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 13 až 15, vyznačující se tím, že ve druhém kroku daného pochodu je teplota během extrakce ve vodném alkalickém prostředí vyšší než je teplota místnosti, přednostně mezi 3 5°C a 45°C.

17. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 13 až 16.

vyznačující se tím, že uvedené první stadium pochodu je prováděno ve vícestupňovém vodném kyselém postupu, přičemž v kroku daného pochodu pro nastavení poměru mezi < ·* »* ·♦·· ·« »« ♦· · · · < 0 · « 0 · • · · · · ··· · 4 4 4

4 000 44 4 4 4 4 0 0 4 * · 4 4 4 4 4 4 4

444 44 44 444 94 94 uvedeným vyčištěným produktem, nerozpustným v kyselé oblasti, a vodným extraktem na hodnotu nižší než 10:1, načež jedna část uvedeného vodného extraktu je přimíchána k bezprostředně následujícímu kroku daného pochodu.

18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že pro nastavení poměru mezi vyčištěným produktem, nerozpustným v kyselé oblasti, a vodným extraktem na hodnotu vyšší než 10:1 je jedna část tohoto vodného extraktu oddělena v rámci bezprostředně následujícího postupového kroku.

19. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 13 až 18, vyznačující se tím, že uvedený vodný extrakční pochod představuje uzavřený okruh zajišťující následující stadia pochodu:

odolejované vločky jsou kvůli extrakci alkaloidů suspendovány ve vodě při hodnotě pH zhruba 3,5-5,5, při výrobě proteinů jsou suspendované vločky, tzv. vyčištěný produkt, smíchány s louhem při pH mezi 6,5 a 8,5, daná suspenze je pomocí dekantéru rozdělena na vyčištěný produkt a proteinový extrakt, kyselé médium je opět přidáno k proteinovému extraktu tak, aby bylo dosaženo frakcionace syrovátky a proteinových sraženin, a syrovátka je kompletně dodána k předem extrahovaným vločkám opět při hodnotě pH zhruba 3,5-5,5.

«· to*

00 0 0 000 000«

0 0 0 0 0 000 0 0 0 φ 0 >00 0· 0 000 00 0 • 0 00 0 0000 0·0 00 00 ·00 00 00

20. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že separace syrovátky a proteinových sraženin obsahující více než 85% proteinů v pevných látkách, přednostně více než 90% proteinů v pevných látkách, je prováděna pomocí dekantéru.

21. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že takto vyrobená syrovátka je podrobena následnému přečištění pomoci separátoru, pak tepelné úpravě a nato druhému přečištění Či čeření v separátoru.

22. Způsob podle nároku 21, vyznačující se tím, že dvakrát vyěeřená syrovátka je recyklována do daného způsobu s pevnými látkami produkovanými v prvním oddělování v proteinové větvi, jež je dále zpracovávána, zatímco pevné látky, vyprodukované v druhé separaci, jsou odděleny.

23. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 19 až 22, vyznačující se tím, že výroba proteinů se provádí při několika hodnotách pH tak, že se provede frakcionace p r o t e i n ů

24. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 19 a 23, vyznačující se tím, že zbytek se sníženým obsahem proteinů má procentuální obsah proteinů menší než 20% • 4 4444

4 4 4 444

4 4 4 ·

4 4 4 4

4 4 4 4

4 4 4 4

44 44

2 3 v pevných látkách a že procentový obsah hrubých materiálů je větší než 60%, přednostně větší než 70%, a že procentové množství rozpustných sacharidů je menší než 5%, přednostně menší než 1%.

25. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 2 až 24, vyznačující se tím, že slupky oddělené před odolejováním jsou smíchány s uvedeným vodným extraktem obsahujícím alkaloidy, jenž je extrahován při hodnotách pH od 3,5 do 5,5, a pak jsou sušeny.