(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油糧種子の粉末または油粕からのタンパク質抽出物の調製プロセスであって、
ａ）水溶液と油糧種子からの粉砕された粉末または油粕との混合物を容器内に調製することであって、前記粉砕された粒子が１０００μｍ未満の平均粒子径（ｄ３２）を有する、調製することと、
ｂ）前記容器内に提供された流発生手段を用いて前記容器内に前記粉砕された粉末または油粕粒子の流動床を生成し、前記粉砕された粉末または油粕内に存在するタンパク質の少なくとも一部を前記水溶液に溶解させることと、
ｃ）前記容器内に提供された濾過手段を用いて前記混合物から前記溶解されたタンパク質の少なくとも一部を流動床状態下で分離し、その結果タンパク質抽出物を得ることと、を備える、プロセス。
【請求項２】
前記粉砕された粒子が、８００μｍ〜１０００μｍの平均粒子径（ｄ３２）を有する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記粉砕された粒子が、２００μｍ未満の平均粒子径（ｄ３２）を有する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記水溶液が、水、または水と２０容量％未満の水溶性有機溶剤との混合物から選択され、前記水溶性有機溶剤が、アルコールおよびケトン、好ましくはエタノールもしくはアセトン、またはそれらの混合物から選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項５】
前記粉砕された粉末または油粕が、大豆、菜種、ヒマワリ、亜麻、リノーラ、ココナッツ、からし種の粉末、綿実、穀物、小麦、ライ麦、オート麦、米、糠、またはエンドウ豆もしくはソラマメなどの豆類から調製されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項６】
前記粉砕された粉末または油粕が非ヘキサン処理される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７】
ステップｃ）で、濾過手段を用いた前記分離が、２０／秒未満、好ましくは１〜１０／秒の低せん断速度下にある、請求項１〜６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８】
前記粉砕された粉末または油粕粒子が、５重量％を超える脂質を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項９】
前記粉砕された粉末または油粕粒子が、５〜６０重量％のタンパク質、好ましくは１０〜４０重量％のタンパク質を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記プロセスは、前記タンパク質抽出物が、遠心分離ステップおよび／または１０μｍ未満、好ましくは約４μｍ、好ましくは約１μｍの開口径を有するフィルタを備える濾過手段を使用した第２の濾過ステップに供され、その結果前記タンパク質抽出物内の脂質画分の少なくとも一部が前記タンパク質抽出物から廃棄される、ステップｄ）をさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記プロセスが、メタノール、エタノールもしくはアセトンが前記タンパク質抽出物に加えられ、その結果タンパク質の沈殿物が形成され、前記タンパク質の沈殿物が液体画分から分離されるステップｅ）をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のプロセス、または、前記プロセスが、メタノール、エタノールもしくはアセトンが前記タンパク質抽出物に加えられ、その結果タンパク質の沈殿物が形成され、前記タンパク質の沈殿物が液体画分から分離されるステップｅ）と、をさらに含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
ステップｃ）で、前記タンパク質抽出物の前記脂質含有量が、乾燥重量換算で１０重量％未満、好ましくは乾燥重量換算で６重量％未満、より好ましくは乾燥重量換算で０．５重量％〜４重量％であり、かつステップｃ）において、前記タンパク質抽出物のタンパク質含有量が、乾燥重量換算で少なくとも３０重量％、好ましくは乾燥重量換算で少なくとも３５重量％、より好ましくは乾燥重量換算で少なくとも４０重量％、最も好ましくは乾燥重量換算で少なくとも４５重量％である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１３】
油糧種子の粉末または油粕からタンパク質抽出物（２９）を調製する装置（１）であって、下部（２０’）および上部（２０’’）を有する密閉容器（２０）を備え、前記容器の前記下部に、水溶液（３１）の分配装置（３２）が配置され、前記分配装置が第１の方向で前記容器の前記下部から前記容器の前記上部への水溶液の流れを生成するように配置され、かつ前記容器が、前記水溶液の前記分配装置の上に配置された少なくとも１つの濾過ユニット（２１）をさらに備え、前記濾過ユニットが、実質的に平坦なフィルタ要素を備え、その表面が前記第１の方向に対して平行であり、かつ４μｍ〜２００μｍ、好ましくは４μｍ〜１００μｍの範囲の開口径および２０％〜５０％の空き領域を有するフィルタを備え、かつ前記濾過ユニットが前記濾過ユニットの浸透物用の少なくとも１つの出口（２２）を備える、装置。
【請求項１４】
フィルタが４０μｍ〜１００μｍの範囲の開口径を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記フィルタの総面積と前記密閉容器の容量との間の割合が、２ｍ２／ｍ３〜２０ｍ２／ｍ３、好ましくは５ｍ２／ｍ３〜１５ｍ２／ｍ３である、請求項１３又は１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油糧種子、豆類および穀物などの植物源材料から天然のタンパク質を抽出するプロセスに関する。本発明で述べられる天然のタンパク質は、源材料内に未変性の状態で、すなわち溶解性などの食品産業における用途に関する機能的特性が保存され、かつ処理条件によって損なわれていない状態で存在する。本発明で述べられる源材料は植物由来のものであり、有意な量（＞５重量％）の天然の油および脂質を典型的に含有する。本発明はさらに、本プロセスを実施する装置、および本発明のプロセスによって得ることができる天然のタンパク質に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界人口の増加に煽られ、食用タンパク質の世界的な需要は着実に増えている。この傾向は、発展途上国の一人当たりの所得の増加によりさらに強まっている。人間の食物に不可欠な要素として、植物性タンパク質、すなわち植物由来の源材料から得られたタンパク質を使用することが有益であるということが複数の研究において指摘されている。植物性タンパク質の生産は、典型的に、温室効果ガスの排出や土地、水およびエネルギーなどの希少資源の使用の観点から、動物性タンパク質の生産より持続可能である。したがって、植物性タンパク質の使用が増加すれば、将来のより持続可能なタンパク質の供給に大きく貢献するだろう。
【０００３】
植物性タンパク質の主な供給源は、大豆、エンドウ豆、ソラマメなどの豆類、菜種、ヒマワリなどの油糧種子、および小麦やトウモロコシなどの穀物である。植物性タンパク質の人間の食物への使用を増加するために、植物からタンパク質を分離する方法を産業規模で開発する必要がある。問題は、高純度で（すなわち脂肪含有量が少なく、抗栄養因子を含まない）、溶解性、安定した泡沫の形成能力、ゲル形成能力、ならびに吸水および脂肪吸収能力および容量などの望ましい機能的特性が保存された状態で（食用）タンパク質の分離物を得ることである。
【０００４】
油糧種子などの生の植物性タンパク質源から内生の油および脂質を除去する先行技術は、通常、ブタンまたはヘキサンなどの沸点の低い有機溶剤の使用を示唆している。油／脂質の抽出後の生の植物性タンパク質源の残ったタンパク質が豊富な画分内のかかる溶剤の残渣は、その後、時に脱溶媒（トースティング（ｔｏａｓｔｉｎｇ））と称される、高温および蒸気を使用して溶剤を取り除く、意図的に考案されたステップでの熱の使用によって取り除かれなければならない。残念ながら、かかる劣悪な条件が、タンパク質のその後の抽出性や結果として生じる機能性を大きく制限する場合がある。つまり、一般に適用される脂質／油の抽出方法は、食品産業にとって価値の低い非天然のタンパク質を生み出す。
【０００５】
油糧種子の粉末などの植物性タンパク質源材料を、ヘキサンおよび脱溶媒（トースティング）に供すると、フェノール化合物やフィチン酸塩などの抗栄養因子を含む源材料内に存在するタンパク質の不可逆的相互作用が生じる。これらの相互作用は、タンパク質を分離するその後のプロセスにおいて、これらの抗栄養因子の除去に関する困難を与える。
【０００６】
先行技術で記載された従来型の技術は、タンパク質の機能的特性を損なわずに源材料タンパク質成分から脂質を分離する効果的な方法を提供していないため、植物性タンパク質源材料内の脂質の存在が、処理装置に非常に大きな困難をもたらしている。
【０００７】
攪拌された容器での抽出溶剤と源材料との広範囲の混合および攪拌など、タンパク質を抽出する従来型の技術が適用された場合、油および脂質は、典型的に、タンパク質と共に抽出される。油および脂質は、抽出プロセス中に源材料から放出されると、源材料内に存在するタンパク質によって安定化された乳剤を形成する。大豆粉末の処理に使用されるこうした技術など、タンパク質の分離に関して先行技術で記載された技術を適用することで、タンパク質と共に脂肪の濃縮を生じる。
【０００８】
最終分離物内に存在する脂肪は、それが酸敗臭や、難溶解性、凝結性および変色を含む脂肪に関連する他の問題も引き起こす場合があるので、タンパク質の機能性を著しく損なう。
【０００９】
米国特許出願第００５８４４０８６Ａ号は、最大１０％の脂肪含有量を有するキャノーラ油の油粕からタンパク質を分離するプロセス概念を提案しており、本プロセスは、デカンテーションによって脂肪層を除去する中間プロセスの液体の希釈および冷却と組み合わされた、食塩水中のキャノーラ油の粕からのタンパク質の抽出、圧搾、遠心分離、精密濾過、限外濾過などのステップを含む。かかるプロセスが潜在的にヘキサンで処理されていない油粕に適用される場合はあるが、多ステップのプロセスに起因して産業規模で容易に実施され得る溶液を提供しない。また、マレーのプロセスは、従来型の抽出技術の使用を示唆しているため、有機溶剤を使用する抽出ステップを含み、かつ脱溶媒（トースティング）ステップを含むことに注目すべきである。
【００１０】
国際出願第２０１３／０１３９４９号では、水溶液を含むタンパク質の抽出、濃縮、および水溶性有機溶剤を加えてタンパク質の沈殿物を得るステップを備える、油粕からタンパク質を分離するタンパク質分離プロセスが提供されている。タンパク質の抽出は、水中の生の植物性タンパク質源の懸濁液を提供し、かつ懸濁液を攪拌することによって実行される。攪拌によってタンパク質源に適用されたせん断応力が、源材料からの脂質の放出、およびその後のプロセスステップでの抽出物からの分離が困難な脂肪およびタンパク質の安定した乳剤の形成を誘発する。この現象は、大規模に攪拌された容器内のせん断率が１００〜１０００／秒のレベルに達することが先行技術［Ｃａｍｐｅｒｉ  Ａ．ら、２００８年；Ｃａｒｔａ  Ｇ、Ｊｕｎｇｂａｕｅｒ、２０１０年］で既知であるため、攪拌された容器内の抽出の従来型の技術が産業規模で適用されたときに特に顕著であろう。
【００１１】
国際出願第２０１４／１４７０６８号では、油糧種子を重力で誘起される固液抽出に供するステップと、任意に、結果として生じた中間の水溶性タンパク質溶剤を回収するステップとを備える、油粕からタンパク質を分離するタンパク質分離プロセスが提供される。国際出願第２０１４／１４７０６８号のプロセスに従ってタンパク質分画を分離する多成分システムは、４つのポンプユニットと２つの容器とを備える。比較的大容量の水溶液がタンパク質の分離プロセス中に適用される。
【００１２】
現在の方法および装置は全て、上に例示される欠点のうちの１つ以上を有する。タンパク質の天然の立体構造は、いくつかの従来型の方法では、植物源材料がタンパク質抽出プロセスに供されるとき保存されない。植物源からタンパク質抽出物を回収するプロセス用の装置は、大規模化するのが困難であるか、またはそれが困難な方法で使用されなければならず、いくつかの事例では、多数の部品や大容量の溶剤を必要とする。したがって、本分野は、油糧種子などの植物源からその天然の立体構造でのタンパク質を含むタンパク質抽出物を調製するために、規模拡大可能なプロセスおよびかかる規模拡大可能なプロセスに適した装置を必要とする。本プロセスは、例えば損なわれていない油糧種子の出発材料内にタンパク質の天然の立体構造を残す、緩やかで温和な条件を有するべきである。理想的には、本プロセスは、より少ない溶剤を消費し、かつ理想的には、限定された数の部品、すなわちタンク、ポンプなどを備える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様は、油糧種子の粉末または油粕からのタンパク質抽出物の調製プロセスに関し、本プロセスは、
ａ）水溶液と油糧種子からの粉砕された粉末または油粕との混合物を容器内に調製することであって、粉砕された粒子が１０００μｍ未満、好ましくは５０〜５００μｍの平均粒子径（ｄ３２）を有する、調製することと、
ｂ）容器内に提供された流発生手段を用いて容器内に粉砕された粉末または油粕粒子の流動床を生成し、かつ粉砕された粉末または油粕内に存在するタンパク質の少なくとも一部を水溶液に溶解させることと、
ｃ）容器内に提供された濾過手段を用いて混合物から溶解されたタンパク質の少なくとも一部を流動床状態下で分離し、その結果タンパク質抽出物を得ることと、を備える。
【００１４】
本発明は、油糧種子などの植物源からのタンパク質の温和な未変性の抽出および分離のための改善されたプロセスを提供し、それによってタンパク質が抽出された源材料は、有意な量の内生の油および脂質を含有し得る。本プロセスの目的は、人間による消費を目的とした天然のタンパク質、すなわち天然の食用タンパク質を抽出することである。したがって、本発明のプロセスは天然のタンパク質の機能的特性を保存し、かつ本発明のプロセスは、５０℃を超える高温、４未満または１０を超える極端なｐＨ、およびタンパク質変性化合物または溶剤の使用などのタンパク質抽出物内のタンパク質の天然の立体構造を損なうプロセスステップを回避する。本発明の一目的は、抽出物内のタンパク質がその天然の立体構造を有する状態で、低い含有量の脂肪および脂質を含むタンパク質の水性抽出物を得ることである。
【００１５】
本発明の第２の態様は、本発明に従った本プロセスによって得ることができるタンパク質抽出物に関する。
【００１６】
本発明の第３の態様は、油糧種子の粉末または油粕からタンパク質抽出物２９を調製する装置１に関し、本装置は、下部２０’および上部２０’’を有する密閉容器２０、２０ａを備え、かつ容器の下部に、水溶液３１用分配装置３２が配置され、分配装置が第１の方向で容器の下部から容器の上部への水溶液の流れを生成するように配置され、かつ容器が、水溶液用分配装置の上に配置された少なくとも１つの濾過ユニット２１をさらに備え、濾過ユニットが実質的に平坦なフィルタ要素を備え、その表面が第１の方向に対して平行であり、かつ４μｍ〜２００μｍ、好ましくは４〜１００μｍの範囲の開口径および２０％〜５０％の空き領域を有するフィルタを備え、かつ濾過ユニットが濾過ユニットの浸透物用の少なくとも１つの出口２２を備える。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、油糧種子、豆類および穀物の粉末または油粕などの植物由来の源材料からの抽出物を調製するプロセスに関し、本プロセスは、
ａ）粉砕された源材料と水との混合物を容器内に調製し、
ｂ）意図的に設計された流れ分配装置システムを用いて容器の基部に水を供給し、そうすることで水の上向流の流れの中に懸濁された源材料の流動（膨張）床を生成し、
ｃ）床の底に存在する最も粗くて濃い画分と床の上部に存在する油および脂質が豊富な軽い画分とを含む、本システムで生じる力の均衡を反映した材料の成層を有する状態で、容器内の材料がその大きさや密度に起因して明確な画分に分かれるまで水の流れを継続させ、
ｄ）源材料によって形成された床内に浸漬された濾過装置を用いて溶解されたタンパク質を含有する抽出物を容器から引き出すことを備える。
【００１８】
濾過装置は、溶解されたタンパク質を含有する抽出物から、脂肪（油）、脂質、外皮などの源材料の（不溶性）残渣を分離する。残留固形物と関連する脂質相は、実質的に容器（被保持物）内に残り、かつ源材料内のタンパク質に対する脂質の割合と比較した場合、濾過装置（浸透物）の濾液側に回収された抽出物は、低減された含有量の油および脂質を有する。つまり、タンパク質抽出物、すなわち濾液は、容器内の出発材料と比較してタンパク質が豊富である。典型的に、本発明のプロセスを用いて得られたタンパク質抽出物の脂質含有量は、乾燥重量換算で１０重量％未満、好ましくは０．５重量％〜４重量％、またはそれ未満であり、本発明のプロセスを用いて得られたタンパク質抽出物のタンパク質含有量は、乾燥重量換算で少なくとも３５重量％、好ましくは少なくとも４５重量％、またはそれ以上である。
【００１９】
次に、濾液（浸透物）側に回収されたタンパク質抽出物は、好ましくは、非タンパク質窒素化合物、フェノール成分、フィチン酸、炭水化物、グルコシノレートおよび塩などの可溶性化合物を除去する濃縮ステップおよび洗浄ステップに供される。本作業は、技術上既知の適した限外濾過（ＵＦ）技術を用いることで達成され得、本プロセスで使用されるＵＦ膜は十分「密で」あり、すなわちタンパク質を被保持物側に保持するのに十分大きい孔を有し、膜の切断側より小さい分子は膜を通過することができ、ＵＦユニットの浸透物側に回収される。
【００２０】
タンパク質抽出物を含むＵＦステップ後に得られたタンパク質濃縮物は、好ましくは、技術上既知の、かつ例えば［Ｏｗｕｓｕ−ａｐｅｎｔｅｎ  Ｒ．、２００４年］に記載されるような、オズボーンスキームに従ったタンパク質の画分に適した技術のいずれかの適用によるタンパク質画分への分離を含む、さらなるステップで有利に処理される。
【００２１】
菜種タンパク質では、２つの主要なタンパク質画分が、水溶性であるアルブミンナピンであり、かつ食塩水に溶解可能なグロブリンクルシフェリンである。ナピンとクルシフェリンとの両方が７０容量％エタノールに溶解しない。
【００２２】
天然のナピンおよびクルシフェリンを含有するＵＦ後に得られたタンパク質濃縮物のイオン強度を低減することが、主に溶剤内にアルブミン画分を残しながら、グロブリン画分の沈殿を誘発することを当業者は知っている。オズボーンスキームで想定されるような、例えば最大約７０容量％の濃縮エタノールなどの水溶性溶剤の追加が、溶液内にプロラミン（すなわち７０容量％エタノールに溶解可能なタンパク質）を残しながら、アルブミンおよびグロブリンを沈殿させ得ることを当業者は知っている。ナピンおよびクルシフェリンはプロラミンの種類に属さないため、それらはかかるタンパク質画分を含有する水溶液にエタノールを加えた際に沈殿され得る。
【００２３】
タンパク質は、本プロセスで使用される水または溶剤を除去する技術上既知の適した技術によって溶液から分離される。タンパク質の沈殿物および水性タンパク質濃縮物が、技術上既知のスプレー乾燥、真空乾燥、凍結乾燥によって乾燥される。
【００２４】
したがって、本発明の第１の態様は、油糧種子の粉末または油粕からタンパク質抽出物を調製するプロセスに関し、本プロセスは、
ａ）水溶液と油糧種子からの粉砕された粉末または油粕との混合物を容器内に調製することであって、粉砕された粒子が１０００μｍ未満、好ましくは５０μｍ〜５００μｍの平均粒子径（ｄ３２）を有する、調製することと、
ｂ）容器内に提供された流発生手段を用いて容器内に粉砕された粉末または油粕粒子の流動床を生成し、かつ粉砕された粉末または油粕内に存在するタンパク質の少なくとも一部を水溶液に溶解させることと、
ｃ）容器内に提供された濾過手段を用いて混合物から溶解されたタンパク質の少なくとも一部を流動床状態下で分離し、その結果タンパク質抽出物を得ることと、を備える。
【００２５】
必要に応じて、本発明によるプロセスでは、粉砕された粒子が８００μｍ〜１０００μｍの平均粒子径（ｄ３２）を有する。
【００２６】
本発明によるプロセスでは、２００μｍ未満の平均粒子径（ｄ３２）を有する粉砕された粒子が等しく好ましい。
【００２７】
出発材料をより小さい大きさに粉砕することが源材料からのタンパク質の物質移動および抽出に有益であり得ることを当業者であれば理解しているだろう。同じ理由が、源材料内に存在するトリグリセリドおよびリン脂質などの脂質の放出にも当てはまる。したがって、油体が源材料（菜種中など）の自然の部分である脂質を含む油体の過度の破砕を防ぎながら、タンパク質に関する受容可能な抽出収率を達成するような方法で研削（粉砕）条件を最適化することが、本発明の一部である。発明者らは、０〜２００μｍの範囲の大きさに粉砕された材料を含む本発明による抽出のプロセスを行うことで、タンパク質の抽出は改善されるが、粗抽出物に対する脂質の比較的増加した放出を犠牲にしていることを発見した。同じプロセス条件下で異なる範囲の大きさ（８００〜１０００μｍ）に粉砕された同じ植物源材料（菜種粕）でもタンパク質の効率的な抽出を生じるが、同時に被保持物側の脂質の保持率が大きく改善される。
【００２８】
特定の適用された粒子径（範囲）が濾過ユニットのフィルタの目詰まりを誘発しないとき、粉砕された植物源材料の任意の粒子径が本発明のプロセスでの適用に便利であることは、本発明の一部である。上に提供された範囲の粒子径の分布を有する粉砕された油糧種子の粉末を用いた実験の例示は、フィルタの目詰まりを誘発しない本発明によるタンパク質抽出物を明らかにした。適用可能な粒子径に関する本発明の好ましい態様について、下に提供された実施例を参照されたい。
【００２９】
本発明者らは、油糧種子の粉末の大部分の源において、水が本発明のプロセス内で水溶液として適用可能であることを発見した。また、本発明のプロセスの水溶液として例えば０．１Ｍ、または２重量％ほどの高さのＮａＣｌ溶液が好ましい。有機溶剤を含む水の水溶液からなる流動床も本発明のプロセスにおいて好ましい。
【００３０】
したがって、好ましくは、本発明によるプロセスでは、水溶液が水、または水と２０容量％未満の水溶性有機溶剤との混合物から選択され、水溶性有機溶剤が、アルコールおよびケトン、好ましくはエタノールもしくはアセトン、またはそれらの混合物から選択される。
【００３１】
必要とされる場合、保存剤が、本発明のプロセスの水溶液に加えられ得る。実際に、本発明のプロセスは、水溶液が無機塩および／または保存剤をさらに含む場合にも等しく適用可能である。本発明のプロセスで得ることができるタンパク質抽出物の可食性に関する安全要件が、適した無機塩または保存剤の選択を制限する。典型的に、ＮａＣｌが本発明による水溶液の無機塩として選択される。
【００３２】
本発明によるプロセスでは、必要があれば、水溶液が、無機塩、アスコルビン酸などの保存剤、またはそれらの混合物から選択された少なくとも１つの添加物をさらに含む。特に好ましい無機塩が、ＮａＣｌであり、好ましくは水溶液が約２重量％のＮａＣｌ溶液である。
【００３３】
一般に、植物源由来のタンパク質、例えば、油糧種子内のタンパク質は、４〜１０の範囲のｐＨを有する環境において安定した天然の立体構造を有する。典型的には、例えば油糧種子から抽出されたタンパク質は、約６．５〜７．５、好ましくは７辺りのｐＨを有する溶剤においてその天然の立体構造を保存する。
【００３４】
したがって、水溶液のｐＨは、好ましくは、本発明によるプロセスにおいて４〜１０、好ましくは６〜８、より好ましくは６．５〜７．５、最も好ましくは約７の範囲である。
【００３５】
実施例の項では、菜種、ヒマワリ、および大豆に対する本発明のプロセスを用いたタンパク質抽出の結果が提供される。粒子の形態で提供された場合、かつ流動床の適用に適している場合、タンパク質を含む任意の植物性材料に対する本発明のプロセスが等しく適している。本発明のプロセスは、油糧種子由来の植物性材料に特に適している。
【００３６】
好ましくは、本発明によるプロセスでは、粉砕された粉末または油粕が、菜種、ヒマワリ、亜麻、リノーラ、ココナッツ、からし種の粉末、綿実、穀物、小麦、ライ麦、オート麦、米、糠、またはエンドウ豆もしくはソラマメなどの豆類から調製されている。当然ながら、他の源の油粕が本発明のプロセスに等しく適用可能である。
【００３７】
本発明者らは、植物由来のタンパク質を含み、かつ食品加工技術の適用に適したその天然の立体構造を有するタンパク質を含む、タンパク質抽出物の提供方法を発見した。当業者は油糧種子から油を抽出する共通の方法、すなわち本発明のプロセスにおいて油糧種子が例えばヘキサン抽出および／またはトースティングに供される方法に対するタンパク質の変性効果を認識しているため、好ましくは、これらの劣悪な油抽出ステップに供されなかった粉砕された油糧種子が適用される。
【００３８】
したがって、粉砕された粉末または油粕が冷間圧搾される、本発明によるプロセスが非常に好ましい。
【００３９】
したがって、粉砕された粉末または油粕が非ヘキサン処理される、本発明によるプロセスも非常に好ましい。
【００４０】
本発明のプロセスによって得られたタンパク質抽出物内の天然のタンパク質の溶解性は、抽出中に適用された水溶液のイオン強度によってある程度決定される。本発明者らは、抽出中の水溶液が０．０５〜０．６のイオン強度を有するとき、保存が長持ちする天然の立体構造を有する高度に安定したタンパク質抽出物を得た。例えば（下記の実施例内の好ましい実施形態を参照）、０．１Ｍまたは２重量％のＮａＣｌ溶液を有する良好な結果を得た。
【００４１】
好ましくは、本発明によるプロセスでは、水溶液のイオン強度が、モル濃度単位、すなわち水１ｋｇ当たりの溶質の総モル数として表される０．０５〜０．６であり、より好ましくは０．３〜０．４である。最も好ましくは、水溶液のイオン強度が、約０．３４である。２重量％ＮａＣｌ溶液は、約０．３４のイオン強度を有する。
【００４２】
本発明によるプロセスで得られたタンパク質抽出物内のタンパク質など、自然に折り畳まれたタンパク質の安定性は、溶解されたタンパク質を含む水溶液の温度によって部分的に決定される。本発明のプロセスでは、天然の立体構造を有するタンパク質抽出物が、周囲温度以下で水溶液を適用したときに典型的に回収される。タンパク質抽出物内の天然の立体構造が保存される限り、植物性材料の源に応じた、より高い温度が等しく適している。当然ながら、本発明のプロセスを用いて回収されたかかるタンパク質の天然の立体構造は、タンパク質生化学の当業者に既知の慣用的な分析方法を適用して容易にアクセス可能である。したがって、本発明のプロセスに適した、例えば最適温度は、保存された天然のタンパク質の立体構造に関して容易に決定される。
【００４３】
本発明によるプロセスは、好ましくは、５０℃未満、より好ましくは５℃〜３０℃、よりいっそう好ましくは１０℃〜２５℃、最も好ましくは１２℃〜１６℃のステップｂ）およびｃ）中の温度を有する。
【００４４】
食品産業は、植物源由来の自然に折り畳まれたタンパク質を分離する迅速で規模拡大可能なプロセスを待望している。本発明は、迅速で規模拡大可能なタンパク質抽出方法を提供するだけでなく、さらに、本発明のプロセスは、例えば、植物源材料、もしくは脂肪および油内に存在する非食用成分に関するタンパク質が豊富なタンパク質抽出物も提供する。したがって、本発明のプロセスは、タンパク質が豊富なタンパク質抽出物を提供する。
【００４５】
好ましくは、本発明によるプロセスであって、ステップｃ）のタンパク質が、流発生手段による水溶液の流れの選択されたせん断速度および選択された空塔平均速度によって、流動床状態下で選択的に分離され、その結果濃縮タンパク質抽出物を得る。
【００４６】
本発明のプロセスのうちの重要な態様は、本発明によるプロセスにおいて植物源材料由来の可溶化されたタンパク質と濾過ユニットのフィルタとを含む接線方向に流れる水溶液に関して適用された、低せん断速度である。本発明のプロセスでは、タンパク質を含む溶剤に低せん断速度だけを大幅に適用することが、タンパク質の天然の立体構造の保存に寄与する。
【００４７】
したがって、また好ましくは、本発明によるプロセスであって、ステップｃ）において、濾過手段を用いた前記分離が、２０／秒未満、好ましくは１〜１０／秒、最も好ましくは約１０／秒の低せん断速度下にある
【００４８】
重要なことに、例えば攪拌、振とうなどを示唆するタンパク質の変性プロセスのステップが本発明のプロセスでは完全に無く、本発明によるタンパク質抽出物内のタンパク質の天然の立体構造の保存にさらに寄与する。攪拌、振とうなどの回避が、個体粒子から水溶液への油滴（脂質、脂肪）の放出を回避することにも大幅に寄与する。これは、フィルタを通る（目詰まりを防ぐ）可溶化されたタンパク質の自由な流れを強化するのに特に有益であり、かつタンパク質抽出物内のタンパク質のさらなる濃縮物（油滴が浸透物に進入することを防ぐことによって）を得るのに特に有益である。
【００４９】
上述の通り、本発明によるプロセスは、上に提供された明細書を満たす限り、事実上任意の植物源のタンパク質を抽出するのに適している。本プロセスは、これより、油糧種子などの脂質が豊富な植物性材料からのタンパクの抽出に特に適している。
【００５０】
したがって、好ましくは、本発明によるプロセスでは、粉砕された粉末または油粕の粒子が、５重量％を超える脂質を含む。
【００５１】
上述の通り、本発明のプロセスは、好ましくはタンパク質含有量が豊富なタンパク質抽出物を提供する。当然ながら、生の出発植物性材料のタンパク質含有量は、回収可能なタンパク質抽出物の濃縮の収率および程度に影響を与える。
【００５２】
したがって、好ましくは、本発明によるプロセスであって、粉砕された粉末または油粕の粒子が、５〜６０重量％のタンパク質、より好ましくは１０〜４０重量％のタンパク質を含む。
【００５３】
低せん断応力が水溶液内の油糧種子の粒子から溶解したタンパク質に適用されることは、本発明によるプロセスに特有の利点である。かかる低せん断応力は、例えば容器の下部に配置された流発生手段によって生成された上向流によって水溶液に適用される。水溶液のかかる上向流のさらなる利点は、かかる粒子の質量および／または密度に関して粉砕された粉末または油粕の粒子の勾配の提供である。典型的に、比較的高い重量または密度を有する容器の粒子の底側面近くに残り得、より軽い粒子は水溶液の流れの方向で容器の縦方向に沿って分布し得る。
【００５４】
典型的に、水溶液の空塔平均速度を調整することによっても、容器の上端近くで終わる油滴を有することがこれより可能であり、外皮などのより重い粒子は容器の底側面のより近くに留まり得る。それに伴って、流れは、フィルタの目詰まりを回避し、かつタンパク質が濾過ユニットの浸透物側への進入を阻止する範囲で選択される。当然ながら、流率も、濾過ユニット内のフィルタの開口径に関して微調整される。本発明のプロセスでは、適した空塔平均速度が１秒当たり０．１〜１０ｍｍの範囲にあり、かつフィルタの適した開口径が４〜２００μｍの範囲および２０％〜５０％の空き領域にあり、好ましくは、フィルタが４０〜１００μｍの範囲および３０〜４０％の空き領域の開口径を有する
【００５５】
本発明によるプロセスでは、粉砕された粉末または粕の粒子の流動床を生成する流発生手段が、粒子の流動床を生成する、水溶液の上向流を形成するように容器の下部に配置される。
【００５６】
好ましくは、本発明によるプロセスでは、流発生手段による水溶液の流れが、１秒当たり０．１〜１０ｍｍ、より好ましくは１秒当たり０．５〜５ｍｍの空塔平均速度を有する。
【００５７】
好ましくは、本発明のプロセスでは、濾過手段が、４〜２００μｍの範囲および２０％〜５０％の空き領域の開口径を有するフィルタを備え、より好ましくはフィルタが、１０〜１００μｍの範囲および３０〜４０％の空き領域の開口径を有し、最も好ましくはフィルタが、４０〜１００μｍの範囲および３０〜４０％の空き領域の開口径を有する。
【００５８】
タンパク質がその天然の立体構造を失う傾向は、一般に、疎水表面に曝されるときよりも親水性表面に曝されるときの方が大きい。
【００５９】
したがって、本発明によるプロセスでは、濾過手段が、好ましくは、親水性表面から作製されたフィルタを備える。
【００６０】
タンパク質の分離および精製での生物学に適用可能な親水性表面は技術上既知である。天然のタンパク質の構造の維持に親和性がある典型的な表面は、タンパク質のクロマトグラフィー技術に共通して適用される、例えば、ステンレス鋼、テフロン（登録商標）、およびプラスチックである。
【００６１】
好ましくは、本発明によるプロセスでは、親水性材料から作製されたフィルタが、ステンレス鋼から作製される。
【００６２】
本発明者らは、粉砕された植物性粒子からのタンパク質の抽出中、最適な低せん断速度条件を提供するために、水溶液の流れに対して接線方向に配置された濾過手段を提供することが特に適していることを発見した。自然の折り畳みが、本発明による濾過手段および接線流のかかる配列で達成可能な低せん断速度を適用するときに最適に保存されることが発見された。
【００６３】
本発明によるプロセスは、流発生手段によって生成された水溶液の流れに対して接線方向に好ましくは配置される、濾過手段を有する。
【００６４】
下記の実施例は、乾燥重量換算で１０％以下の脂質を含むタンパク質抽出物を提供する、本発明の好ましい実施形態を示す。油滴（脂質、脂肪を含む）は、概して、約１０μｍの直径を有する。本発明者らは、浸透物内のタンパク質抽出物を、遠心分離ステップおよび／または１０μｍ未満、より好ましくは約４μｍ、最も好ましくは約１μｍの開口径を有するフィルタを備える濾過手段を用いた第２の濾過ステップに供することによって、タンパク質抽出物内の油滴の大部分が除去されることを発見した。
【００６５】
したがって、好ましくは、本発明によるプロセスでは、本プロセスは、タンパク質抽出物が、遠心分離ステップおよび／または１０μｍ未満、より好ましくは約４μｍ、最も好ましくは約１μｍの開口径を有するフィルタを備える濾過手段を用いた第２の濾過ステップに供され、その結果タンパク質抽出物内の脂質画分の少なくとも一部がタンパク質抽出物から廃棄される、ステップｄ）をさらに備える。
【００６６】
本発明によるタンパク質抽出物は、好ましくは、直接または上に概説されたような油廃棄ステップ後に、さらなる精製ステップに供される。好ましくは、タンパク質抽出物は、好ましくは食品産業におけるタンパク質の使用と親和性がある、小分子の有機溶剤などの溶剤の追加を含むタンパク質の沈殿ステップに供される。適した溶剤は、例えばメタノール、エタノール、およびアセトンであり、エタノールが特に好ましい。溶剤は、典型的に、本発明により、７０以上の最終重量％、例えば７０〜９５重量％までタンパク質抽出物に加えられる
【００６７】
本発明によるプロセスは、ステップｄ）（タンパク質抽出物が遠心分離ステップおよび／または第２の濾過ステップに供されないとき）をさらに備え、またはステップｅ）（タンパク質抽出物が遠心分離ステップおよび／または第２の濾過ステップに供されるとき）であって、メタノール、エタノール、またはアセトンがタンパク質抽出物に加えられ、その結果、タンパク質の沈殿物が形成されるステップと、タンパク質の沈殿物が液体画分から分離されるさらなるステップとをさらに備える。
【００６８】
好ましくは、本発明によるプロセスにおいてタンパク質抽出物内のタンパク質を沈殿させるためにタンパク質抽出物に加えられた有機溶剤がエタノールである。
【００６９】
食物製品への適用において、記載されたような溶剤の追加の際に得られた沈殿タンパク質は、好ましくは、タンパク質の自然の折り畳みを保存するための技術上既知のタンパク質を乾燥させる任意の適した方法を適用する際に引き続いて乾燥される。
【００７０】
したがって、本発明によるプロセスでは、さらなるステップで、タンパク質の沈殿物は、タンパク質の沈殿物が液体画分から分離された後に乾燥される。
【００７１】
溶剤、例えば、エタノールの追加の際のタンパク質の沈殿は、比較的高いタンパク質濃度で促進される。したがって、タンパク質がタンパク質の濃縮物に溶剤を追加する際に沈殿される前に、最初に技術上既知のタンパク質濃縮ステップにタンパク質抽出物を供することは、本発明のプロセスの一部である。また、好ましくは、タンパク質抽出物は、小分子の汚染物質を廃棄することによって、本発明によりさらに精製され得る。本発明によるタンパク質抽出物内のタンパク質を濃縮および併せて精製するための適した便利な方法は、透析濾過の適用によるものである。
【００７２】
したがって、好ましくは、本発明によるプロセスでは、任意の後続のステップの前に、ステップｃ）で得られたタンパク質抽出物が、好ましくは限外濾過を使用することによって透析濾過される。
【００７３】
タンパク質抽出物が、好ましくは１０分〜２００分以内に４時間の時間内に得ることができることは、本発明のプロセスの重要な成果である。本発明者らは、大部分の適用において、同時に可能な限り低い脂質の回収を保ちながら、最適なタンパク質の回収を有するタンパク質抽出物が、約２０分〜１２０分間、最も多くの場合約６０分で本発明のプロセスを適用することによって得られることを発見した。すなわち、タンパク質抽出物では、タンパク質の回収が乾燥重量換算で３０％を超え、脂質の回収は、乾燥重量換算で６％未満、最も多くの場合、乾燥重量換算で３％未満である。上述のように、脂質含有量は、便利なことに、後続の遠心分離ステップおよび／または１０μｍ以下の孔を含むフィルタを使用したさらなる濾過ステップの適用時にさらに低下する。
【００７４】
本発明のプロセスでは、ステップｃ）で、好ましくは、溶解されたタンパク質の少なくとも一部が、１０分〜２００分、好ましくは２０分〜１２０分、より好ましくは約６０分で分離される。
【００７５】
したがって、好ましくは、本発明によるプロセスは、ステップｃ）でタンパク質抽出物を提供し、タンパック質抽出物の脂質含有量が、乾燥重量換算で１０重量％未満、好ましくは乾燥重量換算で６重量％未満、より好ましくは乾燥重量換算で０．５重量％〜４重量％であり、かつステップｃ）では、タンパク質抽出物のタンパク質含有量が、乾燥重量換算で少なくとも３０重量％であり、好ましくは乾燥重量換算で少なくとも３５重量％、より好ましくは乾燥重量換算で少なくとも４０重量％、最も好ましくは乾燥重量換算で少なくとも４５重量％である。
【００７６】
本発明者らは、タンパク質の立体構造を天然の状態で保存した、例えば油糧種子の粕または粉末の源からタンパク質抽出物を得るための便利で規模拡大可能なプロセスを発見しただけでなく、本発明者らは、本発明による食品産業に適用可能なタンパク質濃縮物も発見した。
【００７７】
したがって、本発明の第２の態様は、本発明によるプロセスによって得ることができるタンパク質抽出物である。
【００７８】
好ましくは、本発明によるタンパク質抽出物の脂質含有量が、乾燥重量換算で１０重量％未満、好ましくは乾燥重量換算で６重量％未満、より好ましくは乾燥重量換算で０．５重量％〜４重量％である。
【００７９】
上述の通り、本発明のタンパク質抽出物の脂質含有量が、さらなる濾過または遠心分離の適用時に容易にさらに低下する。
【００８０】
低脂肪含有量を有するタンパク質抽出物が、本発明のプロセルおよび本発明のタンパク質抽出物のいくつかの利点のうちの１つである。低脂肪含有量に起因して、タンパク質は本発明のタンパク質抽出物内に豊富である。典型的に、タンパク質抽出物のタンパク質含有量が、本発明により少なくとも３５重量％である。本発明の典型的な実施形態について、下記に提供された実施例を参照されたい。
【００８１】
好ましくは、本発明のタンパク質抽出物のタンパク質含有量が、乾燥重量換算で少なくとも３０重量％、好ましくは乾燥重量換算で少なくとも３５重量％、より好ましくは乾燥重量換算で少なくとも４０重量％、最も好ましくは乾燥重量換算で少なくとも４５重量％である。好ましくは、本発明のタンパク質抽出物のタンパク質含有量が少なくとも５０重量％である。
【００８２】
したがって、好ましくは、本発明によるタンパク質抽出物が提供され、タンパク質抽出物の脂質含有量が、乾燥重量換算で１０重量％未満、より好ましくは乾燥重量換算で６重量％未満、最も好ましくは乾燥重量換算で０．５重量％〜４重量％であり、かつタンパク質抽出物のタンパク質含有量が、乾燥重量換算で少なくとも３０重量％、好ましくは乾燥重量換算で少なくとも３５重量％、より好ましくは乾燥重量換算で少なくとも４０重量％、最も好ましくは乾燥重量換算で少なくとも４５重量％である。
【００８３】
本発明のプロセスは、食品産業にとって価値のあるタンパク質を含むタンパク質抽出物の提供に特に適している。植物源材料が例えばタンパク質の変性条件に供されていない粕または粉末などの油糧種子の材料であるとき、本発明のプロセスによって得られたタンパク質は、典型的に、好ましくは、食用タンパク質である。
【００８４】
したがって、本発明によるタンパク質抽出物は、好ましくは、食用タンパク質を含有する。
【００８５】
本発明者らは、本発明によるタンパク質抽出物を得るために、本発明のプロセスの適用に適した装置も提供する。
【００８６】
本発明の第３の態様は、油糧種子の粉末または油粕からタンパク質抽出物を調製する装置に関し、本装置は、下部および上部を有する密閉容器を備え、かつ容器の下部に、水溶液用分配装置が配置され、分配装置が第１の方向で容器の下部から容器の上部への水溶液の流れを生成するように配置され、かつ容器が、水溶液用分配装置の上に配置された少なくとも１つの濾過ユニットをさらに備え、濾過ユニットが実質的に平坦なフィルタ要素を備え、その表面が第１の方向に対して平行であり、かつ４μｍ〜２００μｍ、好ましくは４μｍ〜１００μｍの範囲の開口径および２０％〜５０％の空き領域を有するフィルタを備え、かつ濾過ユニットが濾過ユニットの浸透物用の少なくとも１つの出口を備える。
【００８７】
本装置の好ましい実施形態が、図１に提供される。
【００８８】
好ましくは、本発明による装置のフィルタは、金網である。
【００８９】
本発明者らは、浸透物内の低脂肪の回収に関する最適なタンパク質の濃縮が、１〜２００μｍ、好ましくは４〜１００μｍの範囲の開口径を有するフィルタ、より好ましくは４０μｍ〜１００μｍ、最も好ましくは約４０μｍの開口または約１００μｍの開口を有するフィルタを適用する際に達成されることを発見した。かかるフィルタを用いると、油滴が浸透物の外に有用に保たれ、かつフィルタの目詰まりが最小に保たれる。
【００９０】
好ましくは、本発明による装置が、４０μｍ〜１００μｍの範囲の開口径を有するフィルタを有する。
【００９１】
本発明の装置は、植物源材料から抽出されたタンパク質に対して最小の応力を提供するために、任意の攪拌を回避するように解釈される。本発明による装置のフィルタの目詰まりを防ぐことも本発明の一部である。目詰まりは、植物源材料の粒子径に対して適合された開口径を有するフィルタと組み合わせて、特に低いせん断速度の流れ、すなわち、１秒当たり０．１〜１０ｍｍの空塔平均速度を有する流れを適用することによってすでに最小レベルに保たれている。本発明者らは、これより、タンパク質の抽出中に、密閉容器を振動させ、かつ／または濾過ユニットを振動させる振動手段をさらに備える。時にフィルタの開口が目詰まりを起こし始めると、振動が閉塞粒子を開口から放出し得る。
【００９２】
本発明による装置は、好ましくは、容器および／または濾過ユニットを振動させる振動手段を備え、その結果、作動中にフィルタの目詰まりが回避され、かつ水溶液の攪拌が回避される。
【００９３】
本発明のプロセスで使用する本発明の装置の多くの利点のうちの１つが、その簡便で容易な規模拡大性である。実施例では、実施形態が本発明による原形「ＡＬＳＥＯＳ」装置を備え、本装置が１．６、１．９および約３１Ｌの規模で適切に作動する。密閉容器の容量が１００Ｌ以上に容易に規模拡大されることは、これより本発明の重要な利点である。
【００９４】
したがって、好ましくは、本発明による装置が、０．１ｍ３〜１００ｍ３、好ましくは１ｍ３〜２０ｍ３、より好ましくは１ｍ３〜１０ｍ３の容量を有する容器を有する。
【００９５】
本発明者らは、本発明による装置においてフィルタの総面積と密閉容器の容量との間の割合を慎重に選択することが、振とう物の量を最小レベルで保ちながら、タンパク質抽出物内のタンパク質の効率的な蓄積に有益に寄与し、かつ迅速な、すなわち２０〜２００分内での抽出にも寄与することを発見した。当然ながら、本発明者らは、かかる最適に選択された割合と共に、フィルタの開口径もタンパク質の構造を変性させないように適した、最適速度、タンパク質抽出の効率性、最低せん断速度などに適合される、本発明の装置を開発した。
【００９６】
したがって、本発明による装置は、好ましくは、フィルタの総面積と密閉容器の容量との間の割合で、２ｍ２〜２０ｍ２／ｍ３、好ましくは５ｍ２〜１５ｍ２／ｍ３を有する。
【００９７】
本発明による装置は、水溶液の接線流が粒子から可溶化されたタンパク質に対して可能な限り低いせん断応力を加え、同時に可溶化されたタンパク質が低容量で便利な時間内にタンパク質抽出物を得るのにまだ好ましい方法で、本発明のプロセスに対して解釈される。このため、本発明者らは、０．０５ｍ３〜１０ｍ３の内容積を有する濾過ユニットを好ましくは適用することが、本発明の装置に対して有益であることを発見した。
【００９８】
したがって、好ましくは、本発明による装置は、０．０５ｍ３〜１０ｍ３の内容積を有する
【００９９】
本発明による装置が単一のフィルタからなる濾過ユニットを備えることは、本発明の一部である。しかしながら、本発明者らは、驚くべきことに、本装置が、１を超えるフィルタ、例えば、最大２００のフィルタ、または１２のフィルタを備える濾過ユニットを解釈する際に簡便で容易な規模拡大が可能であることを発見した。実施例および図に提供された、この点に関する本発明の実施形態も参照されたい。好ましくは、本発明の濾過ユニットが、互いに対して平行に配向された複数のフィルタを備える（本発明の一例、図１Ｃを参照のこと）。したがって、本発明の装置は、密閉容器の容量を一定に保ちながら、１つを超えるフィルタを適用することによって抽出時間を短縮する手段を提供する。したがって、本発明の装置は、密閉容器の容量を増加しながら、濾過ユニットのフィルタの数を併せて増やすことによって、本装置の反転を増加させる手段も提供する。
【０１００】
好ましくは、本発明による装置が、２〜２００、好ましくは５〜１００、好ましくは１０〜５０の濾過ユニットを備える容器を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明によるタンパク質抽出物を調製するプロセスに対する本発明による装置、およびかかる装置の一部の例を提供する。Ａは、本発明によるタンパク質抽出物を調製する装置１である。本装置は、下部２０’および上部２０’’と、水溶液３１を含む第２の容器２４を有する出口２５を介して接続された入口２３とを有する密閉容器２０を備え、かつかかる密閉容器が、密閉容器の上部近くに配置される出口２２を有する濾過ユニット２１を備える。濾過ユニットの出口２２がポンプ２６と接続し、かかるポンプが、タンパク質抽出物２９を回収するため、第３の容器２８と接続した入口２７と接続される。密閉容器２０は、油糧種子の粉末などの粉砕された植物性タンパク質の源材料を含む水溶液の混合物を含む。Ｂは、本発明によるタンパク質抽出物を調製する装置１の密閉容器２０の例である。密閉容器は筒状形状を有する。濾過ユニット２１は、平坦なフィルタおよび直角プリズムの形状を有する。Ｃは、直角プリズムの形状を有する密閉容器２０ａの一例である。密閉容器は、１つ以上の濾過ユニット、本例では２１−１、２１−２、・・・、２１−１２と番号付けされた１２の濾過ユニットを備える。組み合わされた濾過ユニットは、示されるように、濾過ユニットの上側面近くの各側面で回収装置の管４７と接続し、各回収装置の管は出口２２を有する。密閉容器２０ａは、密閉容器の底側面に配置された底分配装置板３２を備える。Ｄは、密閉装置２０ａの２つの濾過ユニット２１−１および２１−２のクローズアップ側面図（図１Ｃを参照）である。底分配装置の板３２の入口２５が示される。矢印４０、４１および４３は、１秒当たり０．１ｍｍ（４０）、１秒当たり０．５ｍｍ（４１）、および１秒当たり１ｍｍのｕ０（４３）の流動床の示された位置での局所の空塔平均速度ｕを示す。矢印４０、４１および４３、および底分配装置の板から始まる垂直矢印は、濾過ユニットに沿った接線流を示す。フィルタに沿った垂直矢印は、フィルタを通る水溶液（可溶化されたタンパク質を含む）のクロスフローを示す。Ｅは、支持有孔シート３３（例えば、２ｍｍの厚さのステンレス鋼、孔は直径２ｍｍ、２３パーセントの開口面積を有する）を備える濾過ユニット２１の一部の例であって、シートの表面が金網布３４の層を含む両側面に積層される。Ｆは、タンパク質抽出物を回収する出口２２を備える、濾過ユニット２１をさらに備える、水溶液の入口２５を備える密封容器２０の例である。底から上までのより小さい矢印４４は、密閉容器の被保持物側Ａでの低減した流れを示す。底から上までのより大きい矢印４５は、濾過ユニットの浸透物側での増加した流れを示す。フィルタ近くの密閉容器の水平矢印は、粉砕された粉末または油粕の粒子と水溶液３０との混合物由来の可溶化されたタンパク質を含む水溶液のクロスフローを示す。底近くの密閉容器の垂直矢印は、水溶液の接線流を示す。矢印４６は、作動時、すなわち流動床状態下の密閉容器の水溶液のレベルを示す。Ｇは、水溶液内の粉砕された粉末または油粕の粒子の粒子径の勾配３０を含む、浸透物側の出口２２を有する濾過ユニット２１のクローズアップ図である。流動床内の水溶液の粒子径は、濾過ユニットの底側面近くのより大きい粒子３０’’から濾過ユニットの上側面近くのより小さい粒子径３０’までの範囲にある。典型的に、油（脂肪、脂質）の液滴は、水溶液と比較すると、その低密度に起因して濾過ユニットの上側面近くにある。濾過ユニットは、約３０％の空き領域を有する、例えば限外濾過布（金網）である。密封容器の被保持物側での水溶液の減少した接線流４９は、底から上までより小さい垂直矢印を用いて示される。垂直矢印５０は、濾過ユニットのフィルタの被保持物側（Ｒ）から浸透物側（Ｐ）までの可溶化されたタンパク質を含む水溶液のクロスフローを示す。濾過ユニットの出口２２は、クランプ４８を介して回収装置の管４７に接続される。さらに、フィルタユニットが、好ましくは、同様の接続手段を使用して回収装置の管に接続される。本発明の原形ＡＬＳＥＯＳ装置において、好ましくは、回収装置の管は、約４０ｍｍの内径を有する。濾過ユニットの浸透物側は、好ましくは、油滴（脂質、脂肪）が実質的に無く、すなわち、脂質画分が１０ｗ／ｗ％（乾燥重量換算で）未満、および好ましくはそれより低い。
【図２】Ａは、ＡＬＳＥＯＳ１．０の浸透物の流量プロファイル（実験＃１．１〜１．４）である。Ｂは、ＡＬＳＥＯＳ１．０＊の浸透物の流量プロファイル（実験＃１．５〜１．１１）である。
【図３】本発明によるＡＬＳＥＯＳ装置の上部から底部までの実験＃２．１で観察された画分である。
【０１０２】
本発明は、下記の非制限的な実施例をさらに用いて図示され得る。
【実施例】
【０１０３】
全ての例で、出発材料ならびに粗抽出物（本発明によるＡＬＳＥＯＳ装置を用いて得られた）および上澄み（先行技術による従来型のプロセスを使用した攪拌されたタンク内に得られた）の試料が、下に記載された分析方法に従って分析された。
【０１０４】
粗抽出物および上澄みの試料の分析方法
タンパク質含有量
タンパク質含有量が、ＡＯＣＳ公定法９９１．２０  Ｎｉｔｒｏｇｅｎ（Ｔｏｔａｌ）Ｍｉｌｋに従ったケルダール法によって決定された。６．２５の換算係数を使用してタンパク質（％（ｗ／ｗ））の量を決定した。
【０１０５】
乾燥物の含有量
乾燥物の含有量が、乾燥器の方法によって決定された。カバー、バゲット、および２０グラム（０．１ｇの位まで記録された重量）の予め計量された砂（水、塩酸で洗浄され、かつ焼成された海砂）を含む容器が、１０５℃±２℃の温度に予め加熱された乾燥器に配置され、一定の重量が記録されるまで約２時間乾燥された。この時、容器が密閉され、デシケーターに移され、室温まで冷却され、計量された（重量が０．００１ｇの位まで記録された）。２ｇ±０．００１ｇの試料が、計量され、容器に配置された。容器はカバーが掛けられ、１０５℃±２℃の温度で保持された乾燥器に挿入された。容器のカバーが除去され、３時間乾燥された。容器を３時間乾燥した後、容器は蓋をされ、デシケーターに移され、室温まで冷却された（３０〜４５分の冷却時間）。この時間の後、乾燥された試料および砂を含む容器が計量された。乾燥物の含有量Ｘ（％）が式
【数１】
0006717828.tif 000002
の計算によって計算され、
ａが、乾燥前の試験試料および砂を含む容器の質量（ｇ）であり、
ｂが、乾燥後の試験試料および砂を含む容器の質量（ｇ）であり、
ｃが、砂を含む容器の質量（ｇ）である。
最終結果は、０．２％を超えて異ならない、少なくとも２つの測定値の算術平均である。結果は０．１まで四捨五入された。
【０１０６】
脂肪含有量
脂肪含有量が、ＰＮ−ＩＳＯ２４４６：２０１０によるガーバー法（参照：Ｍｉｌｋ−Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｆａｔ  ｃｏｎｔｅｎｔ−Ｇｅｒｂｅｒ  ｂｕｔｙｒｏｍｅｔｅｒ、１〜１８頁）によって決定された。
【０１０７】
出発材料の分析方法
【表１】
0006717828.tif 000003
【０１０８】
脂肪含有量、ソックスレー法
試料がモルタルに置かれ、臼を用いて均一の質量に粉砕された。約５ｇ±０．００１ｇの調製された試料が、三角フラスコで計量された。４５ｃｍ３の沸騰騰している蒸留水が加えられた。攪拌後、５５ｃｍ３の２５％ＨＣｌが加えられた。フラスコが還流凝縮器と組み合わされ、加熱され、１５分間還流された。この後、冷却器が１００ｃｍ３の沸騰している蒸留水ですすがれた。三角フラスコの内容物が濾紙に定量で移された。フィルタの残渣が塩化物を洗い流すために６０℃の蒸留水で洗浄された（ＨＮＯ３溶剤ＡｇＮＯ３を使用した酸性化で検査する）。その後、その内容物を含むフィルタが時計皿に置かれ、乾燥された。乾燥されたフィルタが円筒濾紙に移された。円筒濾紙および濾紙が半自動のＳｏｘｔｅｃ  Ａｖａｎｔｉ０５５に配置された。抽出プロセスが本装置の指示に従って実行された。
【０１０９】
抽出周期は３段階からなる。
−第１段階のプロセス：４０〜６０℃の沸騰温度で１５分間継続して石油エーテル内の試料を予め加熱処理する。
−第２段階のプロセス：主な抽出を４５分間継続して行う。
−第３段階のプロセス：脂肪の回収を２０分間継続して行う。
【０１１０】
試料を含むアルミニウム容器が、１００〜１０２℃の温度まで１時間加熱された乾燥器で乾燥された。その後、容器がデシケーターに移され、およそ３０〜４５分間冷却に供された。この後、試料を含むアルミニウム容器が計量された（０．０００１ｇの位まで計量された）。
【０１１１】
試料内の脂肪含有量（Ｘ）が式
【数２】
0006717828.tif 000004
に従って、％として計算され、
ａが、乾燥後の試料を含むアルミニウム容器の質量（ｇ）であり、
ｂが、乾燥後のアルミニウム容器の質量（ｇ）であり、
ｃが、試料の質量（ｇ）である。
最終結果は、０．２％を超えて異ならない、少なくとも２つのＸの算術平均であるべきである。
【０１１２】
水分含有量
試料（２±０．５ｇ）が１０５℃の温度で水分分析計（ＲａｄＷａｇ  ＷＰＳ  １１０Ｓ）に配置された。水分含有量が、乾燥前後の試料の重量の差から決定された。
【０１１３】
例１
本発明によるＡＬＳＥＯＳ１．０原形を用いた菜種粕由来のタンパク質抽出物の調製。
本例では、本発明のタンパク質抽出プロセスが、本発明によるＡＬＳＥＯＳ１．０原形装置（カラム体積＝１．５７Ｌまたは１．９６Ｌ、図１Ｆを参照）を用いて行われた。フィルタ要素２１が、空き領域（開口部５０％）および直径５ｍｍの孔を有する孔開きステンレス鋼から作製されたチューブまたは管の形態にある。管の直径は１６ｍｍであり、長さは８００ｍｍである。この辺りでフィルタ布が包装される。フィルタ布はステンレス鋼の金網から作製される。異なる開口径、４μｍ、４０μｍ、および１００μｍを有する異なる布が例で適用された。開口部（布の空き領域）は、これらの布地の全てに対して約３０％だった。フィルタ要素が、５０ｍｍの内径を有し、分配装置の板３２を含むカラム（ホウケイ酸ガラス）に配置される。
【０１１４】
２つのカラムが使用された。
ＡＬＳＥＯＳ１．０ＩＤ５０ｍｍ；Ｈ＝８５０ｍｍ；ＶＯＬ＝１．５６Ｌ
ＡＬＳＥＯＳ１．０＊ＩＤ５０ｍｍ；Ｈ＝１０００ｍｍ；ＶＯＬ＝１．９７Ｌ
【０１１５】
本装置の動作原理は、植物由来の粉砕された材料からの流動床の形成であり、そこから粗抽出物が流動床の懸濁液に浸漬された濾過ユニットを用いて引き出される。植物源は、菜種粕、大豆粕、およびヒマワリ粕だった。タンパク質の回収および脂肪の回収が分析された。
【０１１６】
手順
プロセス条件が表１に要約される。
【０１１７】
ＡＬＳＥＯＳ装置に投入する前に、出発材料は、混合粉砕機（Ｖｏｒｗｅｒｋ社製のＴｈｅｒｍｏｍｉｘ）で粉砕され、ふるいにかけられて、表１で所与のような所望の粒子径の分布を得た。次に、予め処理された出発材料が、約１０分未満の期間、容器内に塩水溶液（２％ＮａＣｌ（ｗ／ｗ）、液体／固体（Ｌ／Ｓ）の割合＝４＋／−２％）を含む、スプーンを使用して、緩やかに混合された。その間、懸濁液のｐＨが標的ｐＨ＝７．０（６．８〜７．２）に達するまで調整された。
【０１１８】
１）懸濁液が、カラムの底から最大５ｃｍまで塩水溶液を予め充填された、カラムに装填された。カラムがカラム体積のおよそ１／３まで予め充填されると、塩水溶液の流れが、分配装置を通してカラムの底で始まった。
【０１１９】
２）ＡＬＳＥＯＳの塩水溶液の流れおよびＡＬＳＥＯＳからの浸透物（抽出物）の流出が、蠕動ポンプによって制御された。循環式サーモスタットが、システム全体で温度を制御した。
【０１２０】
３）抽出時間の持続時間が、表１に所与のように登録された。流れ割合プロファイルを得るために、時間的な重量測定値がとられた（ＡＬＳＥＯＳ１．５７Ｌのカラム体積について図２Ａ、およびＡＬＳＥＯＳ１．９６Ｌのカラム体積について図２Ｂ）。
【０１２１】
４）粗抽出物が試料採取され、乾燥物（％ｗ／ｗとして表される）、総タンパク質濃度（ケルダールＮｘ６．２５）、および脂肪の濃度について分析された。
【０１２２】
５）抽出物の０．５カラム体積（ＣＶ）が回収された後（約３０分後）、１ＣＶ回収後（約６５分後）、１．５ＣＶ回収後（約１６５分後）、および２ＣＶ回収後（約１９９分後）、粗抽出物の追加の試料が、実験＃１．１１でとられた。
【表２】
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【０１２３】
先行技術による、攪拌された容器を用いた実験
本発明による装置で行われたプロセスが、植物源、すなわち粉砕された粕由来の粒子の（激しいまたは緩やかな）攪拌を適用した、攪拌された容器におけるタンパク質抽出（実験１．１２および１．１３）の従来型のモードと比較された。
【０１２４】
手順
プロセス条件が表２に要約される。
【０１２５】
１）菜種粕が、混合粉砕機（Ｖｏｒｗｅｒｋ社製のＴｈｅｒｍｏｍｉｘ）で粉砕され、ふるいにかけられ、表２で示されるような所望の粒子径の分布を生成した。
【０１２６】
２）抽出実験では、１００ｇの粉砕された菜種粕が使用された。
【０１２７】
３）材料が、４００ｇの抽出媒体（塩水溶液ＮａＣｌ２％ｗ／ｗ溶液）に懸濁された。抽出媒体の温度が、各実験前に、プロセス温度に調整された。懸濁液のｐＨが、ｐＨ７．０（範囲：６．８〜７．２）に調整された。「激しい攪拌」、すなわちアンカーミキサー（実験１．１２）を用いた１．２９０ｒｐｍでの攪拌の条件、対、「緩やかな攪拌」、すなわちアンカーミキサーを用いた５ｒｐｍでの攪拌の条件の下で、１Ｌで被覆されたＲａｄｌｅｙ’ｓ社製のガラス反応器内で抽出が行われ、ちょうど粒子を懸濁状態にした（実験１．１３）。
【０１２８】
４）プロセスの持続時間および温度が、表２で示されるような各実験に対して調整された。
【０１２９】
５）抽出後、材料が５００ｍＬの遠心分離用瓶に移され、３０００＊ｇで１０分間、ベッカム遠心分離機（ＳＥＲ９０Ｅ、ロータ型ＪＡ１０）で遠心分離された。
【０１３０】
６）遠心分離後、抽出物が、緩やかに、すなわち瓶の上部に形成された上部の脂肪層をかき乱すことなく注がれた。
【０１３１】
７）重量測定値が、質量の収支計算についてとられた。
【０１３２】
８）注がれた上澄みが、試料採取され、乾燥物の％、総タンパク質濃度（ケルダールＮｘ６．２５）、および脂肪濃度について分析された。
【表３】
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【０１３３】
結果
表３は、実験１．１〜１．１３で使用された出発材料の特徴を要約する。プロセスの差が表４に要約される。
【表４】
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【表５】
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【０１３４】
粗抽出物および上澄みから得られた分析データおよび実験１．１〜１．１３に対するプロセス回収が表５に要約される。
【表６】
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【０１３５】
ＡＬＳＥＯＳ１．０装置で行われた実験による結論
１）得られた結果は、概して、ＡＬＳＥＯＳプロセスおよび装置の利点を示している。タンパク質の収率は高く、油／脂質はフィルタの被保持物側で主に保持される。出発材料に存在するタンパク質の約５０％が実験の一部において浸透物内に回収されたことが証明された。同時に、出発材料に存在する脂肪の大部分が、被保持物側に保持された。脂肪とタンパク質の割合として表された割合は、出発材料（約０．５）よび浸透物（約０．１）では有意に低い。
【０１３６】
２）タンパク質抽出物が、本発明による試験プロセス条件に対して得られた。浸透物の安定した流れが、プロセス時間全体を通して維持された。これは、ＡＬＳＥＯＳ装置の良好な流体力学的性能を示している。４μｍのフィルタの網の開口径が適用された、実験♯１．５において、流れが２４分のプロセス時間期限の間に観察された。これは、より長いプロセス時間が必要とされるとき網の開口径を最適化する必要があり、網の開口径が、濾過装置の汚染を防ぐために、出発材料の特定の粒度分布特性に適用されるべきであることを示している。当業者であれば、フィルタ領域の増加がフィルタの網のより安定したプロセスおよびより少ない汚染も促進することを知っている。
【０１３７】
３）菜種粕において、最高のタンパク質回収（５５．７％）が、実験１１で、浸透物の２つのカラム体積が回収された、＜１０００μｍの粒子径、１００μｍのフィルタの網の開口径、および１５℃の抽出温度、２０３分の抽出時間という条件に対して得られた。その透明度は、１２０分のより短い接触時間を除いて同じプロセス条件を用いた例えば例１．６で得られたタンパク質回収と比較した、塩水溶液を含む出発材料の増加された接触時間の追加の値を示している。
【０１３８】
４）全ての事例で、脂肪の回収が１０％未満であり、これは脂肪の９０％が被保持物側に保持されたことを意味する。
【０１３９】
５）最小の脂肪の回収が、実験１．１で、８００〜１０００μｍの粒子径、１００μｍのフィルタの網の開口径、および１５℃の抽出温度、６０分の抽出時間というプロセス条件に対して得られた。
【０１４０】
６）実験１．１での脂肪の回収は、菜種粕が０〜２００μｍのより小さい粒子径に粉砕された、実験１．２と比較して低かった。しかしながら、実験１．２では、より高いタンパク質の回収（４８．７％）が実験１．１（３５．２％）と比較して得られた。これは、タンパク質の回収に対する質量の移動の条件が、粒子がより小さいとき好ましいことを示している。しかしながら、最も好ましくは菜種粕の粉砕が、脂肪の放出を可能にするものである、菜種粕内の油体も破壊するため、より小さい粒子径が抽出中の脂肪の放出に有利である。
【０１４１】
７）４０μｍのフィルタの網の開口径を有し、かつ１００μｍのフィルタの網の開口径を有するフィルタを備える本発明の装置は共に、本発明によるプロセスに特に適しており、これらのフィルタを有する装置は、高タンパク質回収および適した流体力学と組み合わされた、すなわち密なフィルタの網の開口径（実験１．５では４μｍ）と比較して汚染しにくい、低脂肪回収を提供する。
【０１４２】
８）実験１．１１では、タンパク質回収時の抽出媒体を含む菜種粕の延長された接触時間という利点が見られる。この実験では、粗抽出物は、回収された粗抽出物の量が０．５ＣＶ（３０分の接触時間に対応する）、１ＣＶ（６５分の接触時間）、１．５ＣＶ（１６５分の接触時間）、および２ＣＶ（１９９分の接触時間）に達したときに引き出された。タンパク質の回収は、次のように増加した。１６．９％（０．５ＣＶ）、４２．７％（１ＣＶ）、５０．８％（１．５ＣＶ）、および５５．７％（２ＣＶ）。
【０１４３】
攪拌された容器を用いた実験により解明された結論
１）脂肪の回収は、ＡＬＳＥＯＳ１．０装置を用いた全ての実験を実験１．１において３．２％である最低と比較して、１０％未満だった。緩やかな混合を有する従来型の攪拌されたタンクが使用されたとき（実験１．１３）、脂肪の回収は３．１％であり、比較可能であった。
【０１４４】
これは、攪拌されたタンクの事例における、低脂肪回収が抽出後に行われた遠心分離ステップに起因していた場合のＡＬＳＥＯＳの利点を示している。ＡＬＳＥＯＳの事例では、遠心分離は必要なく、比較可能な脂肪回収を得た。この現象を説明するために、それが脂肪の存在下でのタンパク質の共抽出中の液体相への脂肪の放出に寄与するせん断力であることを理解することが最も重要である。ＡＬＳＥＯＳでのせん断のレベルは、油糧種子の抽出のプロセスが行われ得る、技術上既知の全ての装置の中で限りなく低い。攪拌された容器のせん断率は、１００〜１００／秒の範囲にあり、本発明による膨張（流動）床での＜１０／秒のせん断率と比較され、したがって、本発明の例で例示された原形ＡＬＳＥＯＳ装置において同様である。技術上既知の浸透抽出を目的とした従来型の充填床のせん断率は、１０〜１００／秒の範囲にある［Ｃａｒｔａ  Ｇ，Ｊｕｎｇｂａｕｅｒ，２０１０年］。
【０１４５】
産業規模で、攪拌されたタンクの容器での条件は、激しい混合（実験１．１２）を提供することによる小規模の容器で模倣された条件にむしろ似ている。これは、攪拌された容器での最大せん断率が、文献［Ｃａｍｐｅｒｉ  Ａ．など，２００８年；Ｖｉｌｌａｄｓｅｎ  Ｊ，Ｌｉｄｅｎ  Ｇ；２００３年］で報告されたように、反応器の平均せん断率より１桁高いことが予想されるためである。
【０１４６】
２）本発明による例１．２（ＡＬＳＥＯＳ１．０装置）で得られた脂肪の回収を例１．１２（攪拌された容器、激しい混合）で得られた脂肪の回収と比較すると、ＡＬＳＥＯＳ装置を用いて提供される、低せん断抽出の利点は、実験１．２での低脂肪回収、９．７％の脂肪の回収、対、実験１．１２での６８．６％の脂肪の回収という観点で証明される。
【０１４７】
実験材料
全ての出発材料が室温で保存された。粉砕後、予め処理された材料が冷蔵庫（２〜８℃）で保存された。粗抽出物および上済みの試料が冷凍され（−２０℃）、分析試験前に解凍された。
【０１４８】
主な機器
ＡＬＳＥＯＳ１．０（実験＃  実験１．５〜１．４）：カラムＫｒｏｎＬａｂ、容量１．５７Ｌ（ＹＭＣ−ＥＣＯ５０／７５０Ｍ０ＶＫ）および１００μｍ、４０μｍ、および４μｍのフィルタの網の開口径を有するＡＬＳＥＯＳ１．０＊（実験＃  実験１．５〜１．１１）、容量１．９６Ｌ（ＹＭＣ−ＥＣＯ５０／９９９Ｍ０ＶＫ）
蠕動ポンプ（実験＃  実験１．１〜１．４）：Ｉｓｍａｔｅｃ社製のヘッドポンプＭＳ／ＣＡ４〜１２を含むＥｃｏｌｉｎｅ
蠕動ポンプ（実験＃  実験１．５〜１．１１）：Ｌｅａｄ  Ｆｌｕｉｄ社製のヘッドポンプＤＧ−４を含むＢＴ−１００Ｓ
サーモスタット（実験＃  実験１．１〜１．４）：ＬａｂＴｅｃｈ社製のＲＨ４０−２５Ａの循環器
サーモスタット（実験＃  実験１．５〜１．１１）：Ｈｕｂｅｒ  Ｕｎｉｃｈｉｌｌｅｒ社製の１５０Ｔｗ−Ｈ
被覆されたガラス反応器（実験＃  実験１．１２〜１．１３）：Ｒａｄｌｅｙ’ｓ社製のＲＳ１００のオーバーヘッド攪拌器（ＰＴＦＥアンカー）を含む反応器ＲｅａｄｙＬａｂ１Ｌ
遠心分離機（実験＃  実験１．１２〜１．１３）：Ｂｅｃｋｍａｎ社製のロータ型ＪＡ１０を含むＳＥＲ９０Ｅ
【０１４９】
例２
ＡＬＳＥＯＳ２．０、本発明の装置を用いた菜種粕由来のタンパク質抽出物の調製
本例では、本発明のタンパク質抽出プロセスが、ＡＬＳＥＯＳ２．０原形装置（カラム体積＝３１．４Ｌ、本発明によるフィルタの網の開口径１００μｍ）を用いて行われた。
ＡＬＳＥＯＳ２．０（３１．４Ｌ）原形において、フィルタ要素は、フィルタ布（図１Ｅ）によってカバーされた（両側面）枠の形態にあった。カラム直径は、２００ｍｍであり、高さは１０００ｍｍであった。カラム体積は約３０Ｌだった。同じフィルタ布４μｍおよび１００μｍがＡＬＳＥＯＳ１．０に対して適用された（例１を参照）。本装置の動作原理は、菜種粕由来の流動床の形成である。
【０１５０】
手順
プロセス条件が表６に要約される。ＡＬＳＥＯＳ原形のタンパク質抽出装置（カラム）が、水（水道水、約１５℃の温度、塩は加えない）を予め充填された。水の装置への入口は、カラムの底の分配装置の板を通してであった。流速が約３０Ｌ／ｈだった。菜種粕が混合器（Ｚｅｌｍｅｒ  ＺＳＢ、１４００Ｂ）で粉砕され、ふるいにかけられて＜２０００μｍの径を得た。１．５ｋｇの粉砕された菜種粕が、約８ｋｇの水を含むバケツ内で予め混合された。攪拌を避けるために、緩やかな旋回が、約１分間、密閉バケツの遊星運動によって（手で）適用された。次に、バケツの内容物が、漏斗を介して、かつカラムの上蓋の玉弁を通してＡＬＳＥＯＳ原形カラムに注がれた。粉砕された１．５ｋｇの菜種粕の第２の部分が、同様の方法で調製され、ＡＬＳＥＯＳ原形カラムに注がれた。粕のスラリーを容器に投入中、水がＡＬＳＥＯＳ原形カラムに継続的に供給された。水の供給の供給量は、約３０Ｌ／ｈであった。液体レベルがカラムの上蓋に近づいたとき、容器の通気弁が開いたまま保たれ、カラム（約５Ｌ）の内容物の一部が廃棄物容器に排出されることを可能にした。その後、通気弁は密閉され、カラム装置からの液体に対する出口だけが濾過手段のフィルタの浸透物側上にある。ＡＬＳＥＯＳ装置からの濾液（浸透物）が、個別の濾液容器に回収された。
【０１５１】
濾液（粗抽出物）の試料が、乾燥重量、総タンパク質、および脂肪含有量に対して分析された。
【０１５２】
結果
フィルタの被保持物側に保持された材料の分別が観察され、「軽い」画分（脂質が豊富な比較的低い粒子密度）がＡＬＳＥＯＳカラム（密閉容器）の上部に蓄積し、「重い」画分（より少ない脂質およびより多い外皮を含有する比較的高い粒子密度）がカラムの底部に存在した。
【表７】
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【表８】
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【表９】
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【０１５３】
例３
本発明によるプロセスに対する本発明の装置
図１は、本発明による装置の実施形態を提供する。本発明の装置の詳細については、図１の記載を参照されたい。
【０１５４】
典型的に、図１Ｂに提供されたような本発明の装置では、金網の布が、好ましくは４〜１００μｍ、より好ましくは４０〜１００μｍの開口径を有し、好ましくは約３０％の空き領域を有する、好ましくはステンレス鋼から作製された（金属、プラスチック）枠の周りに巻かれた布を用いて適用される。本発明の原形ＡＬＳＥＯＳ装置において、好ましくは、密閉容器が、例えば０．２ｍの内径（ＩＤ）、および好ましくは約１ｍの高さを有する（例えば筒状の）クロマトグラフィーのカラムである。図１Ｄに例示されたような本発明の装置では、濾過ユニットのフィルタが、好ましくは実質的に垂直に配置される。本発明の好ましい実施形態では、本発明の装置は、平行なフィルタを備える一連の平行に配置された濾過ユニットを備え、各々が少なくとも１つの回収装置の管に接続される。図１Ｃおよび１Ｆを参照されたい。
【０１５５】
本発明による例示された装置を用いた本発明のプロセスの好ましい動作では、粉砕された油糧種子から作製された膨張床が、上向流の水に懸濁される。タンパク質抽出物（浸透物）が、金網を通るクロスフローを介してフィルタの垂直に配置されたパネルに引き出された。金網は、水および溶質に浸透可能であり、好ましくは油滴（脂質、脂肪）の浸透物への進入を阻害する。密閉容器の被保持物側で、径および／または密度に基づく粒子の分離が、接線流の液体の空塔速度の低減に起因して観察される。微／軽い粒子が、密閉容器の上側面近くに配置され、粗／高密度の粒子が、底側面近くに残る（図１Ｇ）。
【０１５６】
図１Ｅは、金網のフィルタを含む、本発明の装置の濾過ユニットの典型的な部分を示す。
【０１５７】
例４
本発明の装置を用いた、本発明によるプロセスを含むタンパク質抽出物の提供
下記の表９および表１０では、粉砕された菜種の粉末を用いた実験に対する実験の詳細および結果が提供される。
【０１５８】
実験１．１１（例１に記載される）において、本発明による１．９６リットルのＡＬＳＥＯＳ原形（ＡＬＳＥＯＳ１．０）装置が適用された。
実験１．１１では、タンパク質の抽出が、菜種の圧搾中の温度が７３℃未満に維持された油産出プロセスから生成された、緩やかに処理された菜種粕を用いて行われた。
【０１５９】
実験２．１（例２に記載される）において、本発明による３１．４リットルのＡＬＳＥＯＳ原形（ＡＬＳＥＯＳ２．０）装置が適用された。実験１．１１では、タンパク質抽出が、菜種の圧搾中の温度が１００℃を超えた油産出プロセスにより生成された、劣悪に処理された菜種粕を用いて行われた。
【表１０】
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【表１１】
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【０１６０】
タンパク質の回収データ（表１０）から、１００℃を超える温度で予め処理された菜種粕（実験２．１）が、本発明によるプロセスの適用前に、温和な温度条件にのみ供された菜種粕（実験１．１１）と比較して、比較的低いタンパク質の回収を提供することが分かる。
【０１６１】
実験２．１の低い回収は、抽出媒体に塩が加えられなかったという事実によって部分的に説明され得る。タンパク質の溶解性は、抽出媒体のイオン強度によって良い影響を受けることが知られている［Ｒｏｄｒｉｇｕｅｓ  Ｉ．Ｍ．など，２０１２年］。抽出媒体内の塩濃度の効果が、先行技術のプロセス条件：ｐＨ６．８〜７．２、粉砕された菜種粕０〜２００μｍの径分布、１５℃の抽出温度、１２０分の抽出時間、緩やかな混合強度に従って、攪拌されたタンク内内で行われた抽出を含むさらなる実験で調査された。タンパク質の回収は、塩が加えられなかったとき（２７．４％）と比較した場合、２％ｗ／ｗのＮａＣｌが抽出媒体（３４．７％）に存在したときに、より高かった。
【０１６２】
菜種粕への熱による予めの処理の効果が、先行技術のプロセス条件：ｐＨ６．８〜７．２、粉砕された菜種粕８００〜１０００μｍの径分布、１５℃の抽出温度、１２０分の抽出時間、抽出媒体内の２％ｗ／ｗのＮａＣｌ、緩やかな混合強度に従って、攪拌されたタンク内で行われた抽出を含むさらなる実験で調査された。第１の事例では、温度が７３℃を超えなかった油産出プロセスによって得られた菜種粕が使用され、第２の事例では、１００℃より高い温度で予め処理された菜種粕が適用された。前者の事例では、タンパク質の回収が、後者の事例（３８．４％）と比較した場合、より高く（４７．９％）、低温度での予めの処理に有利である、予めの処理温度の影響を示した。
【０１６３】
これらのデータは、油産出プロセスで使用された温度が、タンパク質の抽出に対する出発材料の適合性に影響を与えることを示している。
【０１６４】
これは、菜種粕（種が油産出において機械的に圧搾されたときに得られる副産物）が、菜種の粉末（油が化学的に、加熱処理（温度＞＞１００℃）によって意図的に考案されたトースティングステップで本プロセスからさらに除去されなければならない、例えばヘキサンによって抽出されたときに得られる副産物）よりタンパク質の抽出により適していることを確認する。
【０１６５】
略号の使用
ＡＬＳＥＯＳ、油糧種子由来のタンパク質の水性低せん断抽出、ｃａ．約、ＤＷ、乾燥重量、ｇ、グラム、Ｈ、高さ、ＩＤ、内径、Ｌ、リットル、Ｌ／Ｓ、液体と固体の割合、ｍｉｍ、分、Ｐ、浸透物、Ｒ、被保持物、ＲＴ、室温、周囲温度、ＵＦ、限外濾過、μｍ、マイクロメートルまたはμｍ、ＶＯＬ、容量（容量％で、のように）、重量％、重量パーセントｗ／ｗ、重量割合
参考文献
−Ｃａｍｐｅｒｉ  Ａ．，ｅｔ  ａｌ．，Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｓｈｅａｒ  Ｒａｔｅ  ｉｎ  ａ  Ｓｔｉｒｒｅｄ  ａｎｄ  Ａｅｒａｔｅｄ  Ｔａｎｋ  Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ，Ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．０８／２００８；３２（２）：２４１−８．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ００４４９−００８−０２４２−４
−Ｃａｒｔａ  Ｇ，Ｊｕｎｇｂａｕｅｒ  ｉｎ  ：Ｃｈａｐｔｅｒ  １．Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｐ  ３４  ｉｎ：Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｓｃａｌｅ−Ｕｐ，Ｗｉｌｅｙ  ＶＣＨ，２０１０，ＩＳＢＮ：９７８−３−５２７−３１８１９−３．
−Ｏｗｕｓｕ−ａｐｅｎｔｅｎ  Ｒ．，Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｆｏｏｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｐ．８３．ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ，２００４，ＩＳＢＮ  ０−８４９３−１７２４−Ｘ
−Ｒｏｄｒｉｇｕｅｓ  Ｉ．Ｍ．ｅｔ  ａｌ．２０１２，Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｖａｌｏｒｉｓａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｖｅｇｅｔａｂｌｅ  ｐｒｏｔｅｉｎｓ  ｆｒｏｍ  ｏｉｌｓｅｅｄ  ｐｌａｎｔｓ：Ｍｅｔｈｏｄｓ，ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｆｏｏｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌｕｍｅ  １０９，Ｉｓｓｕｅ  ３，Ｐａｇｅｓ  ３３７−３４６
−Ｖｉｌｌａｄｓｅｎ  Ｊ，Ｌｉｄｅｎ  Ｇ；Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，Ｃｈａｐｔｅｒ  １１，ｐ  ５００，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  ２００３，ＩＳＢＮ  ９８７−１−４６１３−５２３０−３
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図１−４】
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【図２】
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【図３】
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