CN102123605A - 来自蛋白质微团块的可溶性低芥酸菜子蛋白质分离物生产 - Google Patents

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Abstract

通过使蛋白质微团块溶解于钙盐溶液优选氯化钙溶液中，随后稀释所得到的低芥酸菜子蛋白质溶液，由低芥酸菜子蛋白质微团块制备可溶性低芥酸菜子蛋白质分离物。在去除沉淀物肌醇六磷酸后，使低芥酸菜子蛋白质水溶液浓缩，任选透析过滤，并且酸化至约2.5–4.0的pH，以产生酸化的澄清的低芥酸菜子蛋白质溶液，这可以进行浓缩，实施颜色去除步骤且干燥。如此形成的低芥酸菜子蛋白质分离物在酸性水环境中是可溶、透明和热稳定的，并且在天然pH下也是可溶的，而无蛋白质沉淀。

Description

来自蛋白质微团块的可溶性低芥酸菜子蛋白质分离物生产
相关申请的参考
本申请根据35 USC 119（e）要求于2008年8月19日提交的美国临时专利申请号61/136,208的优先权。
发明领域
本发明涉及可溶性低芥酸菜子蛋白质分离物的生产。
发明背景
通过如转让给其受让人且其公开内容引入本文作为参考的于2002年5月3日提交的共同未决的美国专利申请号10/137,391（美国专利申请公开号2003-0125526 A1和WO 02/089597）和于2004年6月9日提交的美国专利申请号10/476,230（美国专利申请公开号2004-0254353 A1）中所述的方法，可以由油料种子粉（meal）形成具有至少100 wt％（N x 6.25）蛋白质含量的低芥酸菜子油料种子蛋白质分离物。该程序涉及多步方法，包括使用盐水溶液提取低芥酸菜子油料种子粉，使所得到的蛋白质水溶液与残留油料种子粉分离，通过使用选择性膜技术使水溶液的蛋白质浓度增加到至少约200 g/L，同时维持离子强度基本上恒定，将所得到的浓缩蛋白质溶液稀释到冷水内以促使形成蛋白质微团，使蛋白质微团沉降以形成无定形、粘性、凝胶状、面筋样蛋白质微团块（PMM），并且从上清液中回收具有至少约100 wt％（N x 6.25）蛋白质含量的蛋白质微团块。如本文使用的，蛋白质含量在干重基础上进行测定。回收的PMM可以进行干燥。
在该方法的一个实施方案中，加工来自PMM沉降步骤的上清液，以从上清液中回收低芥酸菜子蛋白质分离物。这个程序可以通过最初使用超滤膜使上清液浓缩且使浓缩物干燥来实现。所得到的低芥酸菜子蛋白质分离物具有至少约90 wt％，优选至少约100 wt％（N x 6.25）的蛋白质含量。
美国专利申请号10/137,391中所述的程序是基本上分批的程序。在转让给其受让人且其公开内容引入本文作为参考的于2002年11月19日提交的共同未决的美国专利申请号10/298,678（美国专利申请公开号2004-0039174 A1和WO 03/043439）和于2005年3月5日提交的美国专利申请号10/496,071（美国专利申请号2003-0015910 A1）中，描述了用于制备低芥酸菜子蛋白质分离物的连续方法。依照其，使低芥酸菜子油料种子粉与盐水溶液连续混合，使混合物通过管运输，同时从低芥酸菜子油料种子粉提取蛋白质，以形成蛋白质水溶液，通过选择性膜操作使蛋白质水溶液连续运输，以使蛋白质水溶液的蛋白质含量增加到至少约50 g/L，同时维持离子强度基本上恒定，使所得到的浓缩蛋白质溶液与冷水连续混合，以促使形成蛋白质微团，并且连续允许蛋白质微团沉降，同时上清液连续溢流直至所需量的PMM已在沉降容器中累积。从沉降容器中回收PMM并且可以进行干燥。PMM具有至少约90 wt％（N x 6.25）的蛋白质含量，优选至少约100 wt％。溢流的上清液可以进行加工，以由其回收低芥酸菜子蛋白质分离物，如上所述。
已知低芥酸菜子种子包含约10 – 约30 wt%蛋白质，并且已鉴定了几种不同的蛋白质组分。这些蛋白质包括称为十字花科蛋白（cruciferin）的12S球蛋白、7S蛋白质和称为油菜籽蛋白(napin)的2S贮藏蛋白。如转让给其受让人且其公开内容引入本文作为参考的于2003年4月15日提交的共同未决的美国专利申请号10/413,371（美国专利申请公开号2004-0034200 A1和WO 03/088760）和于2005年4月29日提交的美国专利申请号10/510,766（美国专利申请公开号2005-0249828 A1）中所述，涉及稀释浓缩的蛋白质水溶液以形成PMM且加工上清液以回收另外蛋白质的上述程序导致不同蛋白质概况(profile)的分离物的回收。
在这点上，PMM衍生的低芥酸菜子蛋白质分离物具有约60 – 约98 wt%7S蛋白质、约1 – 约15 wt% 12S蛋白质和0 – 约25 wt% 2S蛋白质的蛋白质组分组成。上清液衍生的低芥酸菜子蛋白质分离物具有约60 – 约95 wt%2S蛋白质、约5 – 约40 wt% 7S蛋白质和0 – 约5 wt% 12S蛋白质的蛋白质组分组成。因此，PMM衍生的低芥酸菜子蛋白质分离物占优势地是7S蛋白质，并且上清液衍生的低芥酸菜子蛋白质分离物占优势地是2S蛋白质。如前述美国专利申请号10/413,371中所述，2S蛋白质具有约14,000道尔顿的分子量，7S蛋白质具有约145,000道尔顿的分子量，并且12S蛋白质具有约290,000道尔顿的分子量。
PMM衍生的低芥酸菜子蛋白质分离物在天然pH下在水中在很大程度上是不可溶的，并且在酸性水介质中是更可溶的，所述酸性水介质例如非碳酸饮料和碳酸饮料，包括软饮料和运动饮料，但产生弱透明度的溶液。因此，PMM衍生的低芥酸菜子蛋白质分离物被视为一般不适合于此种饮料的蛋白质强化。
低芥酸菜子也称为油菜籽或油料种子油菜。
发明概述
我们目前已发现了用于将PMM转变为在酸性水环境中是可溶和透明和热稳定的，并且在天然pH下在水中也是可溶的形式的方法。所得到的低芥酸菜子蛋白质分离物在肌醇六磷酸中也是低的。在低pH下在溶液中的热稳定性允许热加工，例如热灌装(hot fill)应用。低芥酸菜子蛋白质分离物在用于人消耗的产品中是有用的，例如用于特别是软饮料和运动饮料以及其他水系统的蛋白质强化，而无蛋白质沉淀。低芥酸菜子蛋白质分离物对于非人食物应用例如宠物食物和水产养殖也是有用的。
依照本发明的一个方面，提供了形成低芥酸菜子蛋白质分离物的方法，其包括：
（a）对于约5 – 约50 wt％、优选约15 – 约25 wt％的蛋白质总浓度，使用在根据蛋白质的基础上的约1.5 – 约15 wt％、优选约2 – 约3wt％氯化钙（CaCl2）和足够的反渗透RO净化水，使可以为干或湿形式的低芥酸菜子蛋白质微团块溶解，和
（b）用最高达约20体积或更多、优选约1 – 约3体积的RO水稀释再溶解的CaCl2处理的蛋白质微团块，
（c）任选取出存在的任何沉淀物，
（d）任选使所得到的溶液酸化至pH约2.5 – 约4、优选约2.9 – 约3.2，以生产酸化的澄清低芥酸菜子蛋白质溶液，和
（e）任选使蛋白质溶液浓缩至约5 – 约200 g/L，优选约80 – 约150 g/L，并且任选用RO水或用与蛋白质溶液的那种约相等pH和导电性的盐水透析过滤，
（f）任选对澄清的浓缩的低芥酸菜子蛋白质溶液实施颜色去除步骤，和
（g）任选使浓缩的低芥酸菜子蛋白质溶液干燥。
本文提供的低芥酸菜子蛋白质分离物在酸性水环境中是可溶的，并且是新产品。因此，在本发明的另一个方面，提供了低芥酸菜子蛋白质分离物，其具有至少约90 wt%（N x 6.25）d.b.的蛋白质含量，并且占优势地由7S低芥酸菜子蛋白质组成，并且在酸性水环境中是可溶且热稳定的。酸性水环境可以是具有pH约2.5 – 约5的饮料。低芥酸菜子蛋白质分离物可以具有至少约100 wt%（N x 6.25）d.b.的蛋白质含量。
根据本文方法生产的低芥酸菜子蛋白质分离物可以在蛋白质分离物的常规应用中使用，例如加工的食物和饮料的蛋白质强化，油的乳化，烘烤物品中的罐身成形机（body former）和截留气体的产品中的发泡剂。此外，低芥酸菜子蛋白质分离物可以形成在肉类似物中有用的蛋白质纤维，可以在其中卵清用作粘合剂的食品中用作卵清取代物或增量剂。低芥酸菜子蛋白质分离物可以用作营养添加剂。低芥酸菜子蛋白质分离物的其他用途是在宠物食物、动物饲料中以及在工业和化妆品应用中和在个人护理产品中。
低芥酸菜子蛋白质微团块可以通过上述美国专利申请号10/137,371、10/476,230、10/298,678和10/496,071中所述的程序进行制备。
发明总的描述
提供低芥酸菜子蛋白质微团块的方法的起始步骤涉及溶解来自低芥酸菜子油料种子粉的蛋白质材料。从低芥酸菜子种子粉中回收的蛋白质材料可以是低芥酸菜子种子中天然存在的蛋白质，或蛋白质材料可以是通过基因操作修饰但具有天然蛋白质的特有疏水和极性性质的蛋白质。低芥酸菜子粉可以是起因于从具有各种水平的非变性蛋白质的低芥酸菜子油料种子中去除低芥酸菜子油的任何低芥酸菜子粉，例如起因于热己烷提取或冷油挤出法。从低芥酸菜子油料种子中去除低芥酸菜子油通常作为与本文描述的蛋白质分离物回收程序的分开操作实现。
蛋白质溶解通过使用食物级别盐溶液最有效地实现，这是因为盐的存在增强可溶蛋白质从油料种子粉中的取出。当低芥酸菜子蛋白质分离物预期用于非食物用途时，可以使用非食物级别的化学试剂。盐通常是氯化钠，尽管也可以使用其他盐例如氯化钾。盐溶液具有至少约0.05，优选至少约0.10的离子强度，以使得相当大量蛋白质的溶解能够实现。随着盐溶液的离子强度增加，油料种子粉中蛋白质的溶解程度最初增加直至达到最大值。离子强度中的任何后续增加不增加溶解的总蛋白质。促成最大限度蛋白质溶解的食物级别盐溶液的离子强度依赖于有关的盐和选择的油料种子粉而改变。
考虑到随着离子强度渐增蛋白质沉淀所需的稀释程度更大，通常优选利用小于约0.8的离子强度值，并且更优选约0.1 – 约0.15的值。
在分批方法中，蛋白质的盐溶解在约5℃ - 约75℃的温度实现，优选伴随搅动以减少溶解时间，这通常为约10 – 约60分钟。优选实现溶解以从油料种子粉中提取基本上尽可实行所能那样多的蛋白质，以便提供总体高产物得率。
选择约5℃的温度下限，这是因为低于这个温度溶解不切实际地慢，同时由于存在的蛋白质中的一些的变性温度，选择约75℃的优选温度上限。
在连续方法中，从低芥酸菜子油料种子粉中提取蛋白质以与实现从低芥酸菜子油料种子粉中连续提取蛋白质一致的任何方式执行。在一个实施方案中，使低芥酸菜子油料种子粉与食物级别盐溶液连续混合，并且使混合物通过管或导管运输，所述管或导管具有依照本文所述参数足以实现所需提取的长度且在依照本文所述参数足以实现所需提取的流速进行依照本文所述参数足以实现所需提取的停留时间。在此种连续程序中，盐溶解步骤在最高达约10分钟的时间内快速实现，优选以实现溶解以从低芥酸菜子油料种子粉中提取基本上尽可实行所能那样多的蛋白质。连续程序中的溶解在约10℃ - 约75℃的温度实现，优选约15℃ - 约35℃。
食物级别盐水溶液一般具有约5 – 约6.8的pH，优选约5.3 – 约6.2，盐溶液的pH可以调整至在约5 – 约6.8范围内的任何所需值，以用于在需要时通过使用任何方便的酸（通常为盐酸）或碱（通常为氢氧化钠）的提取步骤中使用。
在溶解步骤过程中在食物级别盐溶液中的油料种子粉浓度可以广泛改变。一般浓度值是约5 – 约15％w/v。
使用盐水溶液的蛋白质提取步骤具有溶解低芥酸菜子粉中可能存在的脂肪的另外作用，这随后导致脂肪存在于水相中。
由提取步骤产生的蛋白质溶液一般具有约5 – 约40 g/L的蛋白质浓度，优选约10 – 约30 g/L。
盐水溶液可以包含抗氧化剂。抗氧化剂可以是任何方便的抗氧化剂，例如亚硫酸钠或抗坏血酸。所采用的抗氧化剂的量可以从溶液的约0.01到约1 wt％变化，优选约0.05 wt％。抗氧化剂用于抑制蛋白质溶液中酚类的氧化。
由提取步骤产生的水相随后可以与残留低芥酸菜子粉分离，以任何方便方式，例如通过采用沉降式离心机，随后为盘式离心和/或过滤以取出残留粉。分离的残留粉可以进行干燥用于处置。
最终低芥酸菜子蛋白质分离物的颜色可以在浅色和更少浓黄色方面得到改善，这通过使粉状活性炭或其他色素吸附剂与分离的蛋白质水溶液混合，并且随后方便地通过过滤去除吸附剂，以提供蛋白质溶液来实现。透析过滤也可以用于色素去除。
此种色素去除步骤可以在任何方便条件下执行，一般在分离的蛋白质水溶液的环境温度，采用任何合适的色素吸附剂。对于粉状活性炭，采用约0.025％- 约5％w/v的量，优选约0.05％- 约2％w/v。
当低芥酸菜子种子粉包含显著量的脂肪时，如转让给其受让人且其公开内容引入本文作为参考的美国专利号5,844,086和6,005,076中所述，随后可以对分离的蛋白质水溶液和下文讨论的浓缩的蛋白质水溶液实现本文描述的脱脂步骤。当执行颜色改善步骤时，此种步骤可以在第一个脱脂步骤后实现。
作为用盐水溶液提取油料种子粉的替代方案，此种提取可以使用单独的水进行，尽管单独的水的利用趋于比盐水溶液从油料种子粉中提取更少的蛋白质。当采用此种替代方案时，随后在与残留油料种子粉分离后，可以将以上文讨论浓度的盐加入蛋白质溶液中，以在下述浓缩步骤过程中使蛋白质维持在溶液中。当执行第一个脂肪去除步骤时，一般在此种操作完成后加入盐。
另一个可替代程序是在超过约6.8的相对高pH值，一般最高达约9.9，用食物级别盐溶液提取油料种子粉。通过使用任何方便的食物级别碱，例如氢氧化钠水溶液，食物级别盐溶液的pH可以调整至所需碱性值。可替代地，油料种子粉可以在低于约pH 5的相对低pH，一般降至约pH 3，用盐溶液提取。当采用此种替代方案时，以任何方便形式，例如通过采用沉降式离心机，随后为盘式离心和/或过滤以取出残留粉，然后使由油料种子粉提取步骤产生的水相与残留低芥酸菜子粉分离。分离的残留粉可以进行干燥用于处置。
在如下文讨论的进一步加工前，如上文讨论的，由高或低pH提取步骤产生的蛋白质水溶液随后进行pH调整至约5 – 约6.8的范围，优选约5.3 – 约6.2。合适时，此种pH调整可以使用任何方便的酸（通常为盐酸）或碱（通常为氢氧化钠）实现。
使蛋白质水溶液浓缩，以增加其蛋白质浓度，同时维持其离子强度基本上恒定。一般实现此种浓缩，以提供具有至少约50 g/L、优选至少约200 g/L、更优选至少约250 g/L蛋白质浓度的浓缩的蛋白质溶液。
浓缩步骤可以以与分批或连续操作一致的任何方便方式实现，例如通过采用任何方便的选择性膜技术，例如超滤或透析过滤，使用具有合适分子量截断的膜例如中空纤维膜或螺旋缠绕膜，所述分子量截断例如约3,000 - 约100,000道尔顿，优选约5,000 - 约10,000道尔顿，考虑不同膜材料和构型，并且对于连续操作，尺寸确定为当蛋白质水溶液经过膜时允许所需浓缩程度。
如众所周知的，超滤和相似的选择性膜技术允许低分子量种类经过膜，同时阻止较高分子量种类经过膜。低分子量种类不仅包括食物级别盐的离子种类，而且还包括从来源材料提取的低分子量材料，例如碳水化合物、色素和抗营养因子，以及任何低分子量形式的蛋白质。膜的分子量截断通常考虑不同膜材料和构型选择为确保相当大比例的蛋白质保留在溶液中，同时允许污染物经过。
随后可以对浓缩的蛋白质溶液实施透析过滤步骤，其中使用与提取溶液相同体积摩尔浓度和pH的盐水溶液。此种透析过滤可以使用约2 - 约20体积的透析过滤溶液实现，优选约5 - 约10体积的透析过滤溶液。在透析过滤操作中，通过与渗透物（permeate）一起经过膜从蛋白质水溶液中去除进一步量的污染物。可以实现透析过滤操作直至无显著进一步量的污染物和可见颜色存在于渗透物中。此种透析过滤可以使用与用于浓缩步骤相同的膜实现。然而，若需要，则透析过滤步骤可以使用具有不同分子量截断的分开膜实现，例如具有约3,000 - 约100,000道尔顿范围中的分子量截断的膜，优选约5,000 - 约10,000道尔顿，考虑不同膜材料和构型。
抗氧化剂在透析过滤步骤的至少部分过程中可以存在于透析过滤介质中。抗氧化剂可以是任何方便的抗氧化剂，例如亚硫酸钠或抗坏血酸。在透析过滤介质中采用的抗氧化剂的量依赖于所采用的材料，并且可以从约0.01到约1 wt％变化，优选约0.05 wt％。抗氧化剂用于抑制浓缩的低芥酸菜子蛋白质分离物溶液中存在的酚类的氧化。
浓缩步骤和透析过滤步骤可以在任何方便的温度实现，一般约20℃ - 约60℃，优选约20 – 约30℃，并且进行实现所需浓缩程度的时间段。对于一些程度使用的温度和其他条件依赖于用于实现溶液浓缩和所需蛋白质浓度的膜设备。
如美国专利号5,844,086和6,005,076中所述，若需要，则可以对浓缩且任选透析过滤的蛋白质溶液实施进一步的脱脂操作。
可以对浓缩且任选透析过滤的蛋白质溶液实施颜色去除操作，作为上述颜色去除操作的替代方案。在本文中可以使用粉状活性炭以及粒状活性炭（GAC）。可以用作颜色吸附剂的另一种材料是聚乙烯吡咯烷酮。
颜色吸附剂处理步骤可以在任何方便的条件下执行，一般在低芥酸菜子蛋白质溶液的环境温度。对于粉状活性炭，可以使用约0.025％- 约5％w/v的量，优选约0.05％- 约2％w/v。当聚乙烯吡咯烷酮用作颜色吸附试剂时，可以使用约0.5％- 约5％w/v的量，优选约2％- 约3％w/v。通过任何方便的方式例如通过过滤，可以从低芥酸菜子蛋白质溶液去除颜色吸附剂。
可以对由任选的颜色去除步骤产生的浓缩且任选透析过滤的蛋白质溶液实施巴氏灭菌，以减少微生物负荷。此种巴氏灭菌可以在任何所需巴氏灭菌条件下实现。一般地，使浓缩且任选透析过滤的蛋白质溶液加热至约55℃ - 约70℃的温度，优选约60℃ - 约65℃，进行约10 – 约15分钟，优选约10分钟。巴氏灭菌的浓缩的蛋白质溶液随后可以冷却用于如下所述的进一步加工，优选至约25℃ - 约40℃的温度。
依赖于浓缩步骤和任选的透析过滤步骤中采用的温度，以及无论巴氏灭菌步骤是否实现，可以使浓缩的蛋白质溶液加热至至少约20℃的温度，并且最高达约60℃，优选约25℃ - 约40℃，以降低浓缩的蛋白质溶液的粘度，以促进后续稀释步骤的性能和微团形成。浓缩的蛋白质溶液不应加热超过在其以上通过冷水稀释不发生微团形成的温度。
由浓缩步骤和任选的透析过滤步骤、任选的颜色去除步骤、任选的巴氏灭菌步骤和任选的脱脂步骤产生的浓缩的蛋白质溶液随后进行稀释，以实现微团形成，这通过使浓缩的蛋白质溶液与具有达到所需稀释程度所需体积的冷水混合来实现。依赖于希望通过微团途径获得的低芥酸菜子蛋白质比例和来自上清液的比例，可以改变浓缩的蛋白质溶液的稀释程度。一般而言，用较低稀释水平，较大比例的低芥酸菜子蛋白质保留在水相中。
当希望通过微团途径提供最大比例的蛋白质时，使浓缩的蛋白质溶液稀释约5倍 – 约25倍，优选约10倍 – 约20倍。
浓缩的蛋白质溶液与之混合的冷水具有小于约15℃的温度，一般约1℃ - 约15℃，优选小于约10℃，这是因为在使用的稀释因子下用这些较冷的温度获得蛋白质微团块形式的蛋白质分离物的改善的得率。
在分批操作中，如上文讨论的，将浓缩的蛋白质溶液的批料加入具有所需体积的静止冷水体中。浓缩的蛋白质溶液的稀释和离子强度中的因此降低促使形成微团形式的不连续蛋白质小滴形式的高度结合蛋白质分子的云状块。在分批程序中，允许蛋白质微团在冷水体中沉降，以形成聚集、凝聚、致密、无定形的粘性面筋样蛋白质微团块（PMM）。例如通过离心可以帮助沉降。此种诱导的沉降降低蛋白质微团块的液体含量，从而使含湿量一般从总微团块的约70重量％ - 约95重量％降低到一般约50重量％ - 约80重量％的值。以这种方式降低微团块的含湿量还降低微团块的封闭含盐量，并且因此降低干燥分离物的含盐量。
可替代地，通过使浓缩的蛋白质溶液连续经过T形管的一个入口，同时将稀释水供应给T形管的另一个入口，允许在管中混合，可以连续执行稀释操作。以足以达到浓缩的蛋白质溶液所需稀释程度的速率，将稀释水供应到T形管内。
浓缩的蛋白质溶液和稀释水在管中的混合起始蛋白质微团形成，并且混合物从T形管的出口连续供应到沉降容器内，当充满时，允许上清液从其中溢流。混合物优选以使液体主体内的紊流降到最低的方式供应到沉降容器中的液体主体内。
在连续程序中，允许蛋白质微团沉降在沉降容器中，以形成聚集、凝聚、致密、无定形、粘性、面筋样蛋白质微团块（PMM），并且程序继续直至所需量的PMM已累积在沉降容器的底部中，在其上从沉降容器中取出累积的PMM。代替通过沉淀作用沉降，PMM可以通过离心连续分离。
使蛋白质溶液浓缩至至少约200 g/L的优选蛋白质含量的方法参数和约10 – 约20的稀释因子的使用组合，导致在从原始粉提取物中回收蛋白质微团块形式的蛋白质方面更高的得率，通常是显著更高的得率，以及在蛋白质含量方面比使用在上述美国专利中讨论的已知现有技术蛋白质分离物形成程序中的任何一种达到的纯得多的分离物。
与分批方法相比较，通过利用用于回收低芥酸菜子蛋白质分离物的连续方法，起始蛋白质提取步骤对于相同水平的蛋白质提取可以在时间中显著减少，并且在提取步骤中可以采用显著更高的温度。此外，在连续操作中，存在比分批程序中更少的污染机会，从而导致更高的产物质量，并且方法可以在更紧凑的设备中执行。
使沉降的PMM与残留水相或上清液分离，例如通过从沉降的块倾析残留水相或经由离心。PMM可以以湿形式使用，或可以通过任何方便技术例如喷雾干燥或冷冻干燥进行干燥，至干燥形式。干燥PMM具有高蛋白质含量，超过约90 wt％蛋白质，优选至少约100 wt％蛋白质（计算为N x 6.25），并且是基本上不变性的（如通过差示扫描量热法测定的）。当需要时采用USPs 5,844,086和6,005,076的程序时，从脂肪油料种子粉中分离的干燥PMM也具有低残留脂肪含量，其可以低于约1 wt％。
如前述美国专利申请号10/413,371中所述，PMM占优势地由7S低芥酸菜子蛋白质组成，具有约60 – 98 wt%7S蛋白质、约1 – 约15 wt% 12S蛋白质和0 – 约25 wt% 2S蛋白质的蛋白质组分组成。
根据本发明，PMM以湿或干形式进行加工，以提供具有酸性或天然pH的澄清溶液。天然pH溶液在干燥时，产生可以在天然pH下在水中再溶解的产物，或在就其预期应用进行重构时随后可以进行酸化，以提供澄清酸性溶液。
对于约5 – 约50 wt％、优选约15 – 约25 wt％的蛋白质总浓度，最初使用在根据蛋白质的基础上的约1.5 – 约15 wt％、优选约2 – 约3wt％钙盐和足够的水，使PMM溶解。加入低芥酸菜子蛋白质水溶液中的钙盐可以为任何所需形式，例如干燥粉末/薄片或其浓缩水溶液。钙盐方便地是氯化钙，尽管也可以使用其他钙盐。
在加入氯化钙后，使低芥酸菜子蛋白质水溶液稀释约1 – 约20倍、优选约1 – 约3倍，以降低样品的粘度。例如通过离心和/或过滤从稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液中取出样品中存在的沉积肌醇六磷酸钙，以获得澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液，这可以通过任何方便程序例如喷雾干燥进行干燥，以提供低芥酸菜子蛋白质分离物。
随后任选使澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液的pH调整至约2.0 – 约4.0的值、优选约2.9 – 约3.2。pH调整可以以任何方便方式例如通过添加盐酸实现。澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液保持澄清，以导致酸化的澄清的低芥酸菜子蛋白质溶液，这可以通过任何方便程序例如喷雾干燥进行干燥，以提供低芥酸菜子蛋白质分离物。
酸化的澄清的低芥酸菜子蛋白质溶液或任选地天然pH溶液任选进行浓缩至约50 – 约200 g/L、优选约80 - 约150 g/L的浓度，这通过使用选择性膜技术实现，例如上文对于在PMM形成过程中的浓缩步骤描述的。
随后可以对浓缩的澄清的低芥酸菜子蛋白质溶液实施透析过滤步骤，其中使用在与蛋白质溶液相同pH和相同导电性或比蛋白质溶液更低导电性的水、酸化水或盐水。此种透析过滤可以使用约2 – 约20体积的透析过滤溶液实现，优选约5 – 约10体积的透析过滤溶液。在透析过滤操作中，通过与渗透物一起经过膜从水溶液中去除进一步量的污染物。可以实现透析过滤操作直至无显著进一步量的污染物和可见颜色存在于渗透物中。此种透析过滤可以使用与用于浓缩步骤相同的膜实现。然而，若需要，则透析过滤可以使用分开的膜实现，例如具有约3,000 - 约100,000道尔顿、优选约5,000 - 约10,000道尔顿的分子量截断的膜，考虑不同膜材料和构型。
抗氧化剂在透析过滤步骤的至少部分过程中可以存在于透析过滤溶液中。抗氧化剂可以是任何方便的抗氧化剂，例如亚硫酸钠或抗坏血酸。在透析过滤介质中采用的抗氧化剂的量依赖于所采用的材料，并且可以从约0.01到约1 wt％变化，优选约0.05 wt％。抗氧化剂用于抑制浓缩的低芥酸菜子蛋白质分离物溶液中存在的酚类的氧化。
可以对所得到的澄清的浓缩的低芥酸菜子蛋白质溶液实施任选的颜色去除操作，例如在PMM形成操作中对浓缩的低芥酸菜子蛋白质溶液实现的那种，其中使用粒状活性炭。
浓缩的任选脱色的低芥酸菜子蛋白质溶液可以通过任何方便程序例如喷雾干燥进行干燥。干燥的低芥酸菜子蛋白质分离物具有高蛋白质含量，超过约90 wt％蛋白质、优选至少约100 wt%（N x 6.25）d.b.。
本文生产的低芥酸菜子蛋白质分离物包含清蛋白和球蛋白级分，并且在酸性水环境中是可溶的，从而使得分离物对于掺入碳酸和非碳酸饮料内是理想的，以对其提供蛋白质强化。此种饮料具有约2.5 – 约5的广泛范围的酸性pH值。本文提供的低芥酸菜子蛋白质分离物可以以任何方便的量加入此种饮料中，以对此种饮料提供蛋白质强化，例如至少约5 g低芥酸菜子蛋白质分离物/12流体盎司量。加入的低芥酸菜子蛋白质分离物在饮料中完全溶解，并且即使在热加工后也不损害饮料的透明度。在通过在水中溶解重构饮料前，低芥酸菜子蛋白质分离物可以与干燥饮料掺合。
实施例
实施例1：
这个实施例描述了由低芥酸菜子油料种子粉制备低芥酸菜子蛋白质微团块。
在环境温度将‘a’kg低芥酸菜子粉添加到‘b’L‘c’M NaCl溶液，并且搅动30分钟以提供蛋白质水溶液。取出残留低芥酸菜子粉，并且通过离心使所得到的蛋白质溶液部分澄清，以生产具有‘e’重量％蛋白质含量的‘d’L部分澄清的蛋白质溶液。随后使部分澄清的蛋白质溶液过滤以进一步澄清，从而导致具有按重量计‘g’蛋白质含量的体积‘f’的溶液。
通过在具有‘j’道尔顿分子量截断的聚醚砜（PES）膜上浓缩，使‘h’L等分试样的蛋白质提取物溶液减少至‘i’kg。所得到的浓缩的蛋白质溶液具有‘k’重量％的蛋白质含量。
在‘l’℃将浓缩的溶液‘m’倍稀释到具有温度‘n’℃的冷RO水内。立即形成白色云状物，并且允许其沉降。取出上部稀释水，并且通过离心回收沉淀的、粘稠、粘性块（PMM），得率为‘o’wt％过滤的蛋白质溶液。参数‘a’至‘o’在下表I中阐述：
表I
Figure 200980132190X100002DEST_PATH_IMAGE001
实施例2：
这个实施例描述了将来自实施例1的产物加工成在酸性水介质中可溶的低芥酸菜子蛋白质分离物。
使具有约‘c’wt％蛋白质含量的来自批次‘b’的‘a’kg PMM在‘d’L‘e’M盐水中再溶解，以提供具有‘f’％蛋白质含量的溶液。
随后通过添加CaCl2使这种溶液的导电性升高至‘g’mS，所述CaCl2来自通过使77 wt%薄片CaCl2溶解于RO水中制备的浓缩溶液。
‘h’L这种溶液随后在‘j’L室温RO水中‘i’稀释。在稀释后，未形成沉淀（pellet）但溶液相当混浊。通过离心和过滤去除浅绿色着色的沉淀物，以产生具有‘l’wt％蛋白质含量的‘k’L澄清溶液。
随后用HCl使澄清的蛋白质溶液调整至pH‘m’。具有分子量截断10,000道尔顿的PES膜用于使pH 3调整的滤液浓缩至体积‘o’L的约‘n’wt％蛋白质。
使‘p’L等分试样的保留物(retentate)运行经过300 ml GAC柱，以确定GAC是否提供任何颜色或味道改善。GAC处理的材料随后进行喷雾干燥，以提供具有‘q’%（N x 6.25）d.b.蛋白质含量的干燥产物。给予产物名称‘b’ C307C。
使剩余‘r’L保留物喷雾干燥，以提供具有‘s’ %（N x 6.25）d.b.蛋白质含量的干燥产物。给予产物名称‘b’ C307。参数‘a’至‘s’在下表II中阐述：
表II
Figure 98065DEST_PATH_IMAGE002
实施例3：
这个实施例描述了将来自实施例1的产物加工成在酸性水介质中可溶的低芥酸菜子蛋白质分离物的可替代方法。
用‘c’wt％（在根据蛋白质的基础上）CaCl2和‘d’L RO水使来自批次‘b’的‘a’kg PMM再溶解，以制备具有‘f’wt％蛋白质含量的‘e’kg蛋白质溶液。用‘g’体积的室温RO水稀释再溶解的PMM。通过离心去除浅绿色着色的沉淀物。所得到的具有‘i’wt％蛋白质含量的‘h’kg离心分离液（centrate）随后用HCl调整至pH‘j’。随后以速率‘l’BV/小时使酸化的澄清蛋白质溶液经过具有与蛋白质溶液相同pH和导电性的‘k’L粒状活性炭。
具有‘m’蛋白质含量和‘n’kg质量的GAC处理的溶液随后进行喷雾干燥，以产生具有‘o’%（N x 6.25）d.b.蛋白质含量的干燥产物。给予产物名称‘b’ C307C。参数‘a’至‘o’在下表III中阐述：
表III
Figure 200980132190X100002DEST_PATH_IMAGE003
实施例4：
这个实施例描述了将来自实施例1的产物加工成天然pH的低芥酸菜子蛋白质分离物的方法，所述低芥酸菜子蛋白质分离物可以照原来样子使用或在应用前酸化以产生澄清溶液。
用‘c’wt％（在根据蛋白质的基础上）CaCl2和‘d’L RO水使来自批次‘b’的‘a’kg PMM再溶解，以制备具有‘f’wt％蛋白质含量的‘e’kg蛋白质溶液。用‘g’体积的室温RO水稀释再溶解的PMM。形成浅绿色着色的沉淀物并且通过离心去除。所得到的具有‘i’wt％蛋白质含量的‘h’kg离心分离液（centrate）随后以速率‘k’BV/小时经过具有与蛋白质溶液相同pH和导电性的‘j’L粒状活性炭。
具有‘l’蛋白质含量和‘m’kg质量的GAC处理的溶液随后进行喷雾干燥，以产生具有‘n’%（N x 6.25）d.b.蛋白质含量的干燥产物。给予产物名称‘b’ C307C。参数‘a’至‘n’在下表IV中阐述：
表IV
Figure 438041DEST_PATH_IMAGE004
公开内容的概括
本公开内容总的来说，本发明提供了用于由低芥酸菜子蛋白质微团块形成低芥酸菜子蛋白质分离物的新方法，所述低芥酸菜子蛋白质分离物在酸性水环境中是可溶和透明和热稳定的，并且在天然pH水环境中也是可溶的。修饰在本发明的范围内是可能的。

Claims (26)

1. 一种形成低芥酸菜子蛋白质分离物的方法，其包括
（a）使用浓度约1.5 – 约15 wt％（在根据蛋白质的基础上）的钙盐水溶液使低芥酸菜子蛋白质微团块溶解，以形成具有约5 – 约50 wt％（在根据蛋白质的基础上）蛋白质浓度的低芥酸菜子蛋白质溶液，和
（b）使所述低芥酸菜子蛋白质分离物稀释约1 – 约20倍。
2. 权利要求1中要求的方法，其中所述钙盐是氯化钙，并且以浓度约2 – 约3 wt％（在根据蛋白质的基础上）使用。
3. 权利要求2中要求的方法，其中所述低芥酸菜子蛋白质溶液具有约15 – 约25 wt％的蛋白质浓度。
4. 权利要求1中要求的方法，其中所述低芥酸菜子蛋白质溶液稀释约1 – 约3倍。
5. 权利要求1中要求的方法，在稀释步骤后，去除沉积的肌醇六磷酸，以提供澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液。
6. 权利要求5的方法，其中使所述澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液干燥，以产生具有至少约90 wt％（N x 6.25）d.b.蛋白质含量的低芥酸菜子蛋白质分离物。
7. 权利要求5的方法，其中通过使用选择性膜技术，使所述澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液浓缩至约50 – 约200 g/L的浓度，以提供浓缩的澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液。
8. 权利要求7的方法，其中使所述澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液浓缩至约80 - 150 g/L的浓度。
9. 权利要求7的方法，其中使用约2 - 约20体积的透析过滤溶液，对所述浓缩的澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液实施透析过滤，以提供浓缩且透析过滤的澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液。
10. 权利要求9的方法，其中用约5 - 约10体积的透析过滤溶液，对所述浓缩的澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液实施透析过滤。
11. 权利要求9的方法，其中在所述透析过滤步骤的至少部分过程中在所述透析过滤溶液中存在抗氧化剂。
12. 权利要求9的方法，其中对所述浓缩且透析过滤的澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液实施颜色去除步骤。
13. 权利要求12的方法，其中使所述颜色去除步骤的产物干燥，以产生具有至少约90 wt％（N x 6.25）d.b.蛋白质含量的低芥酸菜子蛋白质分离物。
14. 权利要求5中要求的方法，其中使所述澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液的pH调整至约2.0 – 约4.0的值，以导致酸化的澄清的低芥酸菜子蛋白质溶液。
15. 权利要求14中要求的方法，其中使所述澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液的pH调整至约2.9 – 约3.2的值。
16. 权利要求14的方法，其中使所述酸化的澄清的低芥酸菜子蛋白质溶液干燥，以产生具有至少约90 wt％（N x 6.25）d.b.蛋白质含量的低芥酸菜子蛋白质分离物。
17. 权利要求5的方法，其中通过使用选择性膜技术，使所述酸化的澄清的低芥酸菜子蛋白质溶液浓缩至约50 – 约200 g/L的浓度，以产生浓缩的澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液。
18. 权利要求17的方法，其中使所述酸化的澄清的低芥酸菜子蛋白质溶液浓缩至约80 - 150 g/L的浓度。
19. 权利要求17的方法，其中使用约2 - 约20体积的透析过滤溶液，对所述酸化的澄清的低芥酸菜子蛋白质溶液实施透析过滤，以提供浓缩且透析过滤的澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液。
20. 权利要求19的方法，其中用约5 - 约10体积的透析过滤溶液，对所述酸化的澄清的低芥酸菜子蛋白质溶液实施透析过滤。
21. 权利要求19的方法，其中在所述透析过滤步骤的至少部分过程中在所述透析过滤溶液中存在抗氧化剂。
22. 权利要求19的方法，其中对所述浓缩且透析过滤的澄清的稀释的低芥酸菜子蛋白质水溶液实施颜色去除步骤。
23. 权利要求22的方法，其中使所述颜色去除步骤的产物干燥，以产生具有至少约90 wt％（N x 6.25）d.b.蛋白质含量的低芥酸菜子蛋白质分离物。
24. 一种低芥酸菜子蛋白质分离物，其具有至少约90 wt％（N x 6.25）d.b.的蛋白质含量，并且占优势地由7S低芥酸菜子蛋白质组成，并且在酸性水环境中是可溶且热稳定的。
25. 权利要求24的低芥酸菜子蛋白质分离物，其中所述酸性水环境是具有pH约2.5 – 约5的饮料。
26. 权利要求24的低芥酸菜子蛋白质分离物，其具有至少约100 wt％（N x 6.25）d.b.的蛋白质含量。
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