CN105324040A - 烟草衍生的蛋白质组合物 - Google Patents

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Abstract

本公开描述了用于纯化富含蛋白质的提取物以提供浓缩物和分离物的方法以及用于将这些材料并入到产品中的方法。所述纯化方法适用于从提取物中去除灰分、金属盐、生物碱、微粒、重金属、以及其它杂质和/或污染物中的一种或多种以及改变提取物的感官特征(例如气味、颜色和/或味道特征)。所述方法一般包括渗滤、使用官能化的树脂处理以及超临界提取。提供了一种呈浓缩物或分离物形式的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物包括从烟草属(Nicotiana)种植物中提取的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合，其中所述蛋白质组合物的特征在于以下各项中的一种或多种：少于约15重量％的灰分含量；少于约10μg/g的尼古丁含量；以及少于约60μg/g的重金属含量。

Description

烟草衍生的蛋白质组合物
技术领域
本发明主要涉及由烟草制成或衍生或以其它方式包含烟草或烟草的组分并且意图用于人类食用的产品。特别要关注的是由来自烟草属种的植物或植物的部分获得或衍生的成分或组分。
背景技术
已经提出了烟草的许多用途。举例来说，烟草已经在烟斗中被抽吸，并且烟草已经被用于在香烟和雪茄中进行抽吸。参见例如《烟草生产、化学以及技术》(TobaccoProduction,ChemistryandTechnology),Davis等(编著)第346页(1999)。近年来，已经提出了提供吸烟的许多感觉，但是没有递送由燃烧烟草产生的相当大量的不完全燃烧和热解产物的各种方式。参见例如以下文献中所述的背景技术：Borschke等的美国专利号7,503,330和Robinson等的美国专利号7,726,320、以及2013年3月15日提交的Novak,III等的美国专利申请序列号13/840,264和2012年10月9日提交的Gerardi的美国专利申请序列号13/647,670。烟草还已经以所谓的无烟形式被享用。参见例如Byrd等的美国专利公开2012/0272976中所述的背景技术。此外，衍生自烟草的各种材料已经被提出在某些工业应用中具有用途。参见例如Ressler的美国专利号2,098,836；Hockenyos的美国专利号2,232,662；Wildman等的美国专利号4,347,324；和Wildman等的美国专利号4,289,147、以及DeVall的美国专利公开号2011/01287681和Coleman等的美国专利公开号2012/0260929。
在2013年3月14日提交的Mua等的美国专利申请13/830,063中已经提出了从烟草和烟草组分中提取蛋白质的方法。将期望提供一种用于可用于制造吸烟制品和/或无烟烟草产品的烟草制剂中以及用于并入到诸如营养补充剂的其它产品中的纯化的烟草衍生的蛋白质组合物。
发明内容
本发明提供了衍生自植物，特别是衍生自烟草属种植物的材料。在优选的实施方案中，所述材料是以可以被认为是纯化形式的形式提供的。本发明还提供了用于从植物(例如烟草属种)中提取组分的方法、以及用于加工那些组分的方法。具体来说，本发明提供了衍生自烟草材料的蛋白质浓缩物、分离物、以及其它形式的产物；用于获得这些蛋白质浓缩物、分离物以及其它形式的产物的方法；以及用于将这些蛋白质浓缩物、分离物、以及其它形式的产物并入到各种类型的组合物中的方法。
在本发明的一个方面，提供了一种用于减少富含蛋白质的材料中不希望有的组分的含量的方法，所述方法包括：a)提供包含RuBisCO、F2级分蛋白或其组合(例如以至少约40重量％的量)的植物衍生的富含蛋白质的材料，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料还包含不希望有的组分；b)将所述植物衍生的富含蛋白质的材料的至少一部分溶解在溶剂中以形成溶液；以及c)通过使所述溶液穿过一个或多个超滤膜使所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液经受渗滤以得到保留物，所述保留物包含与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比具有减少量的不希望有的组分的蛋白质浓缩物或分离物。在优选的实施方案中，所述不希望有的组分包括灰分、金属、颗粒状固体、生物碱(例如尼古丁)等。
对于前述方法，所述渗滤的具体参数可以不同。举例来说，在一些实施方案中，所述溶剂可以包括具有水性特征的液体(例如水，包括纯化水、去离子水、自来水等)。在一些实施方案中，所述溶剂是碱性的(具有大于7的pH值)。所述植物衍生的富含蛋白质的材料可以不同并且在某些实施方案中，包括来自烟草属种植物的材料。在一些实施方案中，所述超滤膜可以具有约1kDa至约150kDa的截留分子量。举例来说，所述超滤膜可以具有约5kDa的截留分子量。
在一些实施方案中，在这种方法之后，与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比，所述蛋白质浓缩物或分离物可以具有减少了至少约25％的灰分含量。在某些实施方案中，所述蛋白质浓缩物或分离物具有少于约10重量％的灰分含量。在一些实施方案中，在这种方法之后，所述蛋白质浓缩物或分离物可以具有少于约5μg/g的尼古丁含量。在某些实施方案中，所述蛋白质浓缩物或分离物具有少于约1μg/g的尼古丁含量。
在本发明的另一个方面，提供了一种用于减少富含蛋白质的材料中不希望有的组分的含量的方法，所述方法包括：a)提供包含RuBisCO、F2级分蛋白或其组合(例如以至少约40重量％的量)的植物衍生的富含蛋白质的材料，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料还包含不希望有的组分；b)将所述植物衍生的富含蛋白质的材料的至少一部分溶解在溶剂中以形成溶液；c)使所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液与官能化的树脂接触以得到经过处理的溶液，所述经过处理的溶液包含具有减少量的不希望有的组分含量的蛋白质浓缩物或分离物；以及d)将所述经过处理的溶液与所述官能化的树脂分离。在前述方法的优选实施方案中，所述不希望有的组分是重金属，如铜、镉、铅、镍以及其组合。
对于前述方法，所述接触步骤的具体参数可以不同。举例来说，在一些实施方案中，所述溶剂可以包括具有水性特征的液体(例如水，包括纯化水、去离子水、自来水等)。在一些实施方案中，所述溶剂是碱性的(具有大于7的pH值)。所述植物衍生的富含蛋白质的材料可以不同并且在某些实施方案中，包括来自烟草属种植物的材料。在某些实施方案中，所述接触步骤包括将所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液连同所述官能化的树脂一起搅拌。在其它实施方案中，所述接触步骤包括使所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液穿过包含所述官能化树脂的柱。
所述官能化的树脂的组成可以不同。举例来说，所述官能化的树脂可以包括被三胺四乙酸基或其盐(例如三胺四乙酸钠盐基团)官能化的树脂。所述接触步骤可以任选地在高温(例如约室温至约80℃)下进行。所述接触步骤可以任选地包括搅动所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液和所述官能化的树脂(例如通过搅拌、振荡或其组合)。
在一些实施方案中，在这种方法之后，与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比，所述蛋白质浓缩物或分离物可以具有减少了至少约25％的量的铜、镉、铅以及镍中的一种或多种。在某些实施方案中，与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比，所述蛋白质浓缩物或分离物具有减少了至少约50％的量的铜、镉、铅以及镍中的一种或多种。
在本发明的另一个方面，提供了一种用于改变富含蛋白质的材料的感官特征(例如气味和/或味道特征)的方法，所述方法包括：a)提供包含RuBisCO、F2级分蛋白或其组合(例如以至少约40重量％的量)的植物衍生的富含蛋白质的材料，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料还表现出初始的气味或味道；b)使用溶剂在所述溶剂处在超临界状态同时从所述富含蛋白质的提取物中提取组分以提供具有改变了的气味和/或味道的蛋白质浓缩物或分离物；以及c)将所述蛋白质浓缩物或分离物与未提取的残余物分离。在一些优选的实施方案中，所述对感官特征的改变包括气味减少。在一些优选的实施方案中，所述对感官特征的改变包括味道特征的改变。
对于前述方法，所述经受超临界提取的植物衍生的富含蛋白质的材料可以例如以喷雾干燥或冷冻干燥的形式提供。所述方法还可以任选地包括在提取步骤之前用水润湿所述植物衍生的富含蛋白质的材料以提供具有约1重量％至约50重量％水分的植物衍生的富含蛋白质的材料。在一些实施方案中，所述提取溶剂可以包含超临界二氧化碳。所述溶剂可以任选地包含最多约30体积％的量的改性剂。示例性改性剂包括但不限于由以下各项组成的组：乙醇、1-丁醇、异丙醇、甲醇、1-丙醇以及其混合物。
在某些实施方案中，在处理后，所述蛋白质浓缩物或分离物的特征在于与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比咸味减少。在一些实施方案中，所述蛋白质浓缩物或分离物的特征在于与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比尼古丁减少。举例来说，在一些实施方案中，所述方法可以使得尼古丁减少至少约80％。
在本发明的再另一个方面，提供了一种用于减少富含蛋白质的材料的不希望有的组分的含量和/或改变所述富含蛋白质的材料的感官特征的方法，所述方法包括提供包含RuBisCO、F2级分蛋白或其组合(例如以干重计至少约40％的量)的植物衍生的富含蛋白质的材料，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料还包含选自由以下各项组成的组的一种或多种不希望有的特征或杂质：灰分、尼古丁、重金属、气味、味道或其组合；以及以下步骤中的一个或多个：a)将所述植物衍生的富含蛋白质的材料的至少一部分溶解在溶剂中以形成溶液并且通过使所述溶液穿过一个或多个超滤膜使所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液经受渗滤以得到保留物，所述保留物包含与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比具有减少量的灰分、尼古丁或其组合的蛋白质浓缩物或分离物；b)将所述植物衍生的富含蛋白质的材料的至少一部分溶解在溶剂中以形成溶液，使所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液与官能化的树脂接触以得到经过处理的溶液，所述经过处理的溶液包含具有减少量的铜、镉、铅、以及镍中的一种或多种的蛋白质浓缩物或分离物，并且将所述经过处理的溶液与所述官能化的树脂分离；以及c)使用溶剂，在所述溶剂处在超临界状态同时从所述富含蛋白质的提取物中提取组分以提供具有改变了的气味、味道或其组合的蛋白质浓缩物或分离物，并且将所述蛋白质浓缩物或分离物与未提取的残余物分离。
根据本公开还提供了根据本文所述的方法中的任一种所获得的蛋白质浓缩物或分离物。本发明的其它方面提供了包含根据这些方法所提供的蛋白质浓缩物或分离物的膳食补充剂、食品、饮料、个人护理物品、药物产品或宠物食品。
在一个方面，本发明提供了一种呈蛋白质浓缩物或分离物形式的蛋白质组合物，所述蛋白质浓缩物或分离物包含从烟草属种植物中提取的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合，其中所述蛋白质浓缩物或分离物的特征在于以下各项中的一种或多种：a)以干重计少于约15重量％(例如以干重计少于约10重量％)的灰分含量；b)少于约10μg/g(例如少于约5μg/g)的尼古丁含量；以及c)少于约60μg/g(例如少于约50μg/g或少于约40μg/g)的重金属含量。
在某些实施方案中，在本发明的蛋白质组合物中RuBisCO、F2级分蛋白或其组合的干重是至少约70％、至少约80％、或至少约90％。在某些实施方案中，在本发明的蛋白质组合物中镉、铜、铅以及镍的组合浓度少于约40μg/g或少于约20μg/g。有利的是，本发明的蛋白质组合物是无气味的。
在又另一个方面，本发明提供了包含本文所述的或通过本文所述的方法制成的蛋白质组合物的膳食补充剂、食品、饮料、个人护理物品、药物产品或宠物食品。
本发明包括但不限于以下实施方案。
实施方案1：一种用于改变植物衍生的富含蛋白质的材料的含量或感官特征的方法，所述方法包括接收包含RuBisCO、F2级分蛋白或其组合的植物衍生的富含蛋白质的材料，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料还包含选自由以下各项组成的组的一种或多种不希望有的特征或杂质：灰分、尼古丁、重金属、气味、味道或其组合；并且还包括以下步骤中的一个或多个：a)将所述植物衍生的富含蛋白质的材料的至少一部分溶解在溶剂中以形成溶液并且通过使所述溶液穿过一个或多个超滤膜使所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液经受渗滤以得到保留物，所述保留物包含与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比具有减少量的灰分、尼古丁或其组合的蛋白质浓缩物或分离物；b)将所述植物衍生的富含蛋白质的材料的至少一部分溶解在溶剂中以形成溶液，使所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液与官能化的树脂接触以得到经过处理的溶液，所述经过处理的溶液包含具有减少量的铜、镉、铅、以及镍中的一种或多种的蛋白质浓缩物或分离物，并且将所述经过处理的溶液与所述官能化的树脂分离；以及c)使用溶剂，在所述溶剂处在超临界状态同时从所述富含蛋白质的提取物中提取组分以提供具有改变了的气味、味道或其组合的蛋白质浓缩物或分离物，并且将所述蛋白质浓缩物或分离物与未提取的残余物分离。
实施方案2：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述溶剂是水性的。
实施方案3：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述溶剂具有大于7的pH值。
实施方案4：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料包括来自烟草属种植物的材料。
实施方案5：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料包含至少约40％的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合。
实施方案6：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料呈喷雾干燥的形式或冷冻干燥的形式。
实施方案7：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中所述一个或多个超滤膜具有约1kDa至约150kDa的截留分子量。
实施方案8：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中所述经受步骤包括使所述溶液穿过具有约5kDa的截留分子量的超滤膜。
实施方案9：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比，所述蛋白质浓缩物或分离物具有减少了至少约25％的灰分含量。
实施方案10：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中所述蛋白质浓缩物或分离物具有少于约10重量％的灰分含量。
实施方案11：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中所述蛋白质浓缩物或分离物具有少于约5μg/g的尼古丁含量。
实施方案12：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中所述蛋白质浓缩物或分离物具有少于约1μg/g的尼古丁含量。
实施方案13：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤b)，并且其中所述接触步骤包括将所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液连同所述官能化的树脂一起搅拌；搅动所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液和所述官能化的树脂；或使所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液穿过包含所述官能化树脂的柱。
实施方案14：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤b)，并且其中所述官能化的树脂包括被三胺四乙酸基或其盐官能化的树脂。
实施方案15：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤b)，并且其中在约室温至约80℃的温度下进行所述接触步骤。
实施方案16：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤b)，并且其中与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比，所述蛋白质浓缩物或分离物具有减少了至少约25％的量的铜、镉、铅以及镍中的一种或多种。
实施方案17：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤b)，并且其中与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比，所述蛋白质浓缩物或分离物具有减少了至少约50％的量的铜、镉、铅以及镍中的一种或多种。
实施方案18：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤c)，并且其中所述方法还包括在所述提取步骤之前使用水润湿所述植物衍生的富含蛋白质的材料以提供具有约1重量％至约50重量％的水分的植物衍生的富含蛋白质的材料。
实施方案19：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤c)，并且其中所述溶剂包含超临界二氧化碳。
实施方案20：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤c)，并且其中所述溶剂还包含最多约30体积％的量的改性剂。
实施方案21：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述改性剂选自由以下各项组成的组：乙醇、1-丁醇、异丙醇、甲醇、1-丙醇以及其混合物。
实施方案22：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤c)，并且其中所述蛋白质浓缩物或分离物的特征在于与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比咸味减少。
实施方案23：任何前述或后续实施方案的方法，其中所述方法包括步骤c)，并且其中所述蛋白质浓缩物或分离物的特征在于与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比尼古丁减少。
实施方案24：一种蛋白质浓缩物或分离物，所述蛋白质浓缩物或分离物是根据任何前述或后续实施方案的方法而获得的。
实施方案25：一种膳食补充剂、食品、饮料、个人护理物品、药物产品或宠物食品，其包含根据任何前述或后续实施方案的方法所获得的蛋白质浓缩物或分离物。
实施方案26：一种蛋白质组合物，所述蛋白质组合物呈蛋白质浓缩物或分离物的形式，所述蛋白质浓缩物或分离物包含从烟草属种植物中提取的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合，其中所述蛋白质浓缩物或分离物的特征在于以下各项中的一种或多种：a)以干重计少于约15％的灰分含量；b)少于约10μg/g的尼古丁含量；以及c)少于约60μg/g的重金属含量。
实施方案27：任何前述或后续实施方案的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物包含以干重计至少约70％的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合。
实施方案28：任何前述或后续实施方案的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物包含以干重计至少约80％的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合。
实施方案29：任何前述或后续实施方案的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物包含以干重计至少约90％的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合。
实施方案30：任何前述或后续实施方案的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物具有少于约10重量％的灰分含量。
实施方案31：任何前述或后续实施方案的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物具有少于约5μg/g的尼古丁含量。
实施方案32：任何前述或后续实施方案的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物具有少于约50μg/g的重金属含量。
实施方案33：任何前述或后续实施方案的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物具有少于约40μg/g的重金属含量。
实施方案34：任何前述或后续实施方案的蛋白质组合物，其中镉、铜、铅以及镍的组合浓度少于约40μg/g。
实施方案35：任何前述或后续实施方案的蛋白质组合物，其中所述镉、铜、铅以及镍的组合浓度少于约20μg/g。
实施方案36：任何前述或后续实施方案的蛋白质组合物，其中所述蛋白质组合物是无气味的。
实施方案37：一种膳食补充剂、食品、饮料、个人护理物品、药物产品或宠物食品，其包含任何前述或后续实施方案的蛋白质组合物。
通过连同附图一起阅读以下详细说明，本公开的这些和其它特征、方面以及优势将是显而易见的，所述附图简述于下文中。本发明包括上述实施方案中的两个、三个、四个或更多个的任何组合以及本公开中所述的任何两个、三个、四个、或更多个特征或要素的组合，无论这些特征或要素是否在本文的具体实施方案说明中被明确地组合。本公开意图从整体上被解读，因此除非上下文另外明确规定，否则在它的各个方面和实施方案中的任一个中，所公开的本发明的任何可分离的特征或要素应当被视为意图是可组合的。根据下文，本发明的其它方面和优势将变得显而易见。
附图说明
为了提供对本发明的实施方案的理解，对附图进行参考，所述附图不一定是按比例绘制的，并且其中附图标记指代本发明的示例性实施方案的部件。附图仅仅是示例性的，而不应当被视为限制本发明。
图1是具有香烟形式的吸烟制品的分解透视图，示出了香烟的可抽吸材料、包装材料部件以及过滤元件；以及
图2是无烟烟草产品实施方案的穿过所述产品的宽度所获取的横截面视图，示出了填充有本发明的无烟烟草组合物的外部烟草袋。
具体实施方式
现在将在下文中更充分地描述本发明。然而，本发明可以许多不同的形式被体现，而不应当被视为限于本文所阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案以使得本公开将是透彻和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。除非上下文另外明确规定，否则如在本说明书以及权利要求书中所用的单数形式“一个(种)(a/an)”和“所述”包括复数指代对象。提到“干重百分比”或“以干重为基础”时，指的是基于干成分(即除水之外的所有成分)的重量。
一般来说，本发明提供了用于纯化生物质衍生的蛋白质提取物的方法。在一个优选的实施方案中，所述生物质衍生的蛋白质提取物包含衍生自烟草属种植物的蛋白质。常常，从各种生物质衍生蛋白质的方法产生富含蛋白质的材料，所述材料不是纯的蛋白质并且可以含有从所述生物质中提取的各种其它组分。举例来说，在某些实施方案中，从所述生物质中提取的粗制的富含蛋白质的材料还可以包含诸如脂质、叶绿素、丹宁酸、矿物质、植物结构组分以及酚类色素的物质。
尽管本公开主要集中在从烟草中提取的蛋白质，但是应当指出的是，所述方法可以一般适用于从除烟草以外的植物材料中提取的粗制蛋白材料。本文所述的方法因此意图适用于包含绿叶的任何植物和/或被认为包含蛋白质的任何植物。在一些实施方案中，所述方法适用于树木、灌木、禾本科植物、蕨类植物、藤本植物、苔藓、藻类以及草药。举例来说，在一些实施方案中，根据本公开的用于制备和纯化富含蛋白质的材料的方法适用于诸如菠菜、苜蓿、唐莴苣(Swisschard)、羽衣甘蓝、菊苣、苋属植物、大麦叶、芥菜叶、三叶草、胡萝卜叶以及甜菜叶的植物。
根据本公开，可以对富含蛋白质的材料进行进一步加工以提供更纯的蛋白质组合物，如呈浓缩物或分离物形式的组合物。“富含蛋白质的材料”意指已经从植物衍生并且含有一种或多种类型的蛋白质的材料(例如提取物)。本文所述的粗制的富含蛋白质的材料一般包含一定量的不希望有的组分/杂质，如灰分、金属盐、痕量金属、生物碱(例如尼古丁)、沉淀物以及其它残余材料。此外，所述富含蛋白质的材料可以表现出不希望有的感官特征或感观特征(例如味道特征、气味和/或颜色)。如本文所用的“蛋白质浓缩物”意指包含以干重计约29重量％至约89重量％的蛋白质的材料。如本文所用的“蛋白质分离物”意指包含以干重计约90重量％或更多的蛋白质的材料。
有利的是，根据本发明，提供了用于纯化富含蛋白质的材料以提供含有最少量的某些不希望有的组分/杂质的浓缩物和/或分离物的方法。举例来说，在某些实施方案中，对富含蛋白质的材料进行加工以去除一定量的所存在的灰分、金属盐、痕量金属、重金属、生物碱和/或其它杂质中的一种或多种并且因此提高所述材料的蛋白质含量，从而得到具有更大纯度的蛋白质浓缩物或蛋白质分离物。在某些实施方案中，对富含蛋白质的材料进行加工以改变感官特征，例如通过去除气味和/或颜色和/或通过改变味道特征来改变感官特征。因此，本发明还提供了蛋白质组合物，所述蛋白质组合物包含以干重计最少量(例如少于约10重量％、少于约5重量％、少于约4重量％、少于约3重量％、少于约2重量％、少于约1重量％、少于约0.5重量％、少于约1重量％、少于约0.1重量％、少于约0.01重量％或不可检出量)的这些不希望有的组分/杂质。
在一些实施方案中，本公开适用于大规模生产，其中术语大规模生产指的是以大批量生产水平加工大量的生物质。术语“生物质”和相关术语，如“生物物质”和“植物来源”被理解成指的是所收获的植物中可以被加工以从其中提取、分离、或离析所关注的组分的任何部分。可以对于各种植物或其部分进行所述加工，如植物的种子、花、茎、梗、根、块茎、叶、或任何另外的部分。
在具体实施方案中，本文所述的方法可以与从烟草植物材料或其部分中获得的粗制的含有蛋白质的材料(例如提取物)的分离和/或纯化是特别相关的。根据本公开所使用的示例性烟草植物材料可以具有烟草属种植物的某种形式，如例如Byrd等的美国专利公开号2012/0272976中所述，该美国专利公开以引用的方式并入本文。有关各种类型的烟草、种植实践以及收获实践的另外的说明阐述于《烟草生产、化学以及技术》(TobaccoProduction,ChemistryandTechnology),Davis等(编著)(1999)中，该文献以引用的方式并入本文。有关适用于本发明中的烟草属种的类型的额外信息可以见于Dube等的美国专利申请公开号2012/0192880中，该专利申请公开以引用的方式并入本文。所述植物材料可以包含衍生自烟草属种植物的整个植物或任何部分的材料。参见例如Coleman,III等的美国专利申请公开号2011/0174323和Dube等的美国专利申请公开号2012/0192880中所述的烟草植物的部分，所述美国专利申请公开以引用的方式并入本文。
烟草属种的植物可以未成熟形式或成熟形式被使用，并且可以绿色形式或烤过的形式被使用，如Dube等的2012/0192880中所述，该文献以引用的方式并入本文。可以对烟草材料进行各种处理工艺，如冷藏、冷冻、干燥(例如冷冻干燥或喷雾干燥)、辐照、黄化、加热、烹饪(例如烘烤、煎炸或煮沸)、发酵、漂白或以其它方式进行储存或处理以备后用。在一些实施方案中，在如本文所述进一步处理之前，可以向所收获的烟草喷洒缓冲液或抗氧化剂(例如偏亚硫酸氢钠缓冲液)以防止绿色植物发生褐变。其它示例性加工技术描述于例如Brinkley等的美国专利申请公开号2009/0025739和Coleman,III等的美国专利申请公开号2011/0174323中，这些专利申请公开以引用的方式并入本文。可以在收获之前或之后用酶和/或益生菌处理烟草属种植物的至少一部分，如2012年4月11日提交的Marshall等的美国专利申请号13/444,272和2012年7月19日提交的Moldoveanu的美国专利申请号13/553,222中所述，这些专利申请以引用的方式并入本文。
在具体实施方案中，所欲处理的富含蛋白质的材料的蛋白质(以及构成本文所述的所得浓缩物和分离物的蛋白质)可以包含级分1(“F1”)蛋白和/或级分2(“F2”)蛋白。F1蛋白和F2蛋白一般构成植物生物质的水溶性蛋白质部分。F1蛋白是一种酶，该酶被称为核酮糖-1,5-双磷酸羧化酶-加氧酶(通常被称为RuBisCO)，它的亚基分子量是约550kD。RuBisCO基本上被认为是世界上最丰富的蛋白质，这是因为它存在于进行光合作用的每一种植物中。RuBisCO可以占叶的总蛋白含量的高达约25％以及叶的固体物质的高达约10％。RuBisCO对二氧化碳的光合固定的初始步骤来说是必不可少的并且发挥催化核酮糖-1,5-双磷酸的羧化和/或加氧的功能。F2蛋白是细胞质和叶绿体来源的可溶性蛋白质的混合物。F2蛋白的蛋白质和肽一般具有约3kD至约100kD范围内的分子量。
在某些实施方案中，根据本文所述的方法加以处理的富含蛋白质的材料是根据2013年3月14日提交的Mua等的美国专利申请13/830,063中所述的方法制备的，该美国专利申请以引用的方式并入本文，它的主题简要概述于本文中。根据美国专利申请13/830,063的公开内容，可以进行以从烟草植物或其部分中获得富含RuBisCO的提取物和/或富含F2蛋白的提取物的一组示例性加工步骤可以包括以下步骤。可以将烟草材料匀浆以提供固体浆料和液体含有蛋白质的提取物。可以将提取物澄清以从其中去除固体，从而得到固体级分和澄清了的含有蛋白质的提取物。然后对提取物进行pH值调节并且分离成液体组分和固体的含有蛋白质的沉淀物。沉淀物一般包含RuBisCO以及各种另外的组分。应当指出的是，沉淀物的内含物可以部分地取决于在前一步骤中所使用的pH值。举例来说，在pH值是约4.5至约6的情况下，所述沉淀物可以包含更多的RuBisCO，而在pH值低于约4.5的情况下，所述沉淀物可以另外包括显著量的F2蛋白。对所述沉淀物进行过滤以得到富含蛋白质的材料。在所述液体组分中含有显著量的F2级分的情况下，可以例如通过过滤(例如经由过滤器或膜，在所述过滤器或膜上，F2蛋白一般被保留，而允许某些其余组分穿过)或通过沉淀(例如通过将液体组分的pH值调节到足以使F2蛋白沉淀的pH值，如低于约4.5，优选地约3至约4.5)来处理该液体组分。
美国专利申请13/830,063中所公开的用于产生富含RuBisCO和F2蛋白的材料、富含RuBisCO的材料和/或富含F2蛋白的材料的替代性示例性工艺包括以下步骤。可以将烟草材料匀浆以提供固体浆料和液体含有蛋白质的提取物。然后可以将所述提取物澄清以从其中去除固体(例如经由pH值调节步骤以提供酸性的或碱性的澄清了的含有蛋白质的提取物)，从而得到固体级分和澄清了的含有蛋白质的提取物。将所述提取物过滤并且洗涤以得到固体的富含RuBisCO的材料和渗透物。在某些实施方案中，所述渗透物可以包含F2蛋白并且可以任选地加工所述渗透物以得到富含F2蛋白的材料。
当然，应当了解的是，在这些示例性方法内或除了本文所引用的参考文献中的方法和上文所述的方法的步骤之外，可以使用各种另外的工艺。举例来说，典型的分离工艺可以包括一个或多个工艺步骤，如溶剂提取(例如使用极性溶剂、有机溶剂或超临界流体)、色谱(例如制备型液相色谱)、澄清、蒸馏、过滤(例如超滤)、重结晶和/或溶剂-溶剂分配。在一些实施方案中，可以对烟草植物或其部分进行预处理，例如以释放某些化合物以使得所需的化合物可供用于更高效的分离。在一些实施方案中，使用多种方法获得所需的化合物。
用于从烟草和其它植物中提取蛋白质的其它示例性手段包括但不限于以下文献中所述的那些：Thompson的美国专利号7,337,782；Garger等的美国专利号6,033,895；Clapp等的美国专利号4,941,484；Johal的美国专利号4,588,691和4,400,471；Kwanyuen等的美国专利号4,347,324；Bourque的美国专利号4,340,676；DeJong的美国专利号4,333,871；Wildman等的美国专利号4,289,147和4,268,632；Bickoff等的美国专利号3,959,246、3,823,128以及3,684,520；Lo等的美国专利申请公开号2010/0093054和Kale的美国专利申请公开号2013/0072661；2013年3月14日提交的Mua等的美国专利申请号13/830,063；VandeVelde等的国际申请公开号WO2011/078671和Lo的国际申请公开号WO2008/143914；以及Parker等的欧洲专利公开号EP2403888；Boddupalli等的欧洲专利公开号EP1691759；以及Brinkhaus等的欧洲专利公开号EP1067946，这些文献均以引用的方式整体并入本文。其它示例性加工方法提供于例如Morton等的美国专利申请公开号2012/0141648中，该美国专利申请公开以引用的方式并入本文。
在本文所论述的纯化工艺中用作起点的富含蛋白质的材料可以不同的形式提供。在一些实施方案中，所述富含蛋白质的材料是以被润湿的形式提供的。在一些实施方案中，对所述富含蛋白质的提取物进行溶剂去除工艺以使得所述提取物实现主要是固体的形式。所述富含蛋白质的提取物可以低溶剂形式提供。术语“低溶剂形式”意指所述材料(例如富含蛋白质的烟草提取物)的包括水分含量在内的溶剂含量以所述材料的总重量计少于约12％。用于以低溶剂形式提供富含蛋白质的提取物的便利的方法包括喷雾干燥、冷冻干燥、带式干燥、急骤干燥或其它这样的方法。特别期望的是，在将所述提取物喷雾干燥或冷冻干燥之前，将所述液体提取物浓缩。代表性的喷雾干燥工艺描述于Tughan的美国专利号3,398,754中，该美国专利以引用的方式并入本文。代表性的冷冻干燥工艺描述于Green的美国专利号3,316,919中，该美国专利以引用的方式并入本文。用于以低溶剂形式或固体形式(例如以粉末形式)提供所提取的材料的方法和条件对本领域技术人员来说将是显而易见的。
所述富含蛋白质的材料(例如提取物)通常包含一定百分比的不希望有的组分和/或特征。举例来说，在一些实施方案中，所述富含蛋白质的材料包含不希望有的水平或类型的气味、味道和/或颜色。在一些实施方案中，所述富含蛋白质的材料包含不希望有的水平的灰分、不希望有的水平的生物碱(例如尼古丁)和/或不希望有的水平的重金属。根据本公开，对从植物材料中分离的粗制的含有蛋白质的材料(在一些实施方案中，其可以包含RuBisCO和/或F2蛋白)进行进一步处理以提供与处理前相比具有更低浓度的这些不希望有的组分中的一种或多种的蛋白质组合物(例如呈浓缩物或分离物的形式)。在本文描述了各种类型的处理，并且应当了解的是，可以独立地或组合使用这些处理。举例来说，可以使用本文所述的处理中的一种、一些或全部对粗制的含有蛋白质的材料进行进一步纯化。
在某些实施方案中，对如本文所述的富含蛋白质的材料进行处理以去除灰分和/或生物碱(例如尼古丁)。灰分一般被理解成在从生物质样品中去除水和有机物质时残留的固体粉状物质并且可以包括例如无机盐和矿物质。制备富含蛋白质的材料的某些方法可以产生一定程度的灰分，在一些实施方案中，所述灰分可以被保留在由此所提供的富含蛋白质的材料中。举例来说，在一些实施方案中，所述富含蛋白质的材料可以包含以干重计差不多至少约5％的灰分、以干重计至少约10％的灰分、以干重计至少约15％的灰分、或以干重计至少约18％的灰分。
在一些实施方案中，所述灰分去除处理可以包括渗滤工艺。渗滤是使用超滤膜从含有蛋白质、肽、核酸以及其它生物分子的溶液中去除、置换盐或溶剂或降低盐或溶剂的浓度的技术。所述工艺利用渗透(多孔)膜式过滤器以将溶液和悬浮液的组分基于它们的分子大小来分离。超滤膜保留比膜的孔隙大的分子，而100％可渗透的更小的分子，如盐、溶剂以及水自由穿过所述膜。
根据本公开，有利地选择渗滤工艺，所述渗滤工艺允许无机盐和/或尼古丁渗透超滤膜，而蛋白质预期保留在保留物中，这是因为它的分子量大得多。在具体实施方案中，一种渗滤工艺，其中5kDa截留分子量(MWCO)滤膜能够减少(例如显著地减少)富含蛋白质的材料的无机盐(灰分)和/或尼古丁含量。应当了解的是，各种其它MWCO滤膜可以提供类似的结果，前提条件是一种或多种目标蛋白质的分子量高于所述滤膜的MWCO并且要去除的目标化合物(例如无机盐和/或尼古丁)的分子量远低于所述滤膜的MWCO。
作为一般规则，应当了解的是，膜的MWCO应当是所欲保留的分子的分子量的不到1/3(例如约1/3至约1/6)以确保完全保留。滤膜的MWCO越接近所欲保留的蛋白质的分子量，则在过滤期间一定的产物损失的可能性就越大。举例来说，在蛋白质浓缩物或分离物中所欲提供的所需蛋白质是RuBisCO的情况下，基于RuBisCO的已知分子量(490kDa)，应当了解的是，例如具有5kDa、10kDa、25kDa、50kDa、75kDa、100kDa、或150kDa的MWCO值的滤膜可以使得无机盐和/或尼古丁被充分去除并且蛋白质被充分保留。可以有利地在实验室规模和生产规模这两者上成功地利用这种工艺。
用于渗滤的溶液一般是水，尽管可以包括各种其它添加剂。在一些实施方案中，可以对渗滤进行pH值控制。举例来说，在一些实施方案中，可以在碱性条件下进行渗滤；因此，可以添加碱(例如NaOH)以确保进行渗滤工艺的溶液的所需pH值。
所述渗滤工艺可以使得灰分(例如无机盐)和/或尼古丁减少。举例来说，在一些实施方案中，可以使灰分含量减少至少约25％、至少约50％、至少约75％、至少约90％、至少约95％、至少约99％、至少约99.9％、至少约99.99％、或100％。在某些实施方案中，在由此所提供的蛋白质浓缩物或分离物中最终的灰分含量有利地以干重计少于约15重量％、少于约12重量％、少于约10重量％、少于约8重量％、少于约5重量％、少于约3重量％、少于约2重量％、或少于约1重量％(例如约0重量％)。在一些实施方案中，可以使尼古丁含量减少至少约50％、至少约75％、至少约90％、至少约95％、至少约99％、至少约99.5％、至少约99.9％、或100％。在某些实施方案中，在由此提供的蛋白质浓缩物或分离物中最终的尼古丁含量有利地少于约10μg/g、少于约5μg/g、少于约1μg/g、少于约0.1μg/g、少于约0.01μg/g(例如约0μg/g或不可检出)。
在另外的实施方案中，对如本文所述的富含蛋白质的材料进行处理以去除一种或多种重金属。重金属是通常被认为有毒的并且具有相对高的原子量、原子序以及密度(通常具有超过5.0的比重)的金属元素。示例性重金属包括镉、铜、铅、汞、镍等。在某些实施方案中，利用各种树脂来从根据本公开的富含蛋白质的材料中去除这些金属。举例来说，在一些实施方案中，可以利用选择性离子交换树脂(例如强酸或弱酸阳离子树脂)、螯合树脂或活性炭。这些树脂可以包含各种螯合基团(例如亚氨基二乙酸盐、咪唑、三胺四乙酸和/或三胺四乙酸盐)。
广泛的树脂是可商购获得的以用于从样品中去除重金属，并且可以根据本公开加以利用。代表性的树脂包括但不限于来自荷兰罗特登士维格的Lenntech水处理和空气净化公司(LenntechWaterTreatmentandAirPurification,Rotterdamseweg,TheNetherlands)的TP树脂；来自宾夕法尼亚州巴拉辛维德的漂莱特公司(Purolite,BalaCynwyd,PA)的树脂；来自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemicalCompany,Midland,Michigan)的DowexTMMAC-3、MarathonTM、21K或M-43树脂；来自纽约州白原市的伊藤忠化学品美国公司(ITOCHUChemicalsAmericaInc.,WhitePlainsNY)的CR20树脂或PK228L树脂；来自加拿大魁北克的Silicycle公司(Silicycle,Quebec,Canada)的咪唑树脂、TAAcOH树脂或TAAcONa树脂；以及其组合。
实际上，可以通过各种方式将富含蛋白质的材料用树脂处理以去除重金属。举例来说，可以将所述富含蛋白质的材料溶解在例如水中，并且穿过填充有适当的树脂的柱/筒。在其它实施方案中，可以将富含蛋白质的材料溶解在例如水中并且可以将适当的树脂(呈散装形式)添加到溶液中。在这些实施方案中，可以任选地搅拌和/或振荡含有树脂的混合物以增进溶液中的蛋白质与树脂的接触。
使所述富含蛋白质的提取物溶解的溶剂可以是足以溶解所述蛋白质的任何溶剂。在某些实施方案中，所述溶剂是水，但是可以独立地或与水组合使用各种其它溶剂。可能优选的是，例如经由添加酸、碱或缓冲液来控制溶液的pH值。在一些实施方案中，所选择的树脂的组成可能要求一定的可操作的pH值范围并且应当相应地调节所述溶液。
在某些实施方案中，可能有益的是，加热树脂和/或蛋白质溶液(例如通过加热柱/筒或通过加热树脂混合物)。加热所述材料时的温度可以不同并且在一些实施方案中，可以取决于所选择的具体树脂的特征。在某些实施方案中，可以将所述材料加热到约室温至约100℃或约室温至约80℃(例如约50℃至约70℃，如在约60℃)。
富含蛋白质的材料与树脂接触的时间也可以不同。举例来说，在一些实施方案中，1小时或更短时间可能足以使得不希望有的金属被充分去除。在其它实施方案中，可能有益的是，使富含蛋白质的材料与树脂接触一段更长的时间(例如至少约1小时、至少约2小时、至少约3小时、至少约4小时、至少约5小时、或至少约6小时，如约0.5小时至10小时、约1小时至约8小时、或约2小时至约7小时)。
在某些实施方案中，可以使用Silicyle树脂TAAcOH(被三胺四乙酸基官能化的硅胶树脂)和TAAcONa(被三胺四乙酸钠盐官能化的硅胶树脂)的组合，结合加热和/或搅拌实现金属含量的显著减少。确切地说，在某些实施方案中，这种处理可以使富含蛋白质的材料的铜、镉、铅以及镍(单独)的含量减少至少约50％。
在使用树脂处理之后重金属含量的总体减少可以不同。有利地，在某些实施方案中，对如本文所述的富含蛋白质的材料进行处理可以使得包括铜、镉、铅以及镍的金属减少。举例来说，在一些实施方案中，树脂处理可以使得与树脂处理前未经过处理的样品相比，铜、镉、铅以及镍中的每一种减少至少约25％、至少约50％或至少约75％。
在某些实施方案中，在由本发明提供的蛋白质浓缩物或分离物中总重金属浓度有利地少于约60μg/g、少于约50μg/g、少于约40μg/g、少于约30μg/g、少于约20μg/g、或少于约10μg/g。在某些实施方案中，在由本发明提供的蛋白质浓缩物或分离物中镉、铜、铅以及镍的组合浓度可以少于约40μg/g、少于约35μg/g、少于约30μg/g、少于约25μg/g、少于约20μg/g、少于约15μg/g、少于约10μg/g、或少于约5μg/g。
在一些实施方案中，经由超临界提取加工富含蛋白质的材料。如本文所用的术语“超临界”意指在温度和压力方面处于或高于溶剂的临界点。超临界提取是使用超临界溶剂作为提取溶剂使提取物与基质分离的工艺。超临界提取方法一般教导于例如Clapp等的美国专利号5,435,325和Irwin等的美国专利号7,638,155中，这些专利以引用的方式并入本文。在某些实施方案中，在超临界提取之前通过润湿(例如使用水)来处理富含蛋白质的提取物。举例来说，在某些实施方案中，富含蛋白质的提取物是以被润湿的形式提供的，该形式具有约5重量％至约50重量％的水分(例如约10重量％至约50重量％的水分)。
用于超临界提取的溶剂可以不同，并且是适用于从富含蛋白质的提取物中超临界提取组分的任何溶剂。具体来说，所述溶剂能够以超临界状态提供，提取富含蛋白质的提取物的组分的至少一部分，并且最终提供进一步纯化的所提取的蛋白质分离物。溶剂的实例包括二氧化碳、正丙烷、正戊烷、正庚烷、环己烷、正己醇、乙醇、正戊醇、甲苯、丙酮、乙酸甲酯、乙醚、石油醚、卤化烃(如二氯甲烷和二氟乙烷)等以及其混合物。
可以任选地将超临界提取溶剂连同预定量的改性剂(例如夹带剂)一起使用，所述改性剂在一些实施方案中可以用来提高所需的提取目标在超临界溶剂中的溶解性。示例性夹带剂包括烃，如乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等。可以将这些夹带剂与超临界溶剂混合以用于超临界提取步骤，或可以在超临界提取之前将这些夹带剂与富含蛋白质的烟草提取物混合。可以添加各种其它改性剂(例如共溶剂)以改变提取。举例来说，在某些实施方案中，将有机共溶剂添加到超临界提取溶剂中。有机溶剂可以是例如乙醇、1-丁醇、异丙醇、甲醇、1-丙醇以及其混合物。被添加到超临界提取溶剂中的夹带剂或其它改性剂的量可以不同并且可以是例如约0体积％至约50体积％(例如约10体积％至约30体积％)。
与超临界溶剂接触的富含蛋白质的提取物的量可以不同。通常，溶剂相对于水性提取的烟草组分的重量大到足以使得高效提取富含蛋白质的烟草提取物的显著量的超临界提取的组分。溶剂相对于富含蛋白质的提取物的量取决于诸如以下各项的因素：溶剂的类型、进行超临界提取时的温度和压力、正被加工的烟草的类型、使富含蛋白质的烟草提取物与超临界溶剂进行接触的方式、以及其它这样的因素。
进行超临界提取的条件可以不同。典型的温度高于具体溶剂的临界温度。举例来说，在具体实施方案中，超临界提取的温度是最高约70℃(例如约0℃至约70℃)。举例来说，在超临界提取溶剂包含CO2的情况下，一般在约30℃至约70℃(例如约30℃或约60℃)进行提取。超临界提取的压力也可以不同。示例性压力范围是约0mPa至约35mPa(例如约10mPa、约20mPa或约30mPa)。可以搅动或以其它方式操纵(例如搅拌)溶剂/烟草混合物以提高进行提取的速率。举例来说，可以提供条件以使得超临界溶剂在富含蛋白质的提取物内或在富含蛋白质的提取物内良好地扩散。有利的是，选择条件以避免蛋白质发生不希望有的变性。
在超临界提取之后，可以将所得的提取材料干燥(例如通过空气干燥)以提供更大程度纯化的蛋白质组合物。在一些实施方案中，与在超临界提取前富含蛋白质的提取物相比，所述蛋白质组合物可以包含更高含量的蛋白质。举例来说，在一些实施方案中，本文所述的超临界提取可以使得蛋白质含量提高至少约5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、或25重量％。因此，在超临界提取后，所述蛋白质组合物一般包含以干重计至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约98％、或至少约99％的蛋白质(例如RuBisCO和/或F2蛋白)。
有利的是，在某些实施方案中，由此所提供的蛋白质组合物与富含蛋白质的提取物相比可以表现出减少的尼古丁含量。举例来说，在某些实施方案中，相对于富含蛋白质的提取物(在超临界提取前)，所述超临界提取可以使尼古丁含量减少至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％。举例来说，在一些实施方案中，相对于富含蛋白质的提取物(在超临界提取前)，所述超临界提取可以使尼古丁含量减少约5％至约100％，例如约20％至约100％、或约50％至约100％。
在一些实施方案中，所述超临界提取出人意料地改变了经受所述提取的富含蛋白质的提取物的各种其它特征。举例来说，在一些实施方案中，所述富含蛋白质的提取物可以表现出异常味道(例如咸味或其它不良味道)，这可以通过超临界提取工艺显著地减少或消除。类似地，在一些实施方案中，所述富含蛋白质的提取物可以表现出异常气味(例如泥土的气味)，这可以通过超临界提取工艺显著地减少或去除。此外，所述富含蛋白质的提取物可以表现出颜色(例如黄色、棕色)，这可以通过超临界提取工艺显著地减少或去除。超临界提取的浓缩物或分离物相对于未经过处理的提取物在气味、味道和/或颜色方面的改进可以通过任何已知的方法来定量。举例来说，可以使用感官小组来评价气味和/或味道的变化，而可以使用光学法(例如光吸收)来评价颜色的变化。因此，在某些实施方案中，根据本文所述的方法提供了一种无味、无色和/或无气味的蛋白质浓缩物或分离物。
根据本公开的方法所获得的根据本发明所提供的蛋白质组合物(例如RuBisCO浓缩物或分离物、组合的RuBisCO/F2蛋白质浓缩物或分离物、和/或F2浓缩物或分离物)的形式可以不同。通常，这些材料呈固体、液体或半固体或凝胶的形式。所得的制剂可以具体形式、绝对形式或纯形式被使用。本文所述的浓缩物或分离物的固体形式可以包括喷雾干燥的形式和冷冻干燥的形式。本文所述的浓缩物或分离物的液体形式可以包括水性溶剂或有机溶剂载体内所含的制剂。
在一些实施方案中，本文所公开的方法可以提供包含以干重计至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、或至少约90％的蛋白质的蛋白质浓缩物或分离物。在一些实施方案中，所述蛋白质浓缩物或分离物包含RuBisCO和F2蛋白的混合物。在一些实施方案中，所述蛋白质浓缩物或分离物中的蛋白质主要包含RuBisCO。在一些实施方案中，所述蛋白质浓缩物或分离物中的蛋白质主要包含F2蛋白。
在一些实施方案中，所述蛋白质浓缩物或分离物包含至少约50重量％、至少约60重量％、至少约70重量％、至少约80重量％、或至少约90重量％的F1蛋白。在一些实施方案中，本公开具体提供了一种用于分离和/或纯化从烟草属种植物或其部分中提取的RuBisCO的方法。因此，在一些实施方案中，本文所公开的方法可以提供RuBisCO浓缩物或分离物，例如包含以干重计至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、或至少约90％RuBisCO的材料。
在一些实施方案中，所述蛋白质浓缩物或分离物包含以干重计至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、或至少约90％的F2蛋白。
尽管在一些实施方案中，本文所述的蛋白质浓缩物或分离物可以在一个或多个处理步骤之后被直接使用，但是可能期望的是，对所述材料进行热处理以例如将所述材料巴氏灭菌或以其它方式使所述材料发生化学改变。参见例如Chen等的美国专利公开号2010/0300463，该美国专利公开以引用的方式并入本文。在一些实施方案中，除了任选的热处理之外或作为任选的热处理的替代方案，可以对烟草材料进行辐照(例如以确保没有微生物与所述蛋白质浓缩物或分离物缔合)。
在一些实施方案中，本文所述的方法可以与其它类型的处理工艺组合使用，所述处理工艺可以例如进一步纯化或改变所述浓缩物或分离物。举例来说，在一些实施方案中，使富含蛋白质的组合物与印迹聚合物或非印迹聚合物接触，所述聚合物诸如例如以下文献中所述：Bhattacharyya等的美国专利公开号2007/0186940；Rees等的美国专利公开号2011/0041859；和Jonsson等的美国专利公开号2011/0159160；以及2011年5月19日提交的Byrd等的美国专利申请号13/111,330，所有这些文献以引用的方式并入本文。可以使用分子印迹聚合物或非印迹聚合物进行处理以去除富含蛋白质的组合物的某些组分。在一些实施方案中，可以使本文所述的富含蛋白质的组合物经受条件以引起这种材料中所含的化合物进行化学转化和/或降解。示例性化学转化技术阐述于Coleman,III等的美国专利申请公开号2011/0174323和Coleman,III等的美国专利申请公开号2011/0259353中，这些美国专利申请公开以引用的方式并入本文。
在本文所述的纯化处理工艺中的任何一种或多种之后所提供的蛋白质浓缩物和分离物(即RuBisCO浓缩物和分离物、组合的RuBisCO/F2蛋白质浓缩物和分离物、和/或F2蛋白质浓缩物和分离物)可以有利地用于各种应用中。对于许多应用(例如食品、饲料产品、以及工业产品)，可能期望的是，将某些动物蛋白替换为植物蛋白。此外，在一些应用中，可能期望的是，替换通常使用的某些其它植物蛋白(例如大豆蛋白和/或遗传修饰的蛋白)。蛋白质浓缩物和分离物，如由本文所述的方法提供的那些可以表现出良好的营养特性，并且在一些实施方案中可以具有减少含量的各种不希望有的组分(例如灰分、金属盐、生物碱(例如尼古丁)、重金属以及其它杂质/污染物)和/或改变了的感官特征(例如气味、味道和/或颜色)的形式提供，从而使得它们特别适用于各种产品中。此外，RuBisCO的某些物理特性使它对于用于这些产品中是有利的，这是因为它具有优良的粘合、胶凝、溶解、以及乳化性能。在一些实施方案中，本文所述的类型的处理可以提供食品级含有蛋白质的材料。在某些实施方案中，所述蛋白质浓缩物或分离物包含在营养质量方面超越大豆蛋白的蛋白质材料。在一些实施方案中，所述蛋白质浓缩物或分离物对于医疗目的来说可以是有用的。
根据本发明提供的加工材料是对于多种多样的商业应用来说有用的成分。所述材料可以在多种多样的工业制剂中用作粘合剂、填充剂或增量剂，或可以发挥其它功能或赋予功能属性。举例来说，所述材料可以用作具有工业应用的各种类型的树脂的组分；并且此外可以用作涂料(例如用于墨水和油漆)和粘结剂(例如用于胶合剂和热熔制剂)的组分。所述材料可以用作多种多样美容制剂的组分(例如，可以将所述材料并入在洗发水和皮肤护理产品内)。所述材料可以用作食品、膳食补充剂以及功能性食品的组分(例如用作饮料、加工食品等的组分)。所述材料还可以用作动物饲料的组分。所述材料可以用作药物制剂的组分(例如用作用于医疗目的的液体、树胶、糖锭、片剂以及丸剂的组分)。此外，所述材料可以用作烟草产品的组分；如烟草燃烧产品(例如香烟、雪茄、烟斗烟草等)、烟草加热吸烟制品(例如香烟，如由R.J.雷诺兹烟草公司(R.J.ReynoldsTobaccoCompany)以商标名称Eclipse出售的那些)、无烟烟草产品(例如湿鼻烟、嚼烟、口含烟以及所谓的可溶解的烟草产品)、所谓的电子烟等的组分。
对于在烟草燃烧产品中的使用，可以各种能力使用本文所述的浓缩物和分离物。举例来说，在某些实施方案中，在香烟制造过程期间，可以将所述浓缩物和分离物与壳体材料混合并且作为壳体成分或作为敷料应用于烟草、并入到香烟过滤嘴中(例如滤棒、滤棒成型纸、或接装纸中)或并入到香烟包装纸中，优选地在内表面上。参见例如Dube等的美国专利公开号2012/0192880中所阐述的与吸烟制品中所用的烟草分离物相关的说明和参考文献，该美国专利公开以引用的方式并入本文。代表性的烟草共混物、非烟草组分、以及由其制造的代表性的香烟还阐述于上文所指出的Dube等的参考文献中。
参考图1，示出了一种吸烟制品10，该吸烟制品10呈香烟的形式并且具有可以含有本发明的蛋白质组合物的吸烟制品的某些代表性的部件。香烟10包括被容纳在外围包装材料16中的一包或一卷可抽吸填充材料(例如约0.3g至约1.0g的可抽吸填充材料，如烟草材料)的大体呈圆柱形的棒12。棒12常规地被称为“烟草棒”。烟草棒12的末端是开放的以暴露可抽吸的填充材料。香烟10被示出为具有施加于所述包装材料16上的一个任选条带22(例如印刷涂层，包括成膜剂，如淀粉、乙基纤维素或藻酸钠)，并且该条带在与香烟的纵轴横切的方向上包围香烟棒。条带22可以被印刷在包装材料的内表面上(即，面向可抽吸的填充材料)，或不太优选地，被印刷在所述包装材料的外表面上。
在烟草棒12的一端处是点燃端18，并且在进口端20处设置有过滤元件26。所述过滤元件26被定位于烟草棒12的一端附近，以使得所述过滤元件和烟草棒以端对端的关系轴向排列，优选地彼此邻接。过滤元件26可以具有大体呈圆柱形的形状，并且其直径可以基本上等于烟草棒的直径。过滤元件26的末端允许空气和烟气穿过其中。
通气的或空气稀释的吸烟制品可以具有任选的空气稀释装置，如一系列的穿孔30，所述穿孔中的每一个延伸穿过接装材料和滤棒成型纸。任选的穿孔30可以通过本领域的普通技术人员已知的各种技术，如激光穿孔技术来制成。或者，可以使用所谓的离线空气稀释技术(例如经由使用多孔滤棒成型纸和预穿孔的接装纸)。本发明的蛋白质组合物可以被并入吸烟制品的部件中的任一个内，包括但不限于作为烟草包的组分、作为包装纸的组分(例如被包括在包装纸内或涂在包装纸的内部或外部上)、作为粘结剂、作为过滤元件组分、和/或处于位于吸烟制品的任何区域中的胶囊内。
对于所公开的蛋白质组合物在含有尼古丁和/或在使用期间不意图燃烧的烟草材料(或其某个部分或组分)的产生气溶胶的器件(包括所谓的“电子烟”)中的使用，示例性细节提供于例如Dube等的美国专利公开号2012/0192880中，该美国专利公开以引用的方式并入本文。参见例如以下文献中所述的背景技术中所阐述的各种替代性吸烟制品、气溶胶递送器件以及发热源：Robinson等的美国专利号7,726,320、2012年3月28日提交的Griffith,Jr.等的美国专利申请序列号13/432,406、2012年6月28日提交的Sebastian等的美国专利申请序列号13/536,438、2012年9月4日提交的Collett等的美国专利申请序列号13/602,871、2012年10月8日提交的Sears等的美国专利申请序列号13/647,000、以及2013年3月15日提交的Novak,III等的美国专利申请序列号13/840,264，这些文献以引用的方式并入本文。
对于所公开的浓缩物和分离物在无烟烟草产品中的使用，示例性产品包括散装湿鼻烟(例如口含烟)；散装干鼻烟；嚼烟；制粒的烟草碎块；挤出或成型的烟草条、碎块、棒、圆柱体或棍；微细的经过研磨的粉末；微细的或磨碎的粉状碎块和组分团聚物；片状碎块；模塑的烟草碎块；口香糖；带状膜卷；易溶于水的或可分散于水的膜或条；可熔融的组合物；糖锭；软锭剂；或具有外壳和内部区域的胶囊样材料。各种类型的无烟烟草产品在Dube等的美国专利公开号2012/0152265中被描述或提到，该美国专利公开以引用的方式并入本文。另外的成分可以与根据本发明的无烟烟草组合物混合，或以其它方式并入其中。示例性封装的添加剂描述于例如Atchley的WO2010/132444中，该文献先前已经以引用的方式并入本文。还参见Hunt等的美国专利公开号2012/0055494和Byrd等的美国专利公开号2012/0199145中所阐述的无烟烟草成分，这些美国专利公开以引用的方式并入本文。
参考图2，示出了包含本发明的浓缩物或分离物的代表性的口含烟类型的烟草产品。具体来说，图4图示了无烟烟草产品40，所述无烟烟草产品40具有水可渗透的外部烟草袋42，所述外部烟草袋42容纳无烟烟草组合物44。所述烟草产品的部件中的任一个可以包含如本文所述的烟草衍生的蛋白质材料(例如烟草袋内衬的内部或外部或其中所容纳的无烟烟草组合物的一部分)。
被并入烟草组合物或烟草产品内的本发明的蛋白质浓缩物或分离物的量可以取决于所述浓缩物或分离物的所需功能、所述浓缩物或分离物的化学组成、以及添加有所述浓缩物或分离物的烟草组合物的类型。被添加到烟草组合物中的浓缩物或分离物的量可以不同，但是以添加有所述浓缩物或分离物的烟草组合物的总干重计，将通常不超过约50重量％。举例来说，以烟草组合物的总干重计，被添加到烟草组合物中的浓缩物或分离物的量可以在约0.25重量％至约25重量％或约1重量％至约10重量％的范围内。
尽管这些蛋白质浓缩物和分离物的用途一般是在烟草组合物的背景下加以描述的，但是应当指出的是，这些制剂可以适用于许多其它类型的组合物中，例如如2013年3月14日提交的Mua等的美国专利申请13/830,063中所述的膳食补充剂中，该美国专利申请以引用的方式并入本文。
实验
以下实施例更充分地说明了本发明的方面，所述实施例被阐述以说明本发明的某些方面，而不被视为限制本发明。
实施例1：通过酸性澄清和沉淀示例性提供富含RuBisCO的提取物
收获烟草植物，将叶从茎上剥落，并且在粉碎机中将叶通过向其中添加水来匀浆，然后将所述材料通入卧式螺旋压力机中以进行液体提取。由此所获得的液体含有蛋白质的提取物是具有8.6的pH值的绿色浆汁。首先通过使所述提取物穿过滗析器来使这种含有蛋白质的提取物澄清。使用盐酸将含有蛋白质的提取物的pH值调节到5.9。任选地将硅藻土添加到所述提取物中，将混合物搅拌15分钟，然后穿过压滤机。
用柠檬酸和盐酸处理所得的澄清了的含有蛋白质的提取物以将pH值调节到4.92。使经过pH值调节的提取物静置47小时。将液体从混合物的顶部滗析出，并且获得处于所述混合物底部的沉降的固体，并且将所述固体在1.4μm的陶瓷过滤器上使用切向流过滤来处理。将来自其中的保留物浓缩以得到富含蛋白质的烟草衍生材料。由此所获得的材料包含约85重量％至约99重量％的蛋白质。
实施例2：通过酸性澄清示例性提供富含RuBisCO的提取物
收获烟草植物，将叶从茎上剥落，并且在粉碎机中将叶通过向其中添加水来匀浆，然后将所述材料通入卧式螺旋压力机中以进行液体提取。由此所获得的液体含有蛋白质的提取物是具有8.4的pH值的绿色浆汁。首先通过使所述提取物穿过滗析器来使这种含有蛋白质的提取物澄清。使用盐酸将含有蛋白质的提取物的pH值调节到5.9。任选地将硅藻土添加到所述提取物中，将混合物搅拌15分钟，然后穿过压滤机。用水洗涤滤液，将pH值调节到5.9以提高蛋白质的回收率。
将所得的澄清了的含有蛋白质的提取物在500kDa反渗透过滤器上使用切向流过滤来处理。将保留物用甘氨酸溶液(75mM甘氨酸，pH10.5)洗涤以得到富含RuBisCO的烟草衍生材料保留物(包含约75重量％至85重量％的蛋白质)。将渗透物冷却到8℃并且在1kDa反渗透过滤器上使用切向流过滤处理。将1kDa保留物用甘氨酸溶液洗涤并且浓缩以得到富含F2蛋白的烟草衍生材料(包含约30％-40％的F2蛋白，尽管已经使用替代性过滤法，例如使用10kDa和/或20kDa过滤器代替1kDa过滤器获得了更高的百分比，例如65％)。
实施例3：通过酸性澄清和沉淀示例性提供富含RuBisCO的提取物
收获烟草植物，将叶从茎上剥落，并且在粉碎机中将叶通过向其中添加水来匀浆，然后将所述材料通入卧式螺旋压力机中以进行液体提取。由此所获得的液体含有蛋白质的提取物是具有8.7的pH值的绿色浆汁。首先通过使所述提取物穿过滗析器来使这种含有蛋白质的提取物澄清。使用盐酸将含有蛋白质的提取物的pH值调节到5.9。将硅藻土添加到所述提取物中，将混合物搅拌15分钟，然后穿过压滤机。
用盐酸处理所得的澄清了的含有蛋白质的提取物以将pH值调节到4.98。使经过pH值调节的提取物静置60小时。将液体从混合物的顶部滗析出，并且获得处于所述混合物底部的沉降的固体，并且将所述固体在1.4μm的陶瓷过滤器上使用切向流过滤来处理。将来自其中的保留物浓缩以得到富含蛋白质的烟草衍生材料。由此所获得的材料包含约85重量％至约99重量％的蛋白质。
实施例4：通过碱性澄清示例性提供富含RuBisCO的提取物和富含F2的 提取物
收获烟草植物，将叶从茎上剥落，并且在粉碎机中将叶通过向其中添加水来匀浆，然后将所述材料通入卧式螺旋压力机中以进行液体提取。由此所获得的液体含有蛋白质的提取物是具有8.5的pH值的绿色浆汁。首先通过使所述提取物穿过滗析器来使这种含有蛋白质的提取物澄清。使用氢氧化钠将含有蛋白质的提取物的pH值调节到10.5。添加活性炭并且将硅藻土添加到提取物中，将混合物搅拌15分钟，然后与压滤机接触。在所述混合物没有穿过压滤机时，使用盐酸将混合物的pH值调节到5.9，然后使所述混合物穿过压滤机。
将所得的澄清了的含有蛋白质的渗透物在500kDa反渗透过滤器上使用切向流过滤来处理。将保留物用甘氨酸溶液(75mM甘氨酸，pH10.5)洗涤，从而得到含有RuBisCO蛋白质的保留物(包含约75重量％至85重量％的蛋白质)并且储存。将渗透物冷却到8℃并且在1kDa反渗透过滤器上使用切向流过滤处理。将保留物用甘氨酸溶液洗涤并且浓缩以得到富含F2级分蛋白的烟草衍生材料(包含约30％-40％的F2蛋白，尽管已经使用替代性过滤法，例如使用10kDa和/或20kDa过滤器代替1kDa过滤器获得了更高的百分比，例如65％)。
实施例5：通过酸性澄清和沉淀示例性提供富含RuBisCO的提取物和富 含F2的提取物
收获烟草植物，将叶从茎上剥落，并且在粉碎机中将叶通过向其中添加水来匀浆，然后将所述材料通入卧式螺旋压力机中以进行液体提取。由此所获得的液体含有蛋白质的提取物是具有8.4的pH值的绿色浆汁。首先通过使所述提取物穿过滗析器来使这种含有蛋白质的提取物澄清。使用盐酸将含有蛋白质的提取物的pH值调节到5.9。添加活性炭并且将硅藻土添加到提取物中，将混合物搅拌15分钟，然后穿过压滤机。将所得的澄清了的含有蛋白质的渗透物在500kDa反渗透过滤器上使用切向流过滤来处理。将保留物用甘氨酸溶液(75mM甘氨酸，pH10.5)洗涤，从而得到含有RuBisCO蛋白质的保留物(包含约75重量％至85重量％的蛋白质)，将所述保留物储存。将渗透物冷却到8℃并且在1kDa反渗透过滤器上使用切向流过滤处理。将保留物用甘氨酸溶液洗涤并且浓缩以得到富含F2级分蛋白的烟草衍生材料(包含约30％-40％的F2蛋白，尽管已经使用替代性过滤法，例如使用10kDa和/或20kDa过滤器代替1kDa过滤器获得了更高的百分比，例如65％)。
实施例6：示例性提供和分离富含RuBisCO的提取物和富含F2的提取物
收获烟草植物，切碎，并且在粉碎机中通过向其中添加水来匀浆，然后将所述材料通入卧式螺旋压力机中以进行液体提取。由此所获得的液体含有蛋白质的提取物是具有5.6的pH值的绿色浆汁。使用氢氧化钠将含有蛋白质的提取物的pH值调节到7.10。将硅藻土添加到所述提取物中，将混合物搅拌15分钟，然后穿过压滤机。将所得的澄清了的含有蛋白质的渗透物在1kDa过滤器上使用切向流过滤来处理。所述保留物包含RuBisCO和F2蛋白的混合物并且包含约50％的蛋白质。
实施例7：渗滤(实验室规模)
将例如根据上述实施例1至6中的任一个所制备的富含蛋白质的提取物的样品溶解在水中并且通过添加氢氧化钠将溶液的pH值调节到9.5。使用额外的水将溶液引入到装备有KMSRomicon中空纤维5kDAMWCO过滤器的Koch膜系统(KMS)Demofilter单元中。在以约20分钟的时间间隔定期添加水以确保保留物的恒定体积的情况下，将所述溶液在系统上过滤。通过在添加水之后定期添加NaOH并且测量pH值将保留物的pH值保持在约9.5-10。选择这种pH值以维持蛋白质的溶解性，确保游离碱尼古丁的渗透性以及无机盐从蛋白质的解离。定性地监测渗透物的颜色以及pH值。所述渗透物最初是黄色的并且在渗滤实验临近结束时变得澄清。将保留物浓缩成具有7-8的最终pH值的10％溶解固体并且冷冻干燥。
所述渗滤过程使得从原始50g的起始物质中回收到37g的冷冻干燥的产物，或提供了74％的回收率和26％的质量损失。富含蛋白质的提取物含有18.7％的灰分和2830μg/g的尼古丁，具有8.5的pH值。在渗滤过程之后，所述产物含有9％的灰分和少于1.0μg/g的尼古丁，具有7.5的最终pH值。所述产物中最终的蛋白质浓度是以干重计90％(相比之下，在渗滤前富含蛋白质的材料中的蛋白质浓度是78％)。
实施例8：渗滤(生产规模)
将例如根据上述实施例1至6中的任一个所制备的富含蛋白质的提取物的样品溶解在水中并且添加到装备有(4)3.8"×40"Snyder5kDa螺旋缠绕的超滤膜的FiltrationEngineering型号93RO/UF单元的贮存器中。以再循环模式开启所述单元并且添加NaOH以使pH值达到9.5以确保蛋白质溶解。将渗透物阀门打开并且以与渗透物相同的流动速率将水添加到贮存器中。用于渗滤的水的量可以基于实验室规模的渗滤(例如实施例7)。渗透物流动速率是每分钟2加仑并且总渗滤时间是330分钟(5.5小时)。每30分钟监测pH值并且使用NaOH调节到9.5。在4.5小时标记时，没有进行另外的pH值调节并且在5.5小时之后，关闭供给水并且将保留物浓缩成10％溶解固体。保留物的最终pH值是7.8。将所述保留物收集，储存在4℃并且喷雾干燥。
所述渗滤过程由于加工中的各种困难而提供了约5磅的喷雾干燥产物的回收，这些困难可以容易地被解决。基于实验室规模的工艺的结果(实施例7)，将预期由20磅起始物质产生估计14.8磅的产物。原始的富含蛋白质的提取物含有18.7％的灰分和2830μg/g的尼古丁，具有8.5的pH值。在渗滤过程之后，所述产物含有5.5％的灰分和少于1.0μg/g的尼古丁，具有8.1的最终pH值。所述产物中最终的蛋白质浓度是以干重计93％(相比之下，在渗滤前富含蛋白质的材料中的蛋白质浓度是78％)。
实施例9：重金属的去除
在渗滤(例如如实施例7或实施例8中)之后，将由此所提供的蛋白质分离物用树脂处理(更详细地描述于下文中)。将蛋白质浓缩物与树脂和水混合并且将所得混合物振荡1小时。在1小时之后，将所述混合物离心。将上清液分离并且针对金属进行测试。
a)ITOCHUCR20树脂
第一树脂是具有多胺官能团的螯合树脂(CR20树脂，来自纽约州白原市的伊藤忠化学品美国公司)。使用这种树脂进行处理使得镉、铜、铅或镍的总含量没有发生变化。
b)ITOCHUPK228L树脂
第二测试树脂具有含磺酸基的多孔苯乙烯DVB聚合物基体(PK228L树脂，来自纽约州白原市的伊藤忠化学品美国公司)。使用这种树脂进行处理使得镉、铜、铅或镍的总含量没有发生变化。
c)Silicycle咪唑树脂
第三测试树脂是被咪唑基官能化的硅胶树脂(咪唑树脂，来自加拿大魁北克的Silicycle公司)。使用这种树脂的两种不同的变体(咪唑200mg树脂和咪唑500mg树脂)。使用这种树脂进行处理使得镉、铜、铅或镍的总含量没有发生变化。
d)SilicycleTAAcOH和TAAcONa树脂
第四测试树脂是以下两种树脂的组合(等量)：1)被三胺四乙酸(TAAcOH)基官能化的硅胶树脂(TAAcOH树脂，来自加拿大魁北克的Silicycle公司)；以及2)被三胺四乙酸钠盐(TAAcONa)基团官能化的硅胶树脂(TAAcONa树脂，来自加拿大魁北克的Silicycle公司)。根据制造商，有时可以在更高的振荡时间和/或升高的温度下实现更高的清除速率；因此，改变这些参数以评价每一种的作用。
如上文所述处理一个蛋白质浓缩物样品；将一个蛋白质浓缩物样品与TAAcOH/TAAcONa树脂一起振荡3小时而不是1小时；将一个蛋白质浓缩物样品与TAAcOH/TAAcONa树脂一起振荡6小时而不是1小时；将一个蛋白质浓缩物样品不振荡而是改为在60℃与TAAcOH/TAAcONa树脂一起加热3小时；将一个蛋白质浓缩物样品不振荡而是改为在60℃与TAAcOH/TAAcONa树脂一起加热6小时；并且将一个蛋白质浓缩物样品与加倍量的TAAcOH/TAAcONa树脂一起振荡1小时。
使用TAAcOH/TAAcONa树脂，通过在60℃加热混合物；或使用TAAcOH/TAAcONa，通过将混合物振荡3小时实现了金属含量的最大程度的减少。这些处理使大部分的金属减少了大于50％。对于镉、铜、铅以及镍所获得的结果提供于下表1中。
表1：SiliaMetSTAAcOH和TAAcONa树脂处理(μg/g)
样品 镉 铜 铅 镍
对照 12.7843 51.5648 0.4939 0.7811
TAAcOH/TAAcONa振荡 8.2106 31.2078 0.0821 0.3797
TAAcOH/TAAcONa加热 6.2763 * 0.1168 0.4434
*低于检测限度
实施例10：超临界提取
将呈喷雾干燥形式的富含蛋白质的提取物的样品添加到提取容器中并且与包含具有10体积％乙醇的超临界二氧化碳的溶剂接触。在10mPa的压力和约40℃的温度下进行提取。通过在富含蛋白质的提取物的对照样品与所提取的材料之间比较尼古丁的峰面积，确定通过超临界提取使尼古丁减少了约80％。非正式地评价在超临界提取之前和之后浓缩物的气味并且注意到在超临界提取后所述气味被消除。
本发明的许多改动方案和其它实施方案将由已经获益于上述说明中所呈现的教导的本发明所属领域的技术人员所想到。因此，应当了解的是，本发明不限于所公开的具体实施方案并且改动方案和其它实施方案意图被包括在所附权利要求书的范围内。尽管在本文使用了特定的术语，但它们仅在一般的和描述性的意义上而不是为了限制的目的被使用。

Claims (37)

1.一种用于改变植物衍生的富含蛋白质的材料的含量或感官特征的方法，所述方法包括接收包含RuBisCO、F2级分蛋白或其组合的植物衍生的富含蛋白质的材料，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料还包含选自由以下各项组成的组的一种或多种不希望有的特征或杂质：灰分、尼古丁、重金属、气味、味道或其组合；
并且还包括以下步骤中的一个或多个：
a)将所述植物衍生的富含蛋白质的材料的至少一部分溶解在溶剂中以形成溶液并且通过使所述溶液穿过一个或多个超滤膜使所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液经受渗滤以得到保留物，所述保留物包含与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比具有减少量的灰分、尼古丁或其组合的蛋白质浓缩物或分离物；
b)将所述植物衍生的富含蛋白质的材料的至少一部分溶解在溶剂中以形成溶液，使所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液与官能化的树脂接触以得到经过处理的溶液，所述经过处理的溶液包含具有减少量的铜、镉、铅、以及镍中的一种或多种的蛋白质浓缩物或分离物，并且将所述经过处理的溶液与所述官能化的树脂分离；以及
c)使用溶剂，在所述溶剂处在超临界状态同时从所述富含蛋白质的提取物中提取组分以提供具有改变了的气味、味道或其组合的蛋白质浓缩物或分离物，并且将所述蛋白质浓缩物或分离物与未提取的残余物分离。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂是水性的。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂具有大于7的pH值。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料包括来自烟草属(Nicotiana)种植物的材料。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料包含至少约40％的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述植物衍生的富含蛋白质的材料呈喷雾干燥的形式或冷冻干燥的形式。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中所述一个或多个超滤膜具有约1kDa至约150kDa的截留分子量。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中所述经受步骤包括使所述溶液穿过具有约5kDa的截留分子量的超滤膜。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比，所述蛋白质浓缩物或分离物具有减少了至少约25％的灰分含量。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中所述蛋白质浓缩物或分离物具有少于约10重量％的灰分含量。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中所述蛋白质浓缩物或分离物具有少于约5μg/g的尼古丁含量。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤a)，并且其中所述蛋白质浓缩物或分离物具有少于约1μg/g的尼古丁含量。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤b)，并且其中所述接触步骤包括将所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液连同所述官能化的树脂一起搅拌；搅动所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液和所述官能化的树脂；或使所述植物衍生的富含蛋白质的材料溶液穿过包含所述官能化树脂的柱。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤b)，并且其中所述官能化的树脂包括被三胺四乙酸基或其盐官能化的树脂。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤b)，并且其中在约室温至约80℃的温度下进行所述接触步骤。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤b)，并且其中与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比，所述蛋白质浓缩物或分离物具有减少了至少约25％的量的铜、镉、铅以及镍中的一种或多种。
17.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤b)，并且其中与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比，所述蛋白质浓缩物或分离物具有减少了至少约50％的量的铜、镉、铅以及镍中的一种或多种。
18.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤c)，并且其中所述方法还包括在所述提取步骤之前使用水润湿所述植物衍生的富含蛋白质的材料以提供具有约1重量％至约50重量％的水分的植物衍生的富含蛋白质的材料。
19.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤c)，并且其中所述溶剂包含超临界二氧化碳。
20.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤c)，并且其中所述溶剂还包含最多约30体积％的量的改性剂。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述改性剂选自由以下各项组成的组：乙醇、1-丁醇、异丙醇、甲醇、1-丙醇以及其混合物。
22.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤c)，并且其中所述蛋白质浓缩物或分离物的特征在于与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比咸味减少。
23.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤c)，并且其中所述蛋白质浓缩物或分离物的特征在于与所述植物衍生的富含蛋白质的材料相比尼古丁减少。
24.一种蛋白质浓缩物或分离物，所述蛋白质浓缩物或分离物是根据如权利要求1至23中任一项所述的方法获得的。
25.一种膳食补充剂、食品、饮料、个人护理物品、药物产品或宠物食品，其包含如权利要求24所述的蛋白质浓缩物或分离物。
26.一种蛋白质组合物，所述蛋白质组合物呈蛋白质浓缩物或分离物的形式，所述蛋白质浓缩物或分离物包含从烟草属种植物中提取的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合，其中所述蛋白质浓缩物或分离物的特征在于以下各项中的一种或多种：
a)以干重计少于约15％的灰分含量；
b)少于约10μg/g的尼古丁含量；以及
c)少于约60μg/g的重金属含量。
27.如权利要求26所述的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物包含以干重计至少约70％的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合。
28.如权利要求26所述的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物包含以干重计至少约80％的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合。
29.如权利要求26所述的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物包含以干重计至少约90％的RuBisCO、F2级分蛋白或其组合。
30.如权利要求26所述的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物具有少于约10重量％的灰分含量。
31.如权利要求26所述的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物具有少于约5μg/g的尼古丁含量。
32.如权利要求26所述的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物具有少于约50μg/g的重金属含量。
33.如权利要求26所述的蛋白质组合物，所述蛋白质组合物具有少于约40μg/g的重金属含量。
34.如权利要求26所述的蛋白质组合物，其中镉、铜、铅以及镍的组合浓度少于约40μg/g。
35.如权利要求26所述的蛋白质组合物，其中镉、铜、铅以及镍的所述组合浓度少于约20μg/g。
36.如权利要求26所述的蛋白质组合物，其中所述蛋白质组合物是无气味的。
37.一种膳食补充剂、食品、饮料、个人护理物品、药物产品或宠物食品，其包含如权利要求26至36中任一项所述的蛋白质组合物。
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