CN1334020A - 制备超纯植物蛋白材料的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了通过从蛋白材料中去除核糖核酸,肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐纯化植物蛋白材料的方法。由具有pH大约3至大约6的植物蛋白材料形成含水浆液。在一定温度下用酸性磷酸酶,和任选地另一种肌醇六磷酸酶处理所述蛋白材料浆液一定时间,以有效降解所述蛋白材料中的核糖核酸和任选地肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。然后洗涤酶处理过的浆液以去除降解的物质。
Description
本发明涉及制备纯化的植物蛋白材料的方法，更具体地说，涉及制备超纯植物蛋白分离物和浓缩物的方法。
很多食品和饮料产品含有得自植物材料例如大豆，蚕豆，豌豆，其它豆科植物，和油籽例如油菜籽的蛋白质添加物。植物蛋白材料，特别是大豆被用来强化婴幼儿食品。婴幼儿食品中加入植物蛋白添加物的目的是提高食品的营养价值，和提供接近人奶蛋白质含量的蛋白质含量。
但是，商业上可获得的蛋白质浓缩物和分离物含有一些杂质，这是在例如婴幼儿食品这样的产品中所不期望的。不期望在植物蛋白分离物和浓缩物中的具体的杂质包括肌醇六磷酸，肌醇六磷酸盐，核糖核酸，灰分和人吸收不了的与肌醇六磷酸，肌醇六磷酸盐或核糖核酸结合的矿物质，例如磷、钙、氯化物、铁、锌和铜。期望提供减少植物蛋白分离物和浓缩物，特别是用于例如婴幼儿食品这样的产品中的植物蛋白分离物和浓缩物中这些杂质的含量的方法。
减少植物蛋白材料中也称为肌醇六磷酸的植酸和肌醇六磷酸的盐的含量是人们所感兴趣的，因为肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐趋向于与蛋白质和多价金属阳离子形成配合物，降低植物蛋白材料的营养价值。已经进行了很大的努力来降低植物蛋白材料中肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的浓度。例如，Mazer等美国专利5248765提供了通过在低pH下用氧化铝处理含有肌醇六磷酸盐的物质的含水浆液而从蛋白质和饮食纤维中分离肌醇六磷酸盐和镁的方法。将氧化铝和与氧化铝相连的肌醇六磷酸盐从蛋白质和纤维物质中分离。Bolley等的美国专利2732395，Goodnight等的美国专利4072670，Goodnight等的美国专利4088795，Goodnight等的美国专利4091120和deRham的英国专利1574110都教导了通过各种各样的沉淀和差示溶解度分离技术从蛋白质物质去除肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的各种方法。
降低植物蛋白材料中肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的浓度的其它方法使用酶来降解肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。欧洲专利申请No.0380343A2提供了制备没有肌醇六磷酸盐或者低肌醇六磷酸盐含量的大豆蛋白分离物和浓缩物的方法，其中在20℃-60℃的温度和pH2-6下，将肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐降解酶(下文称之为“肌醇六磷酸酶”)加入到大豆蛋白分离物和浓缩物中来降解蛋白质物质中的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。Friend等的美国专利4642236，McCabe的美国专利3733207，和日本公开专利申请No.平8[1996]-214787都提供了其中使用肌醇六磷酸酶来降解大豆蛋白中的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的方法。肌醇六磷酸酶制剂特别用来纯化植物蛋白材料，因为它们价格便宜并且容易购买到。
肌醇六磷酸酶是磷酸单酯水解酶(I.U.B.3.1.3)并且通常来自微生物或真菌来源，例如曲霉属和根霉属的种。通常使用的肌醇六磷酸酶酶组合物一般含有3-肌醇六磷酸酶(肌醇-六磷酸盐3-磷酸水解酶(I.U.B.3.1.3.8))为主要肌醇六磷酸酶。一些，但不是全部，肌醇六磷酸酶酶组合物含有足够浓度的酸性磷酸酶(正磷酸单酯磷酸水解酶(I.U.B.3.1.3.2))来进行肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的降解。
不认为肌醇六磷酸酶酶组合物减小植物蛋白材料中核糖核酸物质和相关的物质的含量，因为大多数常用的肌醇六磷酸酶尤其是3-肌醇六磷酸酶，不降解核糖核酸结构。核糖核酸酶酶组合物已知裂解和降解核糖核酸，并且可以用来降低植物蛋白中核糖核酸的含量，但是，这样的酶组合物非常昂贵并且对于商业化生产纯化的植物蛋白材料所需要的规模上使用是不实用的。
期望以使得所述方法对于商业规模应用是实用的成本来减小植物蛋白中核糖核酸物质和相关的矿质的含量。
一方面，本发明提供减小植物蛋白材料中核糖核酸和与核糖核酸结合的矿质的浓度的方法。提供植物蛋白材料并且在水溶液中制备成浆液。在一定pH和温度下，用含有酸性磷酸酶的酶制剂处理浆液，处理时间是有效地大大减小植物蛋白材料中核糖核酸浓度的时间。然后洗涤处理过的浆液，提供具有减小的核糖核酸浓度的植物蛋白材料。
在本发明优选的实施方案中，通过用含有酸性磷酸酶的酶制剂处理植物蛋白材料浆液来减小植物蛋白材料的矿物质含量。
在本发明另一个优选的实施方案中，植物蛋白材料是大豆蛋白，用酶制剂处理浆液时的pH是大约3至大约6，用酶制剂处理浆液时的温度是大约20℃至大约70℃，用酶制剂处理浆液经历时间是大约30分钟至大约4小时。用酶制剂处理后洗涤处理过的浆液。
在本发明又一个优选的实施方案中，酶处理，洗涤后，热处理浆液，并且干燥热处理过的浆液。
在另一方面，本发明提供从植物蛋白材料中减小肌醇六磷酸，肌醇六磷酸盐，核糖核酸，和与肌醇六磷酸，肌醇六磷酸盐，核糖核酸结合的矿物质的浓度的方法。提供植物蛋白材料并且在水溶液中制备成浆液。在一定pH和温度下，用含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶的酶制剂处理浆液，处理时间是有效地大大减小植物蛋白材料中肌醇六磷酸，肌醇六磷酸盐和核糖核酸浓度的时间。
本发明归于对于酸性磷酸酶出人意料地裂解核糖核酸的发现，因此其可以用来在商业规模上降解并减小植物蛋白材料中核糖核酸物质的浓度，以及核糖核酸物质结合的矿物质和灰分。尽管一些商售肌醇六磷酸酶酶制剂含有酸性磷酸酶，但是从前没有认识到酸性磷酸酶对于降解核糖核酸是有用的，以及通过用酸性磷酸酶处理可以减小植物蛋白材料中核糖核酸的浓度。酸性磷酸酶能降解肌醇六磷酸，肌醇六磷酸盐和核糖核酸，因此酸性磷酸酶可以用来降解和减小肌醇六磷酸，肌醇六磷酸盐和核糖核酸的浓度，或者可以与其它肌醇六磷酸酶结合使用。
用于本发明方法的起始物是植物蛋白浓缩物或植物蛋白分离物。如这里所使用的，根据常规定义，植物蛋白浓缩物是以干重为基础含有65％-90％蛋白质的植物蛋白材料，植物蛋白分离物是以干重为基础含有至少90％蛋白质的植物蛋白材料。植物蛋白浓缩物和分离物容易购得。例如可以在本发明方法中使用的大豆蛋白分离物可购自Protein TechnologiesInternational，Inc.，St.Louis，Missouri，该公司以商品名SUPRO500和SUPRO620出售。
植物蛋白浓缩物和植物蛋白分离物可以根据常规方法制备。通常通过下面的方法制备植物蛋白浓缩物：(i)用具有所述蛋白质等电点处的pH左右的pH的水溶液淋洗植物蛋白材料；(ii)用含水的醇提取植物蛋白材料；或者(iii)用湿热法使植物蛋白材料变性，接着用水提取变性的植物蛋白材料。
在一个优选实施方案中，制备大豆蛋白浓缩物用于本发明方法。用具有大豆蛋白等电点左右的pH的水溶液淋洗购得的脱脂大豆片状粉末(去壳和脱脂大豆)，所述pH优选在大约4至大约5，更优选pH是大约4.4至4.6。酸性水溶液从大豆蛋白中淋洗出水溶性碳水化合物，矿物质，酚和其它非蛋白质物质，这些物质在其等电点时不溶于水溶液，从而得到大豆蛋白浓缩物。
通过用溶解蛋白质物质的碱性水溶液提取植物蛋白材料得到植物蛋白分离物。然后从不溶的植物物质例如纤维素和其它植物纤维分离溶解的蛋白物质提取物。然后将蛋白提取物的pH调节到大约蛋白质的等电点以沉淀蛋白质。通过过滤或离心从溶液中分离沉淀的蛋白质以分离蛋白质材料和残留在溶液中的水溶性碳水化合物，矿物质，酚和其它非蛋白质物质。然后用水洗涤分离的蛋白质，生成蛋白质分离物。
在最优选的实施方案中，制备大豆蛋白分离物用于本发明方法。购得的脱脂大豆片状粉末用作起始物。优选地，所述大豆片状粉末用亚硫酸盐例如亚硫酸钠处理过以提高流动特性和加强微生物控制。用具有大约8至大约11的pH的碱性水溶液，优选氢氧化钠水溶液提取大豆片状粉末。优选地，提取液与大豆片状粉末材料的重量比是大约5∶1至大约16∶1。通过过滤或者通过离心和从不溶物质倾析上清液提取物而从不溶性物质例如大豆纤维和纤维素分离提取物。将分离的提取物的pH用合适的酸，优选盐酸，硫酸，硝酸或乙酸，调节到大约大豆蛋白的等电点，优选大约pH4至大约pH5，更优选从大约pH4.4至大约pH4.6。优选通过离心或过滤从提取物分离沉淀的蛋白质材料。优选以水与蛋白质材料的重量比是大约5∶1至大约12∶1用水洗涤分离的蛋白质材料，制得大豆蛋白分离物。
通过将蛋白质材料与水混合形成浆液来形成植物蛋白浓缩物或植物蛋白分离物(下面一般称之为“蛋白质材料”)的含水浆液。优选地，该浆液应该含有大约2％至大约30％重量计的蛋白质材料，更优选应该含有大约5％至大约20％重量计的蛋白质材料，最优选应该含有大约10％至大约18％重量计的蛋白质材料。
然后以一定的酸性磷酸酶浓度，温度，pH，用含有酸性磷酸酶(正磷酸单酯磷酸水解酶(I.U.B.3.1.3.2))的酶制剂处理该浆液，处理时间是有效地大大减小蛋白质材料中核糖核酸的浓度的时间。含有酸性磷酸酶的酶制剂来自微生物或真菌来源，例如曲霉属和根霉属的种。在本发明方法中使用的酸性磷酸酶的优选来源是黑色曲霉。得自黑色曲霉并且含有酸性磷酸酶的肌醇六磷酸酶酶制剂是商业上出售的。
以足够的量向浆液加入酶制剂以提供有效降解和大大减小蛋白质材料中存在的核糖核酸的浓度的酸性磷酸酶浓度。优选地，酸性磷酸酶降解至少大部分最初植物蛋白材料中存在的核糖核酸，其中术语大部分定义为50％或更多。更优选地，酸性磷酸酶降解植物蛋白材料中存在的至少60％的核糖核酸，甚至更优选地，降解蛋白材料中存在的至少70％的核糖核酸，甚至更优选地，降解蛋白材料中存在的至少80％的核糖核酸，最优选酸性磷酸酶降解蛋白材料中基本上所有的核糖核酸。
为了有效降解和减小蛋白材料中核糖核酸的浓度，酶制剂中应该含有足够量的酸性磷酸酶或者酸性磷酸酶和另一种肌醇六磷酸酶例如3-肌醇六磷酸酶(肌醇-六磷酸3-磷酸水解酶(I.U.B.3.1.3.8))的组合，以降解和本质上减小核糖核酸的浓度。优选地，加入酶制剂，使得浆液中存在的酸性磷酸酶以干重计占蛋白质材料的大约0.1％至大约10％，更优选以干重计占蛋白质材料的大约0.3％至大约5％，最优选以干重计占蛋白质材料的大约0.5％至大约3％。
在本发明最优选的实施方案中，酶制剂降解和减小肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐以及核糖核酸的浓度。优选地，酶制剂降解至少大部分肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐，其中大部分定义为50％，更优选至少75％的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐被降解，甚至更优选地至少85％的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐被降解，最优选地，酶制剂基本上降解所有的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。
为了有效降解和减小蛋白材料中核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的浓度，酶制剂中应该含有足够量的酸性磷酸酶或者酸性磷酸酶和另一种肌醇六磷酸酶例如3-肌醇六磷酸酶(肌醇-六磷酸3-肌醇六磷酸酶(I.U.B.3.1.3.8))的组合，以降解核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。在最优选的实施方案中，加入酶制剂，使得浆液中存在的酸性磷酸酶和3-肌醇六磷酸酶以干重计占蛋白质材料的大约0.1％至大约10％，更优选以干重计占蛋白质材料的大约0.3％至大约5％，最优选以干重计占蛋白质材料的大约0.5％至大约3％。
酶制剂的活性应该足以有效降解和大大减小核糖核酸的浓度，肌醇六磷酸浓度和肌醇六磷酸盐浓度。酶制剂优选具有每千克蛋白质固体大约400至大约1400千肌醇六磷酸酶单位(KPU/kg蛋白质固体)的活性，更优选地具有大约600至大约1200KPU/kg蛋白质固体的活性，最优选具有大约1000KPU/kg蛋白质固体的活性。一千肌醇六磷酸酶单位等于1000肌醇六磷酸酶单位，其中一个肌醇六磷酸酶单位等于在标准条件下(40℃，pH5.5，和15分钟孵育)在一分钟内从肌醇六磷酸钠释放一毫微摩尔无机磷酸盐的酶的量。酶制剂的活性包括酸性磷酸酶活性和该酶制剂中包括的所有其它肌醇六磷酸酶的活性。
用酶制剂处理浆液的pH应该是在该pH下酶制剂对于降解核糖核酸是有效的pH，优选地，是在该pH下酶制剂也降解肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的pH。发现在pH大约4.5时酸性磷酸酶非常有效地降解植物蛋白材料中的核糖核酸，并且本领域公知在pH大约5.3时肌醇六磷酸酶非常有效地降解肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。在优选的实施方案中，用酶制剂处理的浆液的pH是大约3至大约6，更优选地大约3.5至大约5.5，甚至更优选地大约4至大约5，最优选地大约4.4至大约4.6。可以用合适的酸性试剂，例如盐酸，硫酸，硝酸或乙酸，或者合适的碱性试剂，例如氢氧化钠，氢氧化钙或氢氧化铵，调节浆液的pH，根据需要，获得期望的pH。
用酶制剂处理的浆液的温度应该是该温度下，酶制剂中的酶有效降解核糖核酸，并且优选地也降解肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的温度。优选地，浆液的温度应该足够高以使核糖核酸酶，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的降解最大化，但是不高至足以将酶灭活或者降解浆液中的蛋白质材料。在优选的实施方案中，用含有酸性磷酸酶的酶制剂处理的浆液的温度是大约20℃至大约70℃，更优选是大约30℃至大约60℃，最优选大约40℃至大约55℃。
用酶制剂处理的浆液的时间应该是足以使酶有效降解和减小核糖核酸的浓度，并且优选地也降解和减小肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的浓度的时间。优选地，在有效pH和温度下用酶制剂处理浆液大约30分钟至大约4小时，更优选地大约45分钟至大约3小时，最优选地大约1小时至大约2小时。
用酶制剂处理植物蛋白材料后，洗涤植物蛋白材料以去除降解的材料，灰分和矿物质。优选地，通过用水稀释植物蛋白材料浆液并且离心稀释的浆液来洗涤植物蛋白材料。更优选地，例如通过用水稀释植物蛋白材料浆液，在圆盘离心机中离心稀释的浆液，然后在转筒离心机中离心浆液，两次洗涤植物蛋白材料。
最优选地，洗涤步骤中的浆液在pH是大约降解核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐之后植物蛋白材料的等电点，以减小洗涤中蛋白质材料的损失。核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的降解可以引起蛋白质材料的等电点的偏移。例如，含有核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的大豆蛋白浆液大约pH4.5的等电点，但是在酶降解这些材料后具有大约pH5.1的等电点。如果需要，可以在洗涤蛋白质材料之前用合适的酸性试剂和碱性试剂将浆液的pH调节到大约蛋白质材料的等电点。
洗涤应该用足够量的优选地pH调节到大约蛋白质的等电点的洗涤用水来进行，以从植物蛋白材料中去除降解的核糖核酸，以及优选地降解的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。在优选的实施方案中，通过本发明方法去除了至少大部分初始植物蛋白材料中存在的降解的核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐，其中术语“大部分”定义为50％或更多。更优选地，本发明方法有效去除植物蛋白材料中存在的降解的核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的至少60％，甚至更优选地，去除植物蛋白材料中存在的降解的核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的至少70％，甚至更优选地，去除植物蛋白材料中存在的降解的核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的至少80％，最优选地，基本上去除植物蛋白材料中存在的所有的降解的核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。
洗涤后，可以通过干燥蛋白质材料从浆液中回收纯化的植物蛋白材料。在优选的实施方案中，根据常规喷雾干燥技术通过喷雾干燥蛋白质材料回收纯化的植物蛋白材料。
如果期望，具有减小含量的核糖核酸，和优选地，减小含量的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的植物蛋白材料可以进一步加工以提供具有改进的功能特征的纯化的蛋白质材料。纯化的蛋白质材料的浆液可以热处理以使蛋白质变性和使蛋白质材料灭菌。优选地，根据常规喷射熬炼技术通过喷射熬炼热处理浆液，并且通过从喷射蒸煮器喷射到真空室骤然冷却。最优选地，在压力下在大约140℃至大约160℃的温度下热处理纯化的蛋白质材料的浆液大约1至大约15秒。在最优选的实施方案中，在热处理浆液之前，用合适的碱性试剂，优选氢氧化钠水溶液/氢氧化钾水溶液，将蛋白质浆液的pH中和到pH大约6至大约8以有助于热处理蛋白质材料过程。
也可以使热处理过的或者没有热处理过的纯化的蛋白质材料进行酶水解以减小蛋白质材料的粘度。热处理蛋白质材料之后特别期望酶水解，因为变性的蛋白质材料比没有进行热处理的相同的蛋白质材料更粘稠。可以用常规的商购的蛋白酶，在一定pH，一定温度下，以一定的酶浓度和活性，以有效水解蛋白质材料的时间，处理纯化的蛋白质材料浆液。
有效进行酶水解的pH取决于所使用的具体的蛋白酶。应该选择蛋白酶进行水解，所述蛋白酶具有已知的该酶有效水解蛋白质的pH范围，纯化的蛋白质材料的水解应该在该酶已知有效的pH范围内进行。在优选的实施方案中，在大约4至大约9的pH下使用蛋白酶菠萝蛋白酶。
蛋白酶浓度和活性应该足以有效进行期望程度的蛋白质水解。优选地，向纯化的蛋白质材料浆液加入蛋白酶使得蛋白酶以蛋白质材料干重的大约0.1％至大约10％存在，更优选地，以蛋白质材料干重的大约0.5％至大约5％存在。此外，优选地，蛋白酶应该具有每克大约1000至4000酪氨酸单位(“TU/g”)的活性，更优选地应该具有大约2000至大约3000TU/g的活性，其中1TU/g等于在蛋白酶最佳有效进行蛋白质材料水解的pH下孵育15分钟后在30℃下每分钟释放一微摩尔酪氨酸的酶活性。
用蛋白酶处理浆液的温度应该是蛋白酶有效水解纯化的蛋白质材料的温度。优选地，浆液的温度应该足够高以最大化水解蛋白质材料，但是不足以高至将酶灭活。在优选的实施方案中，用蛋白酶处理浆液的温度是大约15℃至大约75℃，更优选地，从大约30℃至大约65℃，最优选地大约40℃至大约55℃。
用蛋白酶处理浆液的时间应该足以使酶水解蛋白质材料至期望的水解程度。优选地，以有效pH和温度用蛋白酶处理浆液大约15分钟至大约2小时，更优选地大约30分钟至大约1.5小时，最优选大约45分钟至大约1小时。酶水解完全后，通过将浆液加热到高于蛋白酶的灭活温度的温度使反应猝止，例如通过将浆液加热到高于75℃的温度。
如果蛋白质材料事先没有经热处理，则如果期望，可以热处理水解过的纯化的植物蛋白材料以将蛋白质材料灭菌和使水解过的蛋白质材料变性。优选地，根据常规喷射熬炼技术通过喷射熬炼热处理浆液，并且通过从喷射蒸煮器喷射到真空室骤然冷却。最优选地，在压力下在大约140℃至大约160℃的温度下热处理水解过的纯化的蛋白质材料的浆液大约1至大约15秒。
酶水解和任选地热处理之后，可以通过干燥蛋白质材料从浆液中回收水解过的纯化的蛋白质材料。在优选的实施方案中，根据常规喷雾干燥技术通过喷雾干燥蛋白质材料回收水解过的纯化的蛋白质材料。
下面的实施例提供了本发明方法的详细说明，但是本发明方法不局限于例示的方法。
实施例1
根据本发明方法形成纯化的植物蛋白分离物。将243磅大豆蛋白分离物加入到2959磅水中形成含有7.6％固体的大豆蛋白分离物浆液。用盐酸将浆液的pH调节到4.5，浆液的温度升至50℃。向浆液中加入含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶并且具有1000KPU/kg凝结固体活性的酶制剂。用酶制剂处理浆液2小时，然后用氢氧化钾和氢氧化钠的苛性碱混合物将浆液的pH调节到5.1。然后用水稀释浆液至4.2％固体的浓度，然后在转筒离心机中洗涤。用氢氧化钾和氢氧化钠的苛性碱混合物中和275磅洗涤过的浆液。通过在150℃下喷射熬炼热处理中和过的材料并且通过喷射到具有26托压力的真空室中猝然冷却到53℃。然后喷雾干燥热处理过的浆液，回收15.5磅纯化的大豆蛋白分离物。
实施例2
根据本发明方法形成水解的纯化的植物蛋白分离物。用1400毫升氢氧化钠/氢氧化钾混合物将1050磅含有15.5％固体(大约157磅纯化的大豆蛋白材料)的纯化的大豆蛋白分离物浆液调节到pH7.4。在150℃下喷射熬炼浆液9秒钟并且通过喷射到真空室中猝然冷却。用蛋白酶菠萝蛋白酶处理725磅浆液，该酶具有2500TU/g活性，并加入到浆液中，达到以干重计浆液中蛋白质材料浓度0.29％。酶处理浆液的温度保持大约50℃，酶处理时间40分钟。酶处理后，浆液冷却到16℃，向浆液中加入另外的190毫升氢氧化钠/氢氧化钾混合物。在150℃下喷射熬炼浆9秒钟并且通过喷射到真空室中猝然冷却。喷雾干燥浆液，回收75磅水解过的纯化的大豆蛋白分离物。
实施例3
检验了所述酶活性对大豆蛋白分离物中核糖核酸浓度和肌醇六磷酸浓度有影响，其中在根据本发明进行的方法中纯化大豆蛋白分离物。通过将大豆蛋白分离物和水混合并且用盐酸调节pH4.5，形成大豆蛋白分离物浆液，其中浆液中总的固体占浆液重量的大约8.5％。加热浆液至50℃温度。
用蛋白质分离物浆液制备两个浆液样品用于核糖核酸和肌醇六磷酸的酶降解，第一个样品重1530lbs，并且总固体重量含量8.66％，第二个样品重1510lbs，并且总固体重量含量8.66％。向各个浆液样品中加入含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶的酶制剂。向第一个样品中加入具有800KPU/kg凝固固体活性的酶制剂。向第二个样品中加入具有1400KPU/kg凝固固体活性的酶制剂。样品与酶制剂反应1小时。酶处理样品后，充分洗涤样品，并且通过在150℃下喷射熬炼将酶灭活，并且通过喷射到真空室中将样品猝然冷却到50℃。然后喷雾干燥冷却的样品。
为了比较目的，从初始的蛋白质浆液提供总固体含量7.6％的对照样品。该对照样品加热到50℃1小时，然后充分洗涤。洗涤过的样品在150℃下喷射熬炼，然后在真空室中猝然冷却到52℃。然后喷雾干燥对照样品。
分析样品以测定样品的核糖核酸含量和肌醇六磷酸含量。分析结果在下面的表1中给出。
表1
| KPU/kg凝固固体 | 肌醇六磷酸(％) | 核糖核酸(mg/kg) | 核糖核酸减少百分比(％) |
| 0(对照) | 1.4 | 9143 | - |
| 800 | 0.43 | 1784 | 80.5 |
| 1400 | 0.18 | 1769 | 80.7 |
结果清楚地表明含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶并且具有800和1400KPU/kg凝固固体活性的酶制剂对于大大减少大豆蛋白分离物中核糖核酸含量是有效的。结果还表明所述酶制剂对减少蛋白分离物中肌醇六磷酸含量是十分有效的。
实施例4
检验了pH对大豆蛋白分离物中含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酶的酶制剂对核糖核酸和肌醇六磷酶降解的影响，其中根据本发明方法纯化大豆蛋白分离物。通过将足够的大豆蛋白分离物和水混合并且用盐酸调节pH4.5形成含有大约8％重量的大豆蛋白分离物的浆液来制备浆液。加热浆液至50℃温度。
用蛋白质分离物浆液制备两个含有8％重量总固体的浆液样品用于核糖核酸和肌醇六磷酸的酶降解。用氢氧化钾/氢氧化钠混合物将第一个样品调节至pH5.1。第二个样品是pH4.5。然后用含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶并且具有1400KPU/kg凝固固体活性的酶制剂处理这些样品2小时。酶处理样品后，充分洗涤样品，并且通过在150℃温度下喷射熬炼将酶热灭活。通过喷射到真空室中将样品猝然冷却到50℃。然后喷雾干燥冷却的样品。
为了比较目的，从初始的蛋白质浆液提供总固体含量7.6％的对照样品。该对照样品加热到50℃1小时，然后充分洗涤。洗涤过的样品在150℃下喷射熬炼，然后在真空室中猝然冷却到52℃。然后喷雾干燥对照样品。
分析样品以测定样品的核糖核酸含量和肌醇六磷酸含量。分析结果在下面的表2中给出。
表2
| pH | 肌醇六磷酸(％) | 核糖核酸(mg/kg) | 核糖核酸减少百分比(％) |
| 4.5(对照样品) | 1.4 | 9143 | - |
| 5.1(样品1) | 0.08 | 3180 | 65.3 |
| 4.5(样品2) | ＜0.07 | 1386 | 84.9 |
结果表明含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶的酶制剂在pH4.5和pH5.1时对于大大减少大豆蛋白分离物中肌醇六磷酸和核糖核酸含量两者是有效的。在pH4.5时对于蛋白分离物中核糖核酸含量的减少特别有效。
实施例5
检验了酶处理时间对含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶的酶制剂对大豆蛋白分离物中核糖核酸和肌醇六磷酸的酶降解的影响，其中根据本发明纯化大豆蛋白分离物。通过将足够的大豆蛋白分离物和水混合并且用盐酸调节pH4.6形成含有大约8％重量大豆蛋白分离物的浆液来制备浆液。加热浆液至50℃温度。
制备两个浆液样品用于核糖核酸和肌醇六磷酸的酶降解，第一个样品重3202lbs，并且含有7.6％重量总固体，第二个样品重1530lbs，并且含有8.6％重量总固体。向第一个样品和第二个样品加入含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶并且具有1400KPU/kg凝固固体活性的酶制剂。第一个样品用酶制剂处理1小时。第二个样品用酶制剂处理2小时。酶处理样品后，充分洗涤样品，并且通过在150℃温度下喷射熬炼将酶热灭活。通过喷射到真空室中将样品猝然冷却到50℃。然后喷雾干燥冷却的样品。
为了比较目的，从初始的蛋白质浆液提供总固体含量7.6％的对照样品。该对照样品加热到50℃1小时，然后充分洗涤。洗涤过的样品在150℃下喷射熬炼，然后在真空室中猝然冷却到52℃。然后喷雾干燥对照样品。
分析样品以测定样品的核糖核酸含量和肌醇六磷酸含量。分析结果在下面的表3中给出。
表3
| 酶处理时间 | 肌醇六磷酸(％) | 核糖核酸(mg/kg) | 核糖核酸减少百分比(％) |
| t＝0(对照) | 1.41 | 9143 | - |
| t＝1小时 | 0.18 | 1769 | 80.7 |
| t＝2小时 | ＜0.06 | 1759 | 80.7 |
用含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶的酶制剂处理大豆蛋白分离物1小时或2小时对于大大减少大豆蛋白分离物中核糖核酸和肌醇六磷酸含量是有效的。相对于处理1小时，处理2小时提高蛋白分离物中肌醇六磷酸含量的减少程度，但是不明显提高减少蛋白质中核糖核酸含量的程度。
实施例6
检验了温度对含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶的酶制剂对大豆蛋白分离物中核糖核酸和肌醇六磷酸的酶降解的影响，其中根据本发明纯化大豆蛋白分离物。通过将足够的大豆蛋白分离物和水混合并且用盐酸调节pH4.5形成含有大约8％重量大豆蛋白分离物的浆液来制备浆液。
从蛋白分离物浆液制备含有8％重量总固体第一个浆液样品用于核糖核酸和肌醇六磷酸的酶降解。第一个样品调节至50℃的温度。从蛋白分离物浆液制备含有4％重量总固体第二个浆液样品。第二个样品调节至38℃的温度。用含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶并且具有1400KPU/kg凝固固体活性的酶制剂处理这些样品2小时。酶处理样品后，充分洗涤样品，并且通过在150℃温度下喷射熬炼将酶热灭活。通过喷射到真空室中将样品猝然冷却到53℃。然后喷雾干燥冷却的样品。
为了比较目的，从初始的蛋白质浆液提供总固体含量7.6％的对照样品。该对照样品加热到50℃1小时，然后充分洗涤。洗涤过的样品在150℃下喷射熬炼，然后在真空室中猝然冷却到52℃。然后喷雾干燥对照样品。
分析样品以测定样品的核糖核酸含量和肌醇六磷酸含量。分析结果在下面的表4中给出。
表4
| 温度 | 肌醇六磷酸(％) | 核糖核酸(mg/kg) | 核糖核酸减少百分比(％) |
| 对照 | 1.41 | 9143 | - |
| 50℃ | ＜0.07 | 1386 | 84.9 |
| 38℃ | 0.4 | 3848 | 58.0 |
用含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶的酶制剂在38℃和50℃下处理大豆蛋白分离物对于明显减少蛋白分离物中核糖核酸含量和肌醇六磷酸含量是有效的。相对于在38℃下处理，在50℃下处理会提高蛋白分离物中肌醇六磷酸含量和核糖核酸含量的减少程度。
实施例7
检验了含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶的酶制剂对大豆蛋白分离物中肌醇六磷酸和核糖核酸的酶降解对蛋白质中矿物质含量的影响。特别是检验了酶降解对大豆蛋白分离物中的钙，铁，镁，钠，锌，铜，钾，锰和磷浓度的影响。
通过将足够的大豆蛋白分离物和水混合并且用盐酸调节pH4.6形成含有大约8％重量大豆蛋白分离物的浆液来制备浆液。从该浆液制备样品用于肌醇六磷酸和核糖核酸的酶降解，其中该样品重3202lbs，并且具有7.6％重量总固体浓度。将样品加热到50℃的温度。向样品加入含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶并且具有1400KPU/kg凝固固体活性的酶制剂，并且用酶制剂处理样品1小时。酶处理样品后，充分洗涤样品，并且通过在150℃温度下喷射熬炼将酶热灭活。通过喷射到真空室中将样品猝然冷却到53℃。然后喷雾干燥冷却的样品。
为了比较目的，从初始的蛋白质浆液提供总固体含量7.6％的对照样品。该对照样品加热到50℃1小时，然后充分洗涤。洗涤过的样品在150℃下喷射熬炼，然后在真空室中猝然冷却到52℃。然后喷雾干燥对照样品。分析样品以测定样品的钙，铁，镁，钠，锌，铜，钾，锰和磷含量。分析结果在下面的表5中给出。
表5
ppm
| 样品 | Ca | Fe | Mg | Na | Zn | Cu | K | Mn | P |
| 对照 | 1820 | 149 | 587 | 9070 | 33 | 12.4 | 8225 | 9.9 | 7991 |
| 样品 | 1617 | 113 | 508 | 5988 | 26.8 | 11.7 | 5714 | 6.4 | 2583 |
用含有酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶的酶制剂处理大豆蛋白分离物对于减少蛋白分离物中钙，铁，镁，钠，锌，铜，钾，锰和磷含量是有效的。所述酶处理对于减少蛋白材料中钠，钾，和磷含量特别有效。
本领域技术人员理解不脱离本发明精神在公开的本发明内可以进行各种各样的变化。本发明不局限于公开的实施方案，公开的实施方案是为了详细说明的目的，本发明只是受后面的权利要求和它们的等价物的范围的限制。
Claims (43)
1.一种具有低核糖核酸浓度的纯化植物蛋白材料的制备方法，包括：
形成植物蛋白材料的含水浆液；
在一定温度，pH下用酸性磷酸酶处理所述浆液一定时间，以有效降解植物蛋白材料中的核糖核酸；和
洗涤处理过的浆液，得到具有减小的核糖核酸浓度的植物蛋白材料。
2.一种具有低核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐浓度的纯化植物蛋白材料的制备方法，包括：
形成植物蛋白材料的含水浆液；
在一定温度，pH下用酸性磷酸酶和肌醇六磷酸酶处理所述浆液一定时间，以有效降解植物蛋白材料中的核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐；和
洗涤处理过的浆液，得到具有减小的核糖核酸，肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐浓度的植物蛋白材料。
3.权利要求1或2的方法，其中所述植物蛋白材料是植物蛋白浓缩物或植物蛋白分离物。
4.权利要求3的方法，其中所述植物蛋白材料是大豆蛋白浓缩物或大豆蛋白分离物。
5.权利要求1或2的方法，其中所述浆液含有大约2％至大约30％重量的蛋白质材料。
6.权利要求5的方法，其中所述浆液含有大约5％至大约20％重量的蛋白质材料。
7.权利要求5的方法，其中所述浆液含有大约10％至大约18％重量的蛋白质材料。
8.权利要求1或2的方法，其中用所述酶处理所述浆液有效地降解所述植物蛋白材料中大部分核糖核酸。
9.权利要求8的方法，其中洗涤处理过的浆液有效地去除所述的降解的核糖核酸以提供其中去除了大部分核糖核酸的植物蛋白材料。
10.权利要求1或2的方法，其中用所述酶处理所述浆液有效降解所述植物蛋白材料中至少60％的核糖核酸。
11.权利要求10的方法，其中洗涤处理过的浆液有效地去除所述的降解的核糖核酸以提供其中去除了至少60％核糖核酸的植物蛋白材料。
12.权利要求1或2的方法，其中用所述酶处理所述浆液有效地降解所述植物蛋白材料中至少70％的核糖核酸。
13.权利要求12的方法，其中洗涤处理过的浆液有效地去除所述的降解的核糖核酸以提供其中去除了至少70％核糖核酸的植物蛋白材料。
14.权利要求1或2的方法，其中用所述酶处理所述浆液有效地降解所述植物蛋白材料中至少80％的核糖核酸。
15.权利要求14的方法，其中洗涤处理过的浆液有效地去除所述的降解的核糖核酸以提供其中去除了至少80％核糖核酸的植物蛋白材料。
16.权利要求1或2的方法，其中用所述酶处理所述浆液有效地降解所述植物蛋白材料中基本上所有的核糖核酸。
17.权利要求16的方法，其中洗涤处理过的浆液有效地去除所述的降解的核糖核酸以提供其中去除了基本上所有的核糖核酸的植物蛋白材料。
18.权利要求1的方法，其中用所述酶在pH大约3至大约6下处理所述浆液。
19.权利要求18的方法，其中用所述酶在pH大约3.5至大约5.5下处理所述浆液。
20.权利要求18的方法，其中用所述酶在pH大约4至大约5下处理所述浆液。
21.权利要求18的方法，其中用所述酶在pH大约4.4至大约4.6下处理所述浆液。
22.权利要求1或2的方法，其中用所述酶在大约20℃至大约70℃下处理所述浆液。
23.权利要求22的方法，其中用所述酶在大约40℃至大约55℃下处理所述浆液。
24.权利要求1或2的方法，其中用其中所述酶具有大约600KPU/g凝乳固体至大约1400KPU/g凝乳固体活性的酶制剂处理所述浆液。
25.权利要求1或2的方法，其中用酶制剂处理所述浆液，其中所述浆液中酶以占干重计蛋白质材料的大约0.1％至大约10％的量存在。
26.权利要求25的方法，其中用酶制剂处理所述浆液，其中所述浆液中酶以占干重计蛋白质材料的大约0.3％至大约5％的量存在。
27.权利要求1或2的方法，其中用酶制剂处理所述浆液大约30分钟至大约4小时。
28.权利要求27的方法，其中用酶制剂处理所述浆液大约45分钟至大约3小时。
29.权利要求1或2的方法，进一步包括干燥所述处理过的和洗涤过的浆液以提供纯化的植物蛋白材料步骤。
30.权利要求1或2的方法，进一步包括热处理所述处理过的浆液步骤。
31.权利要求1或2的方法，进一步包括在一定温度，pH下用蛋白酶处理洗涤过并且酶处理过的植物蛋白浆液足以水解所述浆液中所述蛋白质的时间的步骤。
32.权利要求31的方法，其中所述蛋白酶在所述浆液中以在所述浆液中按干重计蛋白质的大约0.1％至大约10％的浓度存在。
33.权利要求31的方法，进一步包括热处理水解过的蛋白质浆液的步骤。
34.权利要求31的方法，进一步包括用所述蛋白酶水解后，干燥水解过的蛋白材料的步骤。
35.权利要求1或2的方法，其中所说用酶制剂处理所述植物蛋白材料浆液和洗涤所述处理过的浆液有效减少植物蛋白材料中矿物质含量。
36.权利要求2的方法，其中用所述酶处理所述浆液有效降解所述植物蛋白材料中至少大部分肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。
37.权利要求36的方法，其中洗涤处理过的浆液有效去除降解的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐以提供从中去除了至少大部分肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的植物蛋白材料。
38.权利要求36的方法，其中用所述酶处理所述浆液有效降解所述植物蛋白材料中至少75％的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。
39.权利要求38的方法，其中洗涤处理过的浆液有效去除所述降解的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐以提供从中去除了至少75％的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的植物蛋白材料。
40.权利要求36的方法，其中用所述酶处理所述浆液有效降解所述植物蛋白材料中至少85％的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。
41.权利要求40的方法，其中洗涤处理过的浆液有效去除所述降解的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐以提供从中去除了至少85％的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的植物蛋白材料。
42.权利要求36的方法，其中用所述酶处理所述浆液有效降解所述植物蛋白材料中基本上所有的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐。
43.权利要求42的方法，其中洗涤处理过的浆液有效去除所述降解的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐以提供从中去除了基本上所有的肌醇六磷酸和肌醇六磷酸盐的植物蛋白材料。
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|---|---|---|---|---|
| CN101475960B (zh) * | 2009-01-06 | 2011-12-28 | 华南农业大学 | 基因AtPAP15在提高大豆植株有机磷吸收利用方面的应用 |
| CN103431159A (zh) * | 2013-05-16 | 2013-12-11 | 华南理工大学 | 一种低值酸的大豆分离蛋白及其制备方法 |
| CN115135162A (zh) * | 2020-02-21 | 2022-09-30 | 睿普食品公司 | 用于增加植物蛋白组合物溶解度的方法 |
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