DE19732135C2 - Gefrorenes Nahrungsmittelprodukt - Google Patents
Gefrorenes NahrungsmittelproduktInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Isolieren von Ge
frierschutzproteinen (GSPen) und gefrorene Nahrungsmittel
produkte, die GSPe enthalten.
Gefrierschutzproteine (GSPe) sind zur Erhöhung der Gefrier
toleranz von Nahrungsmitteln vorgeschlagen worden.
Für den Zweck der Erfindung hat der Ausdruck GSP die auf dem
Fachgebiet wohlbekannte Bedeutung, nämlich solche Proteine,
die die Aktivität zum Inhibieren des Wachstums von Eiskri
stallen zeigen. Siehe z. B. US 5,118,792.
Die WO 90/13571 offenbart Gefrierschutzpeptide, die chemisch
oder durch rekombinierte DNA-Techniken hergestellt werden.
Die GSPe können geeigneterweise in Nahrungsmittelprodukten
verwendet werden. Beispiel 3B zeigt modifizierte Eiskri
stallformen, wenn eine Wasser-Eis-Mischung in Kombination
mit 0,01 Gew.-% GSP zu einem Film gefroren wird.
Die WO 92/22581 offenbart GSPe aus Pflanzen, die zur Kon
trolle der Eiskristallform in Eiscreme verwendet werden kön
nen. Dieses Dokument beschreibt auch ein Verfahren zum Ex
trahieren einer Polypeptidzusammensetzung aus extrazellulä
ren Räumen von Pflanzen durch Infiltration von Blättern mit
einem Extraktionsmedium ohne die Pflanzen aufzubrechen.
Die WO 94/03617 offenbart die Herstellung von GSPen aus Hefe
und ihre mögliche Verwendung in Eiscreme. Die WO 96/11586
beschreibt durch Mikroben hergestellte Fisch-GSPe.
Mehrere Literaturstellen erwähnen auch die Isolierung
und/oder Verwendung von Pflanzenproteinen für den
Cryoschutz. Cryoschutzproteine haben eine Funktion beim
Schutz von Pflanzenmembranen gegen Frostschäden. Diese Pro
teine besitzen jedoch keine rekristallisationsinhibierenden
Eigenschaften und sind daher nicht in den Ausdruck GSPe ein
geschlossen.
Hincha beschreibt in Journal of Plant Physiology, 1992, 140,
236-240 die Isolierung von Cryoschutzproteinen aus Kohl.
Volger beschreibt in Biochimica et Biophysica Acta, 412
(1975), 335-349 die Isolierung von Cryoschutzblattproteinen
aus Spinat.
Boothe beschreibt in Plant Physiol (1995), 108: 759-803 die
Isolierung von Proteinen aus Brassica napus. Man nimmt wie
derum an, daß diese Proteine eher Cryoschutzproteine als
GSPe sind.
Neven beschreibt in Plant Molecular Biology 21: 291-305,
1993 die DNA-Charakterisierung von einem Spinat-Cryoschutz
protein.
Salzman beschreibt in Abstracts and Reviews der 18th Annual
Meeting of the ASEV/Eastern Section in Am. J. Enol. Vitic.,
Bd. 44, Nr. 4, 1993 das Vorliegen von beim Kochen stabilen
Polypeptiden in Vitisknospen. Obwohl die Proteine zu
Fisch-Gefrierschutzpeptiden analog sind, sind sie Cryoschutzpro
teine und nicht GSPe.
Lin in Biochemical and Biophysical Research Communication,
Bd. 183, Nr. 3, 1992, Seiten 1103-1108 und Lin in, Plant
Physiology (1992) 99, 519-525 beschreibt das 15 kDa-Cryo
schutzpolypeptid aus Arabidopsis Hakaira.
Houde erwähnt in The Plant Journal (1995) 8(4), 583-593
Cryoschutzproteine aus Weizen.
Darüber hinaus haben - wie in Beispiel VIII veranschau
licht - Extrakte aus Kohl, Spinat, Brassica napus und Arabidopsis
nach dem Erhitzen keine die Rekristallisation inhibierenden
Proteine.
Bis jetzt ist die Verwendung von GSPen jedoch nicht auf kom
merziell verfügbare Nahrungsmittelprodukte angewandt worden.
Ein Grund hierfür sind die hohen Kosten und ein komplizier
tes Verfahren zum Erhalten von GSPen. Ein weiterer Grund be
steht darin, daß die GSPe, die bislang für eine Verwendung
in gefrorenen Nahrungsmittelprodukten vorgeschlagen worden
sind, nicht in die Standardformulierungsmischung eingearbei
tet werden können, da sie dazu neigen, während der Verarbei
tung zu destabilisieren, insbesondere während des Pasteuri
sierungsschritts. Man nimmt an, daß diese Destabilisation
durch die Denaturierung der GSPe verursacht wird; dies ist
ein wohlbekannter Effekt, der allgemein für Peptide und Pro
teine beobachtet wird.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, Lösungen für
diese Probleme zur Verfügung zu stellen.
Überraschend hat man gefunden, daß GSPe aus natürlichen
Quellen wie an die Kälte akklimatisierten Pflanzen mittels
eines neuen, relativ einfachen Verfahrens isoliert werden
können. Dieses Verfahren führt zum ersten Mal zur Identifi
kation von GSPen, die bequem in eine Mischung für die Her
stellung gefrorener Produkte vor deren Pasteurisation einge
arbeitet werden können.
Demgemäß betrifft die Erfindung in einem ersten Aspekt ein
Verfahren für die Gewinnung von GSPen aus natürlichen Quel
len, wobei das Verfahren die Schritte
- a) Isolierung eines GSP-enthaltenden Safts aus der na türlichen Quelle;
- b) Wärmebehandlung der natürlichen Quelle oder des GSP-enthaltenden Safts auf eine Temperatur von minde stens 60°C;
- c) Entfernung der unlöslichen Fraktion
einschließt.
Schritt c des obengenannten Verfahrens wird normalerweise
nach den Schritten a und b stattfinden. Die Schritte a und b
können in jeder gewünschten Reihenfolge ausgeführt werden,
z. B. Schritt a gefolgt von Schritt b (in dem Fall wird der
GSP-reiche Saft erwärmt werden) oder Schritt b gefolgt von
Schritt a (in dem Fall wird die natürliche Quelle erwärmt
werden) oder Schritte a und b gleichzeitig.
Überraschenderweise haben wir gefunden, daß das erfindungs
gemäße Isolierungsverfahren eine Anzahl von Vorteilen hat.
Erstens ist es durch die Verwendung des Verfahrens nicht
mehr notwendig ein Zerreißen der natürlichen Quelle wie
Pflanzen zu vermeiden, wie es in den Verfahren gemäß
WO 92/22581 notwendig war. Dies erhöht sofort wesentlich die
kommerzielle Anwendbarkeit des Verfahrens, z. B. im Vergleich
mit WO 92/22581, da hohe Investitionskosten für eine spe
zielle Verarbeitung nicht länger notwendig sind.
Durch die Anwendung der hohen Temperaturen erscheint es auch
möglich, aus einer großen Gruppe von in den natürlichen
Quellen vorliegenden Peptiden eine neue Auswahl von sehr ak
tiven GSPen aus dem natürlichen Material zu extrahieren, wo
bei die GSPe Peptide einschließen, die unter Bezug auf die
Eigenschaften zur Inhibierung der Eis-Rekristallisation sehr
aktiv sind.
Drittens denaturiert entgegen den Erwartungen die Verwendung
von hohen Temperaturen nicht das gesamte proteinöse Mate
rial, sondern scheint nur einige der Proteine zu denaturie
ren, während die verbleibenden GSPe eine erhöhte Temperatur
stabilität aufweisen. Dies macht es möglich, die isolierten
GSPe in Zusammensetzungen einzuschließen, die höheren Tempe
raturen, z. B. einem Pasteurisationsschritt, unterworfen wer
den müssen. Dies ist besonders überraschend, da z. B. die
GSPe aus WO 92/22581 unter Erwärmungsbedingungen nicht sta
bil sind (siehe Beispiel VI).
Das erfindungsgemäße Verfahren schließt in Schritt b das Er
wärmen der natürlichen Quelle oder des GSP-reichen Safts auf
eine Temperatur von mehr als 60°C ein. Bevorzugt ist die
Temperatur von 60 bis 110°C, am bevorzugtesten von 80 bis
105°C. Der Erwärmungsschritt kann nach der Isolation des
proteinreichen Safts (Schritt a) oder vor der Isolation des
proteinreichen Safts stattfinden. Jeder geeignete Weg zum
Erwärmen des Safts kann verwendet werden, z. B. herkömmliches
oder Mikrowellenerwärmen, das Erwärmen wahlweise mit einem
zugesetzten Extraktionsmedium, die Dampfeinleitung etc.
Wenn ein Extraktionsmedium verwendet wird, wird es bevorzugt
in kleinen Volumina eingesetzt, um eine unnötige Verdünnung
der GSP-Fraktion zu vermeiden. Jedes geeignete Extraktions
medium kann verwendet werden, obwohl die Verwendung von Was
ser besonders bevorzugt ist. Wenn gewünscht, können dem Was
ser vor seiner Verwendung als ein Extraktionsmedium Zusätze
zugesetzt werden. Am bevorzugtesten wird jedoch Wasser ver
wendet, das im wesentlichen frei von Zusätzen ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf jede natürliche
Quelle wärmestabiler GSPe angewandt werden. In dieser Liste
sind Pflanzen, Fische, Insekten und Mikroorganismen einge
schlossen. Sowohl natürlich vorkommende Arten als auch Ar
ten, die durch genetische Veränderung erhalten wurden, kön
nen verwendet werden. Zum Beispiel können Mikroorganismen
oder Pflanzen genetisch verändert werden, um GSPe zu expri
mieren, und die GSPe können dann gemäß der vorliegenden Er
findung isoliert werden. GSPe mit einer Homologie von minde
stens 80%, bevorzugter mehr als 95%, am bevorzugtesten 100%
zu den GSPen, die direkt aus natürlichen Quellen erhalten
werden, können so erhalten werden. Für den Zweck der Erfin
dung sind Proteine, die diesen hohen Homologiegrad besitzen,
auch in den Ausdruck GSPe eingeschlossen. Auch diese trans
formierten Mikroorganismen oder Pflanzen, die in der Lage
sind, Gene zu exprimieren, die die GSPe codieren, sind auch
in den Bereich der Erfindung eingeschlossen.
Genetische Manipulationstechniken können zur Herstellung von
in der Erfindung beschriebenen, wärmestabilen GSPen verwen
det werden. Eine geeignete Wirtszelle oder -organismus würde
durch eine Genkonstruktion transformiert, die das gewünschte
wärmestabile Polypeptid codiert. Die Nucleotidsequenz, die
für das wärmestabile Polypeptid codiert, kann in einen ge
eigneten Expressionsvektor eingebracht werden, der die not
wendigen Elemente für die Transkription und Translation
enthält und in einer Art und Weise, daß sie unter geeigneten
Bedingungen exprimiert werden (z. B. in richtiger
Orientierung und in richtigem Leserahmen und mit geeigneter
Ziel- und Expressionssequenz). Die zur Erzeugung dieser
Expressionsvektoren benötigten Verfahren sind dem Fachmann
wohl bekannt.
Eine Anzahl von Expressionssystemen kann verwendet werden,
um die Codierungssequenz für das wärmestabile Polypeptid zu
exprimieren. Diese schließen ein, sind aber nicht darauf be
schränkt: Bakterien, Hefe, Insektenzellsysteme, Pflanzenzel
lenzuchtsysteme und Pflanzen, alle mit den geeigneten Ex
pressionsvektoren transformiert.
Eine breite Vielfalt von Pflanzen und Pflanzenzellsystemen
können mit den Nucleinsäurekonstruktionen der in dem wärme
stabilen Extrakt isolierten Polypeptide transformiert wer
den. Bevorzugte Ausführungsformen schließen ein, sind aber
nicht darauf beschränkt: Mais, Tomaten, Tabak, Karotten,
Erdbeeren, Rapssamen und Zuckerrüben.
Bevorzugt stammt das GSP von Pflanzen (dies bedeutet, daß
das GSP entweder direkt von der Pflanze als natürliche
Quelle erhalten wird oder GSPe mit einem hohen Grad an Homo
logie zu diesen GSPen transgenetisch in anderen Organismen
hergestellt werden). Jede Pflanze, die wärmestabile GSPe
enthält, kann verwendet werden, bevorzugt sind jedoch natür
lich auftretende Pflanzen (oder ihre genetisch modifizierten
Versionen), die in der Lage sind, unter kalten Bedingungen
zu wachsen, so daß sie GSPe enthalten. Besonders bevorzugt
ist die Verwendung von Winterroggen, winterharten Gräsern
und Riedgräsern. Andere geeignete Pflanzen können z. B. aus
der Gruppe der Holzpflanzen, Wintergetreiden, etc. stammen.
Besonders bevorzugt stammen die wärmestabilen GSPe aus Acer
saccharoides, Bambus, Buddleia, Isothecium myosuroides,
Ramalina farinaceae, Usnea subfloridana, Forsythia, Oxalis,
Poa Trivialis, Lolium Perenne, Holcus Lanatus, Bromus
Sterilis, Parodiochloa flabellata, Deschampsia antartica,
Carex aquatilis, Colobanthus quintensis und Agrostis tenuis,
Festuca contracta und Poa annua.
Der GSP-reiche Saft kann durch jedes brauchbare Verfahren
von seiner Quelle getrennt werden, z. B. durch Pressen, Fil
trieren, Homogenisieren, Extrahieren, etc. Bevorzugt wird
die natürliche GSP-Quelle, wie das Pflanzenmaterial, in
kleine Stücke oder in eine Aufschlämmung umgewandelt, bevor
die proteinreiche Fraktion z. B. durch Filtration gesammelt
wird. Dieses Aufschließen kann durch jede geeignete Methode
ausgeführt werden, z. B. in einem Mischer. Der Fachmann wird
gut in der Lage sein, das Material in solch eine Form zu
zerteilen, daß das Aufsammeln des proteinreichen Safts
leicht stattfinden kann.
Nach Sammeln und Erwärmen (in der gewünschten Reihenfolge)
der Proteinfraktion kann dann die resultierende GSP-enthal
tende Probe nach jedem brauchbaren Verfahren behandelt
werden, um die unlösliche Fraktion zu entfernen und die
GSP-reiche flüssige Fraktion zurückzuhalten. Die unlösliche
Fraktion kann z. B. durch Filtration, Absetzenlassen, etc.
entfernt werden. Die GSP-reiche Flüssigkeit kann dann vor
teilhaft weiter verarbeitet werden, um die GSPe aufzukonzen
trieren oder zu isolieren, um sie in eine für die weitere
Verwendung geeignete Form zu bringen. Beispiele für ge
eignete Verarbeitungsarten sind das Trocknen, um ein Pulver
oder eine Paste zu erhalten, das weitere Aufkonzentrieren,
um ein GSP-Konzentrat zu erhalten, die Chromatographie, um
die GSPe von dem Extraktionsmedium zu trennen, etc. Der
Fachmann wird wiederum wohl in der Lage sein, die geeigneten
Mittel und Bedingungen für eine angemessene Isolierung zu
bestimmen.
Für einige natürliche Quellen können die durch die oben ge
nannten Methoden erhaltenen GSPe aus einer Mischung aus zwei
oder mehreren verschiedenen GSPen bestehen. Wenn gewünscht,
können diese GSPe durch jedes herkömmliche Verfahren ge
trennt werden, z. B. durch Chromatographie oder andere Ver
fahren, die auf den Unterschieden der physikalischen/chemi
schen Eigenschaften wie das Molekulargewicht basieren.
Wenn gewünscht, kann auch die Aminosäurezusammensetzung und
-sequenz der isolierten GSPe bestimmt werden. Jedes ge
eignete Verfahren zur Bestimmung dieser Eigenschaften kann
verwendet werden. Beispiele für geeignete Verfahren werden
in den Beispielen beschrieben. Wenn gewünscht kann auch die
die GSPe codierende Nucleinsäuresequenz bestimmt werden.
Vektoren, die eine Nucleinsäuresequenz enthalten, die in der
Lage ist, die Aminosäuren zu codieren, sind auch in den Be
reich der Erfindung eingeschlossen.
Basierend auf der oben gegebenen Information ist es auch
möglich, andere natürliche Quellen genetisch so zu modifi
zieren, daß sie wie hierin zuvor angegeben, die vorteilhaf
ten GSPe produzieren. Beispiele für geeignete GSPe sind in
den Beispielen beschrieben.
Man hat gefunden, daß die nach dem oben benannten Verfahren
erhaltenen GSPe eine erhöhte Fähigkeit aufweisen, einer
thermischen Behandlung zu widerstehen. Man nimmt an, daß
solche GSPe niemals zuvor isoliert worden sind. Wie oben be
schrieben, ist diese erhöhte thermische Resistenz besonders
von Interesse für eine Verwendung in Nahrungsmittelproduk
ten, die einem Wärmebehandlungsschritt, z. B. einer Pasteuri
sation, unterworfen werden.
Demgemäß betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung GSPe,
die eine thermische Stabilität aufweisen, wie nachgewiesen
durch keine wesentliche Reduktion der Rekristallisationsin
hibierungseigenschaften nach einer Wärmebehandlung für 1 Stunde
bei 80°C oder 10 Minuten bei 100°C. Ein geeigneter
Test zur Bestimmung der Eis-Rekristallisationsinhibierungs
eigenschaften wird in den Beispielen beschrieben und
schließt das schnelle Gefrieren auf -40°C gefolgt von einer
Lagerung für 1 Stunde bei -6°C ein. Bevorzugt führen GSPe,
die diesem Test nach der Wärmebehandlung unterworfen werden,
zu einer Eiskristallteilchengröße, die weniger als 5 µm
größer ist als die Eiskristallgröße einer Probe mit dem
gleichen GSP, das nicht wärmebehandelt ist. Bevorzugt ist
der Unterschied weniger als 3 µm, am bevorzugtesten weniger
als 1 µm.
Bevorzugt werden solche GSPe ausgewählt, die signifikante
Eis-Rekristallisationsinhibierungseigenschaften haben. Ein
geeigneter Test zur Bestimmung der Rekristallisationsinhi
bierungseigenschaften wird in dem Beispiel VI angegeben.
Bevorzugt stellen GSPe gemäß der Erfindung eine Eis
teilchengröße nach einem Eis-Rekristallisationsinhibierungs
assay - wie in den Beispielen beschrieben - von 15 µm oder
weniger zur Verfügung, bevorzugter von 5 bis 15 µm.
Die GSPe können bequem in Nahrungsmittelprodukten verwendet
werden, bevorzugt in Nahrungsmittelprodukten, die gefroren
sind, oder die dazu bestimmt sind, eingefroren zu werden.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von GSPen in Produk
ten, die erwärmt werden, z. B. durch Pasteurisation oder Ste
rilisation vor dem Einfrieren. Besonders bevorzugt ist die
Verwendung in gefrorenen Konfektprodukten.
Beispiele für solche Nahrungsmittelprodukte sind: gefrorene
Konfektmischungen wie Eiscrememischungen und Wassereismi
schungen, die dazu bestimmt sind, vor dem Einfrieren pasteu
risiert zu werden. Solche Mischungen werden normalerweise
bei Raumtemperatur gelagert. Geeignete Produktformen sind
z. B.: eine Pulvermischung, die z. B. in einem Beutel oder in
Tütchen verpackt ist. Die Mischung ist in der Lage, die Ba
sis des gefrorenen Nahrungsmittelprodukts zu bilden, z. B.
nach Zugabe von Wasser oder wahlweise anderen Bestandteilen
und - wahlweise - Belüftung.
Ein weiteres Beispiel für eine geeignete Mischung könnte
eine flüssige Mischung (wahlweise belüftet) sein, die, wenn
notwendig nach Zugabe weiterer Bestandteile und wahlweise
weiterer Belüftung, eingefroren werden kann.
Der klare Vorteil der obengenannten Mischungen besteht
darin, daß das Vorliegen des GSP-Bestandteils bewirkt, daß
die Mischungen unter ruhigen Bedingungen eingefroren werden
können, z. B. in einer Laden- oder Heimgefriertruhe, ohne die
Bildung unannehmbarer Eiskristallformen und somit mit einer
Textur, die sich von Produkten, die normalerweise durch ru
higes Einfrieren erhalten werden, unterscheidet.
Sehr bequem werden diese Mischungen in geschlossenen Behäl
tern (z. B. Schachteln, Beuteln, Dosen, Plastikbehältern,
etc.) verpackt. Für einzelne Portionen wird die Packungs
größe im allgemeinen von 10 bis 1000 g sein. Für Mehrfach
portionen können Packungsgrößen von bis zu 500 kg geeignet
sein. Im allgemeinen wird die Packungsgröße von 10 g bis
5000 g reichen.
Wie oben angegeben, sind die bevorzugten Produkte worin die
GSPe verwendet werden, gefrorene Konfektprodukte wie
Eiscreme oder Wassereis. Bevorzugt ist der Gehalt der GSPe
von 0,0001 bis 0,5 Gew.-%, basierend auf dem Endprodukt.
Wenn Trockenmischungen oder Konzentrate verwendet werden,
kann die Konzentration höher sein, um sicherzustellen, daß
der Gehalt in dem gefrorenen Endprodukt in dem oben
genannten Bereich liegt.
Überraschenderweise hat man gefunden, daß die erfindungsge
mäßen Zusammensetzungen sehr geringe Mengen an GSPen enthal
ten können, während sie weiter von guter Qualität sind.
Überraschenderweise hat man gefunden, daß der Gehalt an
GSPen so gering wie 0,1 bis 50 ppm sein kann, während er
weiterhin angemessene Rekristallisationseigenschaften und
eine Temperaturtoleranz in gefrorenen Konfektprodukten zur
Verfügung stellt. Obwohl die Anmelder unter keinen
Bedingungen an eine Theorie gebunden sein möchten, kann der
Grund hierfür sein, daß die Wechselwirkung zwischen den
Feststoffen des gefrorenen Konfekts und den GSPen einen
exzellenten Mechanismus zur Inhibierung des
Kristallwachstums zur Verfügung stellt. Am brauchbarsten ist
der Gehalt an GSP von 1 bis 40 ppm, besonders bevorzugt von
2 bis 10 ppm.
Für den Zweck der Erfindung schließt der Ausdruck gefrorenes
Konfektprodukt Milch ein, die gefrorene Konfekte enthält,
wie Eiscreme, gefrorener Joghurt, Fruchteis, Sorbet,
Milcheis und gefrorene Eiercreme, Wassereissorten, Granitas
und gefrorene Fruchtpürees. Für einige Anwendungen ist die
Verwendung in fermentierten Nahrungsmittelprodukten weniger
bevorzugt.
Bevorzugt ist der Gehalt an Feststoffen in dem gefrorenen
Konfekt (z. B. Zucker, Fett, Geschmacksstoffe, etc.) mehr als
4 Gew.-%, z. B. mehr als 30 Gew.-%, bevorzugter von 40 bis
70 Gew.-%.
Erfindungsgemäße gefrorene Konfektprodukte können nach jedem
Verfahren hergestellt werden, das zur Herstellung eines ge
frorenen Konfekts geeignet ist. Besonders bevorzugt, werden
jedoch alle Bestandteile der Formulierung vor der Pasteuri
sation und bevor der Einfriervorgang beginnt, vollständig
gemischt. Der Gefriervorgang kann vorteilhaft einen Här
tungsschritt beinhalten, z. B. bei einer Temperatur von -34°C
(-30 Fahrenheit) oder niedriger.
Isolierung von GSPen durch zunächst Sammeln des Saftes
gefolgt von der Wärmebehandlung und Isolation des GSP.
Winterroggen (Halo-Sorte) wurde im Januar geschnitten (die
Durchschnittstemperatur in dem Monat war 3,5°C, was die ge
eignete Kälteakklimatisation der Pflanzen sicherstellte).
Das Gewebe wurde schnell zur weiteren Behandlung in das
Labor transportiert und gründlich mit Wasser gewaschen, um
Schmutz zu entfernen.
400 g der Schnitzel wurden bei Raumtemperatur in einem
Waring-Mischer mit 800 g Wasser bis das Blattgewebe voll
ständig zerrissen war, homogenisiert. Der GSP-reiche Saft
wurde durch Filtrieren durch vier Lagen Musselin gesammelt.
Der GSP-reiche Saft wurde dann einer Temperaturbehandlung
durch Kochen des Safts für 10 Minuten unterworfen. Dies be
wirkte die Absetzung von Protein, während das GSP für die
erfindungsgemäße Verwendung in Lösung blieb. Der Überstand
wurde vom Niederschlag durch Zentrifugieren bei 15 000 g für
20 Minuten oder durch weitere Filtration durch Musselin ge
trennt.
Die GSPe können aus dem Überstand durch Gefriertrocknen iso
liert werden.
Für Kontrollzwecke kann ein apoplastisches Extrakt (extra
zelluläres Extrakt) aus Winterroggen wie folgt erhalten wer
den: Die Blätter von 30-tägigen, an die Kälte akklimatisier
ten Roggenpflanzen wurden in 3 cm Längen geschnitten und
gründlich in destilliertem Wasser gewaschen, um alle Zellin
halte zu entfernen. Die Blattstücke wurden auf einem Papier
handtuch trocken getupft und in einem Extraktionsmedium aus
5 mM EDTA, 10 mM Ascorbinsäure, 2 mM Capronsäure, 2 mM
Benzamidin und 1 mM Phenylmethylsulfonylfluorid (PMSF) voll
ständig untergetaucht. Sie wurden dann in einem Büchner-Kol
ben für 60 Minuten vakuuminfiltriert und nach dieser Zeit
wurden die Blätter entfernt und vollständig trocken getupft.
Sie wurden dann in Längsrichtung in einer aufgeschnittenen
Plastikspritzenhülse angeordnet und bei 2000 X g für 30 Mi
nuten sanft zentrifugiert. Das apoplastische Extrakt wurde
in einem Eppendorf-Röhrchen unter der Spritze gesammelt.
Isolierung von GSPen durch zuerst Erwärmen der natürlichen
Quelle, gefolgt von der Isolierung des GSP-reichen Safts und
Isolierung des GSPs.
Gewebe von gemischtem Gras (Poa Trivialis, Lolium Perenne,
Holcus Lanatus, Bromus Sterilis) wurde im Januar geschnitten
(die Durchschnittstemperatur in dem Monat war 3,5°C, was die
geeignete Kälteakklimatisation der Pflanzen sicherstellte).
Das Grasgewebe wurde schnell zur weiteren Behandlung in das
Labor transportiert und gründlich mit Wasser gewaschen, um
Schmutz zu entfernen.
500 g Grasschnitzel wurden in einen 650 Watt Mikrowellenofen
gegeben und bei voller Stärke für 5 Minuten erhitzt, wobei
die Temperatur auf 85 bis 100°C stieg. Die Grasschnitzel
wurden dann auf Umgebungstemperatur abgekühlt.
Alternativ werden die Grasschnitzel mit 500 g kochendem Was
ser gemischt und die Mischung wird auf 100°C wiedererwärmt,
gefolgt vom Kochen für 10 Minuten unter Rühren und dann Ab
kühlenlassen auf 60°C.
Nach dem Erwärmungsschritt wurde der GSP-reiche Saft durch
Filtrieren von den Schnitzeln getrennt. Die Masse wurde in
Gegenwart eines gleichen Volumens Wasser für 5 Minuten
durchgehend gerührt und dann durch 3 Schichten Musselin ge
drückt.
Der Überstand kann zur Entfernung des Wassers gefrierge
trocknet werden, gefolgt von einer Lagerung. Alternativ kann
der Überstand zur Lagerung gefroren werden.
Eine flüssige Vormischung zur Herstellung von Eiscreme wurde
hergestellt durch Mischen von:
Bestandteil | |
Gew.-% | |
Magermilchpulver | 11,390 |
Saccharose | 3,410 |
Maltodextrin (MD40) | 4,000 |
Johannisbrotgummi | 0,072 |
Stärkezuckersirup aus Mais 63DE | 20,705 |
Guar-gummi | 0,048 |
Genulacta L100 | 0,020 |
Butter | 9,015 |
Avicel RC581 | 0,240 |
Gelatine | 0,140 |
Monoglycerid(palmitat) | 0,450 |
Vanillin | 0,010 |
GSP (aus Beispiel I*) | 0,100 oder keines (Kontrolle) |
Wasser | Ausgleich |
* Beachte: Das GSP wird als konzentrierte GSP-Lösung unter
Verwendung eines Teils des zugegebenen Wassers als Verdün
nungsmittel zugegeben, die Prozentangabe bezieht sich auf
die Menge an GSP.
Diese Mischung kann bequem bei 85°C für 15 Sekunden pasteu
risiert und in einer Dose gekühlt gelagert werden.
Die Mischungen können bei der Herstellung von Eiscreme durch
Schlagen mit einem herkömmlichen Haushaltsmischer auf einen
Überlauf von etwa 100% gefolgt von ruhigem Einfrieren in
einer Haushaltsgefriertruhe verwendet werden. Die erfin
dungsgemäße Zusammensetzung hatte eine ausgesprochen bessere
Textur als die Kontrollprobe.
Sehr gute Ergebnisse werden unter Verwendung des GSPs aus
Beispiel II anstelle des GSPs aus Beispiel I erhalten.
Eine flüssige Vormischung für die Herstellung von Eiscreme
wurde hergestellt durch Mischen von:
Bestandteil | |
Gew.-% | |
Magermilchpulver | 10,00 |
Saccharose | 13,00 |
Maltodextrin (MD40) | 4,00 |
Johannisbrotgummi | 0,14 |
Butteröl | 8,00 |
Monoglycerid(palmitat) | 0,30 |
Vanillin | 0,01 |
GSP (aus Beispiel I*) | 0,01 oder keines (Kontrolle) |
Wasser | Ausgleich |
* Beachte: Das GSP wird als konzentrierte GSP-Lösung in
einem Teil des Wassers zugegeben, die Prozentangabe be
zieht sich auf die Menge an GSP.
Die Bestandteile wurden bei Raumtemperatur gemischt, gefolgt
von einer Pasteurisation für 60 Sekunden bei 89°C. Die Mi
schung wurde in Verpackungen von 500 ml aseptisch einge
füllt, verschlossen und bei Raumtemperatur gelagert.
Die Mischung kann für die Herstellung von Eiscreme durch
Schlagen mit einem herkömmlichen Haushaltsmischer bis zu
einem Überlauf von etwa 70% gefolgt von Einfrieren unter
ruhigen Bedingungen in einer Haushaltsgefriertruhe verwendet
werden.
Nach zwei-monatiger Lagerung hatte die erfindungsgemäße Zu
sammensetzung eine ausgesprochen bessere Textur als die Kon
trollprobe.
Sehr gute Ergebnisse werden unter Verwendung des GSPs aus
Beispiel II anstelle des GSPs aus Beispiel I erhalten.
Beispiel IV wurde wiederholt, aber jetzt wurde die Eiscreme
mischung vor dem aseptischen Einfüllen und Verschließen bis
zu einem Überlauf von 70% belüftet.
Das resultierende Produkt kann bei Raumtemperatur gelagert
werden und eine Eiscreme kann durch Legen der Mischung in
eine Haushaltsgefriertruhe und Einfrieren unter ruhigen Be
dingungen hergestellt werden.
Die Eis-Rekristallisationsinhibierungseigenschaften der GSPe
können wie folgt bestimmt werden:
Eine Probe eines GSP-enthaltenden Produkts wurde auf einen
Saccharosegehalt von 30 Gew.-% eingestellt (wenn der An
fangsgehalt der Probe größer als 30% war, wurde dies durch
Verdünnen gemacht, wenn der Anfangsgehalt niedriger war,
wurde Saccharose auf einen Gehalt von 30% zugegeben).
Ein 3 µl Tropfen der Probe wurde auf ein 22 mm Deckglas pla
ziert. Ein Deckglas mit 16 mm Durchmesser wurde dann darauf
gelegt und ein 200 g Gewicht wurde auf die Probe gelegt, um
eine gleichmäßige Objektglasdicke sicherzustellen. Die
Kanten des Deckglases wurden mit klarem Nagellack
versiegelt.
Das Objektglas wurde auf einen Linkham THM 600 temperaturge
regelten Mikroskoptisch gelegt. Der Tisch wurde schnell
(50°C pro Minute) auf -40°C abgekühlt, um eine große Menge
kleiner Kristalle zu erzeugen. Die Tischtemperatur wurde
dann schnell (50°C pro Minute) auf -6°C erhöht und bei die
ser Temperatur gehalten.
Die Eisphase wurde bei -6°C unter Verwendung eines Leica
Aristoplan-Mikroskops beobachtet. Bedingungen polarisierten
Lichts in Verbindung mit einer Lambda-Platte wurden verwen
det, um den Kontrast der Eiskristalle zu erhöhen. Der Zu
stand der Eisphase (Größe der Eiskristalle) wurde durch 35 mm
Photomikrographie bei T = 0 und T = 1 Stunde aufgezeichnet.
Allgemein kann dieser Test auf jede geeignete Zusammenset
zung angewandt werden, die GSP und Wasser umfaßt. Im allge
meinen ist die Konzentration von GSP in einer solchen Test
zusammensetzung nicht sehr kritisch und kann z. B. von 0,0001
bis 0,5 Gew.-%, bevorzugter von 0,0005 bis 0,1 Gew.-%, am
bevorzugtesten von 0,001 bis 0,05 Gew.-% reichen, z. B.
0,01 Gew.-%.
Jede geeignete GSP und Wasser umfassende Zusammensetzung
kann zur Durchführung des Tests verwendet werden. Im allge
meinen wird es jedoch nicht notwendig sein, das GSP in
gereinigter Form zu erhalten. Für praktische Anwendungen ist
es normalerweise ausreichend, ein flüssiges Extrakt oder
einen Saft des natürlichen Materials herzustellen, wobei
dieses Extrakt oder dieser Saft getestet werden kann.
Dieses Verfahren kann z. B. auf die GSP-enthaltenden Extrakte
wie in den Beispielen I oder II erhalten, mit oder ohne
einem Konzentrationsschritt, angewandt werden.
Die rekristallisationsinhibierenden Eigenschaften mehrerer
Proben wurden gemessen. Die Proben wurden von Roggen erhal
ten, der an verschiedenen Monaten während des Jahres geern
tet worden war. Die GSP-Säfte, die nach Extraktion und Er
wärmen gemäß Beispiel I erhalten wurden, wurden wie oben be
schrieben, auf ihre Rekristallisationseigenschaften gemes
sen. Als Vergleich wurde Roggen verwendet, der in einem Ge
wächshaus gewachsen war (bei Temperaturen, die normalerweise
nicht die GSP-Bildung auslösen).
Die folgenden Eiskristallgrößen wurden gemessen:
Probe | |
Eiskristallgröße nach 1 Stunde (µm) | |
Kontrolle | 25 |
Probe Dezember | 17 |
Probe Januar | 10 |
Probe Februar | 15 |
Probe März | 18 |
Probe April | 18 |
Probe Mai | 25 |
Diese Messungen zeigen, daß für eine gute GSP-Aktivität die
Pflanzen während der Wintermonate, z. B. Dezember-April
geerntet werden sollten. Besonders bevorzugt sind Proben,
die in der Lage sind, Eiskristallgrößen von 15 µm oder weni
ger zur Verfügung zu stellen. In diesem Fall kann dies durch
Ernten der Pflanzen im Januar oder Februar erreicht werden.
Die gleichen Messungen wurden an GSP-Proben aus Januar
durchgeführt, die hitzebehandelt worden waren (1 Stunde bei
60°C). Keine wesentliche Verminderung der Rekristallisa
tionseigenschaften wurde beobachtet.
Als ein Vergleich wurde das apoplastische Extrakt aus Bei
spiel I verwendet. Dies führte zu einer endgültigen Eiskri
stallgröße nach 1 Stunde von 11,1 µm; nach Wärmebehandlung
durch Kochen für 10 Minuten bei 100°C führte der Test nach
1 Stunde zu einer Eiskristallgröße von 16,8 µm. Dieses Bei
spiel zeigt, daß das apoplastische Extrakt aus Winterroggen
nicht wärmestabil ist.
Nicht wärmebehandeltes Grasextrakt aus im Januar geerntetem
Gras wurde von Silsoe (UK) erhalten. Das Extrakt wurde für 1
Stunde zur Entfernung von Schmutz und unlöslichem Schutt wie
folgt zentrifugiert, Zentrifuge: Sorvall RC3C, Rotor: H6000A,
Temperatur: +5°C, Rotorgeschwindigkeit: 5000 UpM
(7268 g).
Eine Probe des Extrakts wurde zur Bestimmung seines Gesamt
feststoffgehalts gefriergetrocknet. Man fand, daß dieser
11,48 mg/ml betrug. Das getrocknete Extrakt wurde dann mit
30% Saccharoselösung auf seine ursprüngliche Gesamtfest
stoffkonzentration rehydratisiert. Mehrere Lösungen wurden
durch Verdünnen des Extrakts wie notwendig mit 30% Saccha
roselösung hergestellt.
Die Gefrierschutzaktivität wurde unter Verwendung des Assays
aus Beispiel VI gemessen.
Man maß die mittleren Eiskristallgrößen der T = 0 und T = 1
Stunde Bilder aus den Rekristallisationsinhibierungsassays
unter Verwendung des Zeiss TGA 10-Analysators. Die erhalte
nen Ergebnisse werden in der unten angegebenen Tabelle ge
zeigt.
Diese Ergebnisse zeigen die Veränderung der endgültigen Kri
stallgröße und die Änderung der Eiskristallgröße über 1 Stunde
bei -6°C für die verschiedenen Verdünnungen des Gras
extrakts. Man kann sehen, daß der Feststoffgehalt in dem
Grasextrakt über einen weiten Bereich variiert werden kann,
während immer noch gute Rekristallisationsinhibierungseigen
schaften erhalten werden. Bevorzugt werden solche Konzentra
tionen gewählt, die zu einer Eiskristallgröße nach 1 Stunde
von 15 µm oder weniger führen.
Ein ähnlicher Test wurde mit Grasextrakt durchgeführt, das
einer Wärmebehandlung unterworfen worden war (10 Minuten bei
100°C). Keine wesentliche Verschlechterung der Rekristalli
sationsinhibierungseigenschaften wurde beobachtet.
Zusätzlich wurden die Grasextrakte aus Beispiel II unter
Verwendung des gleichen Rekristallisationsinhibierungstests
getestet. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:
Diese Ergebnisse zeigen, daß selbst nach Erwärmen das Ex
trakt aus an die Kälte akklimatisiertem Gras die Fähigkeit
zum Inhibieren von Eiskristallwachstum beibehielt.
Mehrere GSP-enthaltende Pflanzen wurden im Januar geerntet.
Extrakte wurden durch Zerkleinern von frischem Gewebe, z. B.
Wurzeln, Stengel, Knospen oder Blätter, mit einem Pistill
und einem Mörser (auf 4°C gekühlt) in einem gleichen Volumen
Puffer A (10 mM EDTA, 20 mM Ascorbinsäure, mit Tris auf pH 7,4
gepuffert) auf Eis gehalten, erhalten. Die Homogenisate
werden durch eine oder mehrere Schichten aus Musselin
filtriert und für eine weitere Verwendung auf Eis gehalten.
Die Extrakte wurden dem Rekristallisationsinhibierungstest
von Beispiel VI sowohl nach Erwärmen auf 60°C für 1 Stunde
als auch Kochen für 10 Minuten unterworfen.
Die folgenden Pflanzen enthielten, wie nachgewiesen durch
das Beibehalten der Rekristallisationsinhibierungseigen
schaften, wärmestabile GSPe: Acer saccharoides, Bambus,
Buddleia, Isothecium myosuroides, Ramalina farinaceae, Usnea
subfloridana, Forsythia, Oxalis, Poa Trivialis, Lolium
Perenne, Holcus Lanatus, Bromus Sterilis, Parodiochloa
flabellata, Deschampsia antartica, Carex aquatilis,
Colobanthus quintensis und Agrostis tenuis, Festuca
contracta und Poa annua.
Die folgenden Pflanzen enthielten keine wärmestabilen GSPe:
Kohl, Spinat, Brassica napus und Arabinopsis.
Die thermische Hystereseaktivität der GSPe kann wie folgt
getestet werden:
1 ml Proben wurden in Eppendorfs in ein heißes Wasserbad ge
halten und für 1 Stunde bei 60°C erwärmt. Die thermischen
Hystereseeigenschaften der Proben wurden dann wie folgt ge
messen:
Das geschmolzene Produkt wurde auf ein Mikroobjektglas
(Camlab Cambridge, Weglänge 0,1 mm) gegeben. Die Enden des
Mikroobjektglases wurden mit Rohvaseline verschlossen.
Eis wurde unter Verwendung eines Aerosolgefriersprays in der
Probe erzeugt. Das Objektglas wurde dann in ein tempera
turgeregeltes Ethanolbad bei -0,1°C eingetaucht. Nach
5-minütiger Gleichgewichtseinstellung wurde die Probe über
prüft. Wenn das Eis vollständig schmolz, wurde die Tempera
tur des Bades in 0,1°C Schritten erniedrigt, gefolgt von
einer Gleichgewichtseinstellung. Diese Schritte wurden wie
derholt, bis eine Temperatur erreicht wurde, bei der eine
kleine Menge Eiskristalle in der Probe vorlag. Nach
Gleichgewichtseinstellung bei dieser Temperatur wurde die
Badtemperatur in Schritten von 0,01°C pro Minute herabge
setzt. Der Gefrierpunkt der Probe wurde als die Temperatur
aufgezeichnet, an der die Eisausbreitung von den ins Gleich
gewicht gebrachten Kristallen beginnt.
Die Schmelztemperatur der Probe wird dann durch Erhöhen der
Temperatur ausgehend vom Gefrierpunkt in Schritten von
0,01°C pro Minute, bis alle Eiskristalle schmelzen, be
stimmt. Diese Temperatur ist die Schmelztemperatur der
Probe.
Die thermische Hysterese der Probe ist die Differenz zwi
schen der Schmelztemperatur und der Gefriertemperatur.
Dieser Test wird an einer ersten Probe (vor der Wärmebehand
lung) und an einer zweiten Probe nach Wärmebehandlung, ge
folgt vom Abkühlen, durchgeführt.
In gleicher Art und Weise kann die Wärmestabilität durch den
oben genannten Test bestimmt werden, worin die Probe in Was
ser für 30 Sekunden gekocht wird, gefolgt von der Bestimmung
der thermischen Hysterese. Die thermische Hysterese mehrerer
Proben wurde bestimmt.
Die Proben wurden aus Winterroggen erhalten, die an ver
schiedenen Momenten während des Jahres geerntet worden wa
ren. Die GSP-Säfte, die nach Extraktion und Erwärmen gemäß
Beispiel I erhalten wurden, wurden auf ihre thermische Hy
sterese wie in Beispiel VI gemessen. Als Vergleich wurde
Winterroggen verwendet, der in einem Gewächshaus gewachsen
war (bei Temperaturen, die normalerweise die GSP-Bildung
nicht auslösen).
Die folgenden thermischen Hysteresen wurden gemessen:
Probe | |
Thermische Hysterese (°C) | |
Kontrolle | 0,04 |
Probe Dezember | 0,18 |
Probe Januar | 0,21 |
Probe Februar | 0,17 |
Probe März | 0,15 |
Probe April | 0,12 |
Probe Mai | 0,05 |
Diese Messungen zeigen, daß für eine gute GSP-Aktivität die
Pflanzen während der Wintermonate, z. B. Dezember-März,
geerntet werden sollten.
Die gleichen Messungen wurden an den GSP-Proben aus Januar
durchgeführt, die wärmebehandelt (1 Stunde bei 60°C) worden
waren. Keine wesentliche Verminderung der thermischen Hy
sterese wurde beobachtet.
Bestimmung der Aminosäuresequenz von GSPen.
Das wärmestabile Grasextrakt aus Beispiel II wurde etwa 10 mal
unter Verwendung einer Amicon-Ultrafiltrationskammer mit
einer Membran mit 10 kDa Rückhaltevermögen aufkonzentriert.
Das resultierende Konzentrat wurde auf eine Mono Q
(Pharmacia) HR 5/5 FPLC-Anionenaustauschsäule gegeben. Die
Bindung an die Säule erfolgte in 50 mM Tris/HCl-Puffer pH 8,5
und die RI-aktive Fraktion wurde mit einem linearen Gra
dienten von NaCl auf eine Endkonzentration von 0,5 M in dem
gleichen pH 8,5 Tris-Puffer eluiert. Die Chromatographie
wurde bei einer Fließgeschwindigkeit von 1 ml min⁻1 durchge
führt und 1 ml Fraktionen wurden gesammelt und auf eine re
kristallisationsinhibierende Aktivität durchgesehen (wie in
Beispiel IX).
Die aktiven Fraktionen wurden zusammengegeben und auf ein
Volumen von 0,05 ml an einem Centricon PM10 Zentrifugal-Kon
zentrator (Amicon) durch Zentrifugieren bei 10 000 UpM für
10 Minuten in einem Sorvall SS 34 Rotor (8 × 50 ml) aufkon
zentriert. Das Konzentrat wurde auf eine Superdex 75 PC
3.2/30 Gelfiltrationssäule gegeben, die an einem SMART-Mi
krotrennungssystem (Pharmacia) lief. Die Säule wurde mit
50 mM Tris/HCl-Puffer pH 8,5 bei einer Fließgeschwindigkeit
von 0,05 ml min⁻1 eluiert. Fraktionen von 0,05 ml wurden
nachdem die Probe auf ein Gesamtvolumen von 3,5 ml auf
gegeben worden war, gesammelt. Die Fraktionen wurden auf
eine Rekristallisationsinhibierungsaktivität durchgesehen
(wie in Beispiel IX) und die aktivsten Fraktionen wurden
einer Trennung an einem SDS PAGE-Gel und einem Elek
trofließen ("electroblotting") vor dem N-terminalen
Sequenzieren unterworfen.
Die aktiven Superdex 75-Fraktionen wurden in einem das Gel
beladenden Puffer aufgenommen (50 mM Tris/HCl, pH 6,8, 10%
Glycerin, 10 mM Dithiothreitol, 2% SDS) und dann an einem
10% Polyacrylamidgel der Laemmli-Methode folgend getrennt.
Nach der Elektrophorese wurde das Gel gegen einen Bogen aus
Methanol benetzter Problott-(Perkin Elmer)-Membran
geschichtet und bei 20 Volt für 16 Stunden in 10 mM
3-(Cyclohexylamino)-1-propansulfonsäure-(CAPS)-Puffer (pH 11,0),
der 10% Methanol enthielt, elektroblottet. Nach dem
Blotten wurde die Membran kurz mit Methanol und dann mit
milli Q (Millipore) Wasser gewaschen und die gebundenen Pro
teine wurden mit einer Lösung aus 0,1% (Gew./Vol.)
Coomassie-Brilliantblau sichtbar gemacht.
Zwei Proteinbanden von scheinbaren Molekulargewichten von 25 kDa
und 35 kDa wurden durch das Coomassieanfärben sichtbar
gemacht. Das 35 kDa-Protein schien besonders nahe mit den
RI-aktivsten Fraktionen zu korrelieren. Beide Banden wurden
mit einem Skalpellblatt herausgeschnitten und sequenziert.
Ein ungefärbter Bereich der Membran, der einem scheinbaren
Molekulargewicht von 65-75 kDa entsprach, wurde auch einer
Sequenzierung unterworfen, da ein Silberanfärben von Gelen
der aktivsten Fraktionen vormals eine Proteinbande bei die
sem Molekulargewicht gezeigt hatte.
Alle drei herausgeschnittenen Membranbereiche wurden durch
Einladen in eine Blott-Sequenzier-Cartridge sequenziert und
die Sequenz wurde unter Verwendung von Reaktions- und Kon
versions-Zyklen, wie durch den Hersteller (Perkin-Elmer) be
schrieben, bestimmt. N-terminale Sequenzlisten werden unter
angegeben.
Das 25 kDA-GSP umfaßt eine Sequenz vom N-Terminus, die im
wesentlichen homolog ist zu:
ALA-THR-ILE-THR-ALA-VAL-ALA-VAL-LEU-LYS-X-THR-VAL-GLU-VAL-X-ILE-VAL-PRO-THR
Das 35 kDa-GSP umfaßt eine Sequenz von dem N-Terminus, die
im wesentlichen homolog ist zu:
ALA-GLN-PHE-THR-ILE-THR-ASN-LYS-CYS-GLN-PHE-THR-VAL-TRP-ALA-ALA-X-VAL-PRO
Das 65-70 kDa-GSP umfaßt eine Sequenz von dem N-Terminus,
die im wesentlichen homolog ist zu:
X-GLU-GLN-PRO-ASN-THR-ILE-X-GLY-THR
In jeder Sequenz bezeichnet X eine Unbekannte, die jede in
Pflanzenproteinen gefundene Aminosäure sein kann. Für den
Zweck der Erfindung bezieht sich der Ausdruck im
wesentlichen homolog auf eine mindestens 80% Überlappung
der Aminosäuren, bevorzugter mehr als 90%, am bevorzugte
sten 95 bis 100%.
Claims (12)
1. Verfahren zum Gewinnen von Gefrierschutzproteinen (GSPen) aus natürlichen
Quellen, wobei das Verfahren die Schritte
- a) Isolierung eines GSP-enthaltenden Safts aus der na türlichen Quelle;
- b) Wärmebehandlung der natürlichen Quelle oder des GSP-enthaltenden Safts bis auf eine Temperatur von min destens 60°C;
- c) Entfernung der unlöslichen Fraktion
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Schritte a und b
in jeder Reihenfolge vor Schritt c stattfinden.
3. GSP mit einer thermischen Stabilität wie nachgewiesen
durch keine signifikante Verminderung der Eis-Rekristal
lisationsinhibierungseigenschaften nach Wärmebehandlung
für 1 Stunde bei 60°C, 1 Stunde bei 80°C oder 10 Minuten
bei 100°C.
4. GSP gemäß Anspruch 3, worin die Eiskristallgröße einer
Zusammensetzung von wärmebehandeltem GSP in Wasser nach
schnellem Gefrieren auf -40°C gefolgt von einer Lagerung
bei -6°C für 1 Stunde weniger als 5 µm größer als die
Eiskristallgröße des gleichen GSPs ist, das nicht wärme
behandelt ist.
5. GSP nach Anspruch 3 oder 4, worin die Eiskristallgröße
einer Zusammensetzung des GSPs in Wasser nach schnellem
Gefrieren auf -40°C gefolgt von einer Lagerung bei -6°C
für 1 Stunde 15 µm oder weniger ist.
6. GSP gemäß Anspruch 3 oder 4, umfassend ein oder mehrere
Proteine mit einem Molekulargewicht von 25 kDa, 35 kDa
und 65-75 kDa.
7. GSP gemäß Anspruch 6 mit einer N-terminalen Sequenz von
im wesentlicher Homologie zu:
25 kDa-GSP:
ALA-THR-ILE-THR-ALA-VAL-ALA-VAL-LEU-LYS-X-THR-VAL-GLU-VAL-X-ILE-VAL-PRO-THR
35 kDA-GSP:
ALA-GLN-PHE-THR-ILE-THR-ASN-LYS-CYS-GLN-PHE-THR-VAL-TRP-ALA-ALA-X-VAL-PRO
65-75 kDA-GSP:
X-GLU-GLN-PRO-ASN-THR-ILE-X-GLY-THR
25 kDa-GSP:
ALA-THR-ILE-THR-ALA-VAL-ALA-VAL-LEU-LYS-X-THR-VAL-GLU-VAL-X-ILE-VAL-PRO-THR
35 kDA-GSP:
ALA-GLN-PHE-THR-ILE-THR-ASN-LYS-CYS-GLN-PHE-THR-VAL-TRP-ALA-ALA-X-VAL-PRO
65-75 kDA-GSP:
X-GLU-GLN-PRO-ASN-THR-ILE-X-GLY-THR
8. Vektor, der eine Nucleinsäuresequenz enthält, die in der
Lage ist, mindestens eines der GSPe aus Anspruch 7 zu
codieren.
9. Transformierter Organismus, der in der Lage ist, minde
stens eines der GSPe aus Anspruch 7 zu exprimieren.
10. Gefrorenes Konfektprodukt, das von 0,0001 bis 0,5 Gew.-%
des GSPs gemäß Anspruch 3 umfaßt.
11. Vormischung, die für eine Verwendung in der Herstellung
eines gefrorenen Konfektprodukts nach Anspruch 10 ge
eignet ist, umfassend das GSP aus Anspruch 3.
12. Verfahren zur Herstellung eines gefrorenen Konfektpro
dukts, umfassend die Herstellung einer Formulierungsmi
schung, die 0,0001 bis 0,5 Gew.-% eines GSPs umfaßt, wo
bei das GSP eine thermische Stabilität hat wie nachge
wiesen durch keine wesentliche Verminderung der Eis-Re
kristallisationsinhibierungseigenschaften nach Wärmebe
handlung für 1 Stunde bei 60°C, 1 Stunde bei 80°C oder
10 Minuten bei 100°C, gefolgt durch Einfrieren der Mi
schung unter ruhigen Bedingungen.
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