JP2009508882A - 等電沈殿を含むキャノーラタンパク質単離物の調製 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、米国特許法第119条(e)の下、2005年9月21日出願の米国仮特許出願第60/718754号の優先権を主張するものである。
本発明は、油糧種子粗粉、特にキャノーラ油糧種子粗粉からのタンパク質単離物の調製に関する。
本発明の譲渡人に譲渡され、その開示が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第5844086号および同第6005076号(「MurrayII」)には、著しい脂肪含量を有するキャノーラ油糧種子粗粉を含めたこのような著しい脂肪含量を有する油糧種子粗粉から、タンパク質単離物を単離する方法が記載されている。この方法に伴うステップには、油糧種子粗粉からタンパク質性物質を可溶化するステップが含まれ、それによって粗粉の脂肪も可溶化され、得られるタンパク質水溶液から脂肪が除去される。脂肪除去ステップの前または後に、残留油糧種子粗粉からタンパク質水溶液を分離することができる。次いで、脱脂したタンパク質溶液を濃縮してタンパク質濃度を高めると同時に、イオン強度を実質的に一定に維持し、その後、濃縮タンパク質溶液をさらなる脂肪除去ステップにかけることができる。次いで、濃縮タンパク質溶液を希釈して、高度に凝集したタンパク質分子の雲状の塊を、ミセル形態の個別のタンパク質液滴として形成させる。タンパク質ミセルを沈降させて、「タンパク質ミセル塊」またはPMMと呼ばれる、凝集し合体した、濃い非晶質の粘着性グルテン様タンパク質単離物塊を形成し、それを残留水相から分離し、乾燥する。
驚くべきことに、濃縮キャノーラタンパク質溶液を酸性化した場合、PMM経路によって得られるキャノーラタンパク質単離物に組成上類似したキャノーラタンパク質単離物が沈殿し、次いで沈殿したキャノーラタンパク質単離物を分離した後、上澄み液を処理して、PMM沈殿からの上澄み液から得られるものに組成上類似したさらなるキャノーラタンパク質単離物が得られることがここで見出された。したがってこの手順は、濃縮タンパク質溶液からキャノーラタンパク質単離物を得る代替方式となっている。等電沈殿手順の結果生じる1つの利益は、PMM由来のタンパク質単離物よりも著しく高い水結合能を有するキャノーラタンパク質単離物が生成されることである。
キャノーラタンパク質単離物を分離する方法の最初のステップには、油糧種子粗粉、特にキャノーラ粗粉からタンパク質性物質を可溶化することが含まれるが、この方法は、大豆、従来の菜種、従来の亜麻、Linola(登録商標)、ヒマワリ、およびカラシナ油糧種子粗粉などの他の油糧種子粗粉に適用することができる。本発明は、より具体的には、キャノーラ種子粗粉に関して本明細書に記載される。
実施例1:
この実施例は、本発明の一実施形態のキャノーラタンパク質単離物の調製を示すものである。
この実施例は、前記米国特許出願第10/137391号の手順による、キャノーラタンパク質単離物のサンプルの調製を記載するものである。
この実施例は、等電沈殿によって生成したタンパク質単離物(C302)および得られた上澄み液から生成したタンパク質単離物(C202)の分析を行うものである。
この実施例は、実施例1に従って生成した、等電沈殿によって生成されたタンパク質(C302)および得られた上澄み液から生成されたタンパク質(C202)の溶解度と、実施例2の手順に従って生成した、PMMに由来するタンパク質(C300)およびPMM沈殿からの上澄み液に由来するタンパク質(C200)の溶解度とを比較するものである。
溶解度(%)=(上澄み液のタンパク質濃度/元の分散液のタンパク質濃度)×100。
この実施例は、実施例1の手順に従って生成したC302およびC202キャノーラタンパク質単離物サンプルの気泡性を、実施例2の手順に従って生成したC300およびC200キャノーラタンパク質単離物サンプルと比較して示すものである。
超過量(%)=[(wt液体サンプル(125ml)−wt気泡(125ml))/wt気泡(125ml)]×100。
この実施例は、実施例1の手順に従って生成したC302およびC202キャノーラタンパク質単離物サンプルの乳化活性を示すものである。
この実施例は、実施例1の手順に従って生成したC302およびC202サンプルの水結合能を、実施例2の手順に従って生成したC300およびC200サンプルと比較して示すものである。
WBC(ml/g)=(湿潤サンプルの質量−乾燥サンプルの質量)/(乾燥サンプルの質量×サンプルの全固体含量)。
この実施例は、実施例1に従って生成したC302およびC202サンプルの油結合能を、実施例2に従って生成したC300およびC200サンプルと比較して示すものである。
OBC(ml/g)=[(湿潤サンプルの塊−乾燥サンプルの塊)/油密度]/(乾燥サンプルの塊×サンプルの全固体量)。
この実施例は、実施例2の手順に従って生成したPMMからの等電沈殿物の調製を示すものである。
この実施例は、濃縮ステップなしにタンパク質水溶液の等電沈殿を行い、上澄み液を処理して、主に2Sタンパク質であるキャノーラタンパク質単離物を回収することを示すものである。
この実施例は、実施例10に記載のように調製した上澄み液由来のキャノーラタンパク質単離物の機能性を、溶解度、気泡超過量、および気泡安定性について示すものである。
生成物の溶解度は、Morr等によって報告されたものに基づく方法を使用して決定した。タンパク質0.5gを供給するのに十分なタンパク質粉末を秤量して、5つのビーカーのそれぞれに入れ、次いで各サンプルに少量の逆浸透(RO)精製水を添加し、滑らかなペーストが形成されるまでその混合物を攪拌した。次いで、さらなる水を添加して、サンプルの体積を約40mlにした。次いで、磁気攪拌器を使用して、ビーカーの内容物を60分間ゆっくり攪拌した。タンパク質が分散した直後にpHを決定し、1つのサンプルを中性pHで攪拌し、その他を、NaOHまたはHClを用いてpH4、5、6、または7に調節した。60分の攪拌の間、調節したサンプルのpHを2回測定し補正した。60分の攪拌の後、サンプルをRO水で全体積が50mlになるようにし、1%w/vのタンパク質分散液を得た。各タンパク質分散液の一定分量を、LECOによってタンパク質含量を決定するために備蓄した。サンプルの別の部分を、7800gで10分間の遠心分離にかけた。これによって、溶解しなかった材料が沈降し、透明な上澄み液が得られた。次いで上澄み液のタンパク質含量を決定した。
C202対照の溶解度を、以下の表XXIに示す。
タンパク質8gを供給するのに十分なタンパク質粉末を秤量して、ビーカーに入れた。少量の水をタンパク質粉末に攪拌しながら入れて、ペーストを生成した。次いで、体積を約150mlにするのに十分な水を添加し、その混合物を磁気攪拌器で攪拌した。気泡の形成を回避するように攪拌速度を制御した。攪拌の約20分後、必要に応じてNaOHまたはHClを使用して溶液のpHを7の値に調節した。次いでその混合物をさらに10分間攪拌し、pHを補正した。次いで、サンプルを水で160mlにして、5%w/vの分散液を得た。
超過量(%)=[(wt液体サンプル(125ml)−wt気泡(125ml))/wt気泡(125ml)]×100。
気泡の安定性を測定するために、タンパク質分散液の第2のサンプル(75ml)を、Hobart N−50ミキサーの特別ボウルに入れ、泡立て器アタッチメントを使用して、5分間、ミキサーの最高速度(設定3)で泡立てた。この特別ボウルは、ビーターの経路のちょうど外側に、ボウル底部に開けられた6mmの穴を含んでいる(Phillips等、1990)。泡立てる間、テープ片でこの穴を被覆した。泡立てが完了すると、そのテープを除去し、攪拌棒でその穴をはっきりさせた。ボウルから排出した材料の重量を、15分間5分毎に決定した。排出したサンプルの重量を、気泡の初めの重量で割って、ボウルから排出した材料のパーセンテージを算出した。
この実施例は、濃縮ステップなしにタンパク質水溶液の等電沈殿を行い、主に7Sタンパク質であるキャノーラタンパク質単離物を回収し、上澄み液を処理して、主に2Sタンパク質であるキャノーラタンパク質単離物を回収することを示すものである。
WBC(ml/g)=(湿潤サンプルの質量−乾燥サンプルの質量)/(乾燥サンプルの質量×サンプルの全固体含量)。
本開示を概説すると、等電沈殿は、C302およびC202で示される2つの新規キャノーラタンパク質単離生成物を生成するために、首尾よく利用された。C302およびC202生成物は、色および純度において、C300およびC200生成物に類似していた。C202生成物の機能性はC200生成物に通ずるものであった。C302生成物は、乳化剤ほど可溶性ではなく十分に機能せず、C300生成物とは異なっていた。しかしC302生成物は、水結合剤としては極めて良好に機能し、C300生成物を著しく凌いでいた。本発明の範囲においては改変が可能である。
Claims (22)
- (a)油糧種子粗粉を抽出して、油糧種子粗粉のタンパク質を可溶化し、約5〜約6.8のpHを有するタンパク質水溶液を形成するステップ、
(b)残留油糧種子粗粉から前記タンパク質水溶液を分離するステップ、
(c)前記タンパク質水溶液を酸性化して、少なくとも約90wt%(N×6.25)のタンパク質含量を有するタンパク質単離物を沈殿させるステップ、ならびに
(d)上澄み液から前記沈殿タンパク質単離物を分離するステップ
を含む、タンパク質単離物の調製方法。 - 前記上澄み液を処理して、少なくとも約90wt%(N×6.25)のタンパク質含量を有するさらなるタンパク質単離物を回収する、請求項1に記載の方法。
- 前記酸性化ステップの前に選択的膜技術を使用することによって、前記タンパク質水溶液を濃縮すると同時にイオン強度を実質的に一定に維持する、請求項1に記載の方法。
- 前記油糧種子粗粉の前記抽出を、少なくとも約0.05、好ましくは約0.1〜約0.6のイオン強度、および約5〜約6.8、好ましくは約5.3〜約6.2のpHを有する塩水溶液を使用して行う、請求項1に記載の方法。
- (a)キャノーラ油糧種子粗粉を抽出して、キャノーラ油糧種子粗粉のキャノーラタンパク質を可溶化し、約5〜約6.8のpHを有するタンパク質水溶液を形成するステップ、
(b)残留キャノーラ油糧種子粗粉から前記タンパク質水溶液を分離するステップ、
(c)前記タンパク質水溶液を約3〜約4のpHに酸性化して、少なくとも約90wt%(N×6.25)のタンパク質含量を有し、主に7Sキャノーラタンパク質からなるキャノーラタンパク質単離物を沈殿させるステップ、ならびに
(d)上澄み液から前記沈殿キャノーラタンパク質単離物を分離するステップ
を含む、キャノーラタンパク質単離物の調製方法。 - 前記上澄み液を処理して、少なくとも約90wt%(N×6.25)のタンパク質含量を有し、主に2Sキャノーラタンパク質からなるさらなるキャノーラタンパク質単離物を回収する、請求項5に記載の方法。
- 前記上澄み液を熱処理して、7Sおよび任意の12Sタンパク質を前記上澄み液から沈殿させ、分解した7S/12Sタンパク質を前記熱処理した上澄み液から分離する、請求項6に記載の方法。
- 前記熱処理ステップの前に前記上澄み液を濃縮する、請求項7に記載の方法。
- 前記熱処理ステップの前に、前記上澄み液のpHを約5〜約6.8、好ましくは約5〜約6.2の範囲に調節する、請求項7に記載の方法。
- 前記分解した7S/12Sタンパク質を分離した後、および主に2Sキャノーラタンパク質からなるキャノーラタンパク質単離物を回収する前、および/または前記濃縮ステップの前もしくは後に、前記上澄み液を色除去操作にかける、請求項8または9に記載の方法。
- 前記タンパク質水溶液が、約5〜約10wt%のタンパク質濃度を有する、請求項5に記載の方法。
- 前記酸性化ステップの前に選択した膜技術を使用することによって、前記キャノーラタンパク質水溶液を濃縮すると同時にイオン強度を実質的に一定に維持する、請求項5に記載の方法。
- 前記キャノーラタンパク質水溶液を濃縮して、約10〜約300g/L、好ましくは約50〜約100g/Lの濃度にする、請求項12に記載の方法。
- 前記キャノーラタンパク質水溶液を濃縮して、約20〜約25wt%のタンパク質濃度にし、前記酸性化ステップの前に塩水溶液を添加することによって、キャノーラタンパク質溶液の濃度を約5〜約10wt%に調節する、請求項12に記載の方法。
- 前記酸性化ステップにかけた前記タンパク質水溶液が、少なくとも約1mS、好ましくは約10〜約20mSの導電率を有する、請求項12または14に記載の方法。
- (a)油糧種子粗粉を抽出して、油糧種子粗粉のタンパク質を可溶化し、約5〜約6.8のpHを有するタンパク質水溶液を形成するステップ、
(b)前記残留油糧種子粗粉から前記タンパク質水溶液を分離するステップ、
(c)選択的膜技術を使用して、前記タンパク質水溶液のタンパク質濃度を増大すると同時にイオン強度を実質的に一定に維持して、濃縮タンパク質溶液を提供するステップ、
(d)前記濃縮タンパク質溶液を、約15℃未満の温度を有する冷却水で希釈して、前記水溶液中にミセル形態の個別のタンパク質粒子を形成させるステップ、
(e)タンパク質ミセルを沈降させて、非晶質で粘着性の、ゼラチン質のグルテン様タンパク質ミセル塊を形成するステップ、
(f)少なくとも約90wt%、好ましくは少なくとも約100wt%(N×6.25)のタンパク質含量を有するタンパク質ミセル塊を、上澄み液から分離するステップ、
(g)前記タンパク質ミセル塊の水溶液を形成するステップ、
(h)前記タンパク質ミセル塊の水溶液を酸性化して、少なくとも約90wt%、好ましくは少なくとも約100wt%(N×6.25)のタンパク質含量を有するタンパク質単離物を沈殿させるステップ、ならびに
(i)上澄み液から前記沈殿タンパク質単離物を分離するステップ
を含む、タンパク質単離物の調製方法。 - 前記タンパク質ミセル塊の沈殿物からの前記上澄み液を処理して、少なくとも約90wt%、好ましくは少なくとも約100wt%(N×6.25)のタンパク質単離物を有する追加のタンパク質単離物を回収する、請求項16に記載の方法。
- 乾燥形態でよいタンパク質ミセル塊を、少なくとも約0.05、好ましくは少なくとも約0.1のイオン強度を有する塩水溶液で可溶化することによって、タンパク質ミセル塊の前記水溶液を形成する、請求項16に記載の方法。
- 前記油糧種子粗粉が、キャノーラ油糧種子に由来し、タンパク質ミセル塊の前記水溶液が、約5〜約10wt%のタンパク質濃度を有し、タンパク質ミセル塊の前記水溶液を、約3〜約4のpHに酸性化する、請求項16に記載の方法。
- 請求項6に記載の方法によって生成されるキャノーラタンパク質単離物。
- 請求項20に記載のキャノーラタンパク質単離物を含む酸性化飲料。
- 透明なタンパク質強化清涼飲料である、請求項21に記載の飲料。
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