JP2015533100A - パーソナルケア製品および工業製品で使用するための発泡剤 - Google Patents
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Abstract
本明細書では一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤が開示され、大豆ホエータンパク質は、加工ストリームから単離されたものである。発泡剤は、特にパーソナルケア製品または工業製品を製造するのに適する。
Description
関連出願の相互参照
本特許出願は、その内容全体を参照によって本明細書に援用する、2012年7月26日に出願された米国仮特許出願61/676,032第号明細書の優先権を主張する。
本特許出願は、その内容全体を参照によって本明細書に援用する、2012年7月26日に出願された米国仮特許出願61/676,032第号明細書の優先権を主張する。
本開示は、パーソナルケア製品および工業製品で使用するための発泡剤に関する。具体的には、発泡剤は、2〜10のpH範囲および25℃の温度にわたって少なくとも約80%の可溶性固形物指数(SSI)を有する、一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる。
パーソナルケアおよび産業利用のための気泡製品は、新しい革新的な製品を開発するための急成長している加工操作の1つになっている。製品に空気を混和して気泡にすることは、非気泡製品と比べていくつかの利点を有する。第1に、気泡は、製品塗布の確度と精度を向上させる。また気泡は、さもなければ非起泡製品が見逃す領域に、製品の塗布範囲を拡張するために、膨張する能力を有する。最後に、気泡は膨張する能力を有するので、1回の製品使用量がより少なくて済み、消費者は製品寿命を延長できて、購入価格に対してより多くの見返りを得る。
発泡剤は、家庭、パーソナルケア、および多様な産業で使用される製品をはじめとする、多数の工業プロセスで使用される。発泡剤は、混合物中で気泡形成を促進する材料である。起泡性は、発泡剤が液体に空気を組み入れる能力である。発泡剤は、それが空気−水境界面に迅速に吸着されれば、優れた起泡性を示す。当該技術分野で典型的に使用される大部分の発泡剤は、それもまた発泡剤の目的である、水の表面張力を低下させるように機能するので、それらは優れた起泡性を示す。当該技術分野で典型的に使用される発泡剤は、常態では約10キロダルトン(kDa)未満である、低分子量化合物(小型分子界面活性剤など)である。より小型の化合物は、高い表面活性を有し、高分子量化合物よりも、より良くより迅速に水の表面張力を低下させ得るので、それらは典型的に良好な起泡性を有する。
気泡安定性とは、気泡が液体を失いおよび/または気泡が崩壊する速度を指す。例えば軽度加水分解ケラチンなどの高分子量化合物は、ひとたび境界面に吸着されれば、液気界面で展開して、分子間結合を形成し、それは安定した皮膜をもたらして、気泡が崩壊するのを阻止する。しかし高い分子量のために、分子が液気界面に吸着されるのは困難であり、したがって起泡性に劣る。高分子量タンパク質が高度に加水分解されれば、生じる小型分子断片は、その他の小型分子界面活性化合物のように挙動する。すなわち、分子は液気界面に容易に吸着されてもよく、したがって高い表面活性と良好な気泡形成性を示すが、安定した皮膜を形成できず、これは気泡安定性を大幅に低下させる。
例えばグアーガムなどの高分子量化合物は、通常、気泡安定剤として使用されるが、それはこのような親水コロイドが、気泡の液気界面で展開して整列し、気泡壁を強化するためである。しかし高分子量化合物は低い表面活性を示すので、それらは発泡剤としては良好に機能しない。同様に小型分子量化合物は、典型的に、気泡を安定化するために十分に機能しない。
発泡剤(典型的に界面活性剤)は、慣例的にパーソナルケアおよび工業製品に添加されて、気泡形成能力を提供する。典型的に、特定の工業的気泡用途では、液体の表面張力を低下させるために界面活性剤が必要とされる。当該技術分野で典型的に使用される一般に使用される発泡剤の例としては、脂肪酸のモノおよびジグリセリド、脂肪酸モノグリセリドのエステル、プロピレングリコールモノエステル、レシチン、ヒドロキシル化レシチン、スルホコハク酸ナトリウムジオクチル、ナトリウムステアロイル−2−ラクチレート(SSL)、カルシウムステアロイル乳酸(CSL)、ソルビタンモノラウレート(ポリソルベート20またはTween20)、ソルビタンモノパルミテート(ポリソルベート40またはTween40)、ソルビタンモノステアレート(ポリソルベート60またはTween60)、ソルビタンモノオレアート(ポリソルベート80またはTween80)、ソルビタントリステアレート、クエン酸ステアリル、ポリリシノール酸ポリグリセロール(PGPR)、ラクチレート、ドデシル硫酸ナトリウム(SLES)、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、硫酸ラウリルアンモニウム(ALS)、コカミドジエタノールアミン、トリエタノールアミン、およびラウロイルサルコシンナトリウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。いくつかの一般的に使用される発泡剤は洗剤であり、皮膚に使用した場合に、刺激性であり得る。パーソナルケア製品および工業製品に、例えば皮膚との接触時に刺激性副作用が少ないなどの利点を提供するために、一般に使用される発泡剤と併せて、またはその代替物として、本明細書で開示されるタンパク質ベースの発泡剤を使用することが望ましいであろう。
理想的発泡剤は、高い表面活性を有して、良好な起泡性を提供するが、長期気泡安定性もまた提供するものである。小型分子量界面活性剤は高い表面活性を有し、したがって良好な起泡性を提供するが、長期気泡安定性を提供できない。タンパク質および炭水化物などの高分子量バイオポリマーは、低い表面活性を有し、良好な起泡性を促進しないが、長期気泡安定性を提供し得る。
したがって当該技術分野において、良好な起泡性および長期気泡安定性の双方を提供して、生分解性である、タンパク質ベースの材料を含有する発泡剤に対する必要性がある。したがって本発明は、それによって製品に1つまたは複数の追加的な発泡剤を添加する必要性が排除または低下される、工業製品で使用するための、全体がまたは一部が大豆ホエータンパク質で構成される発泡剤を対象とする。
本開示は、パーソナルケア製品および工業製品で使用するための発泡剤に関する。具体的には、発泡剤は、2〜10のpH範囲および25℃の温度にわたって少なくとも約80%の可溶性固形物指数(SSI)を有する、一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる。発泡剤としての大豆ホエータンパク質の包含は、パーソナルケア製品および工業製品に、長期気泡安定性を提供するように作用する。
本開示は、2〜10のpH範囲および25℃の温度にわたって少なくとも約80%の可溶性固形物指数(SSI)を有する、一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を含有するパーソナルケア製品および工業製品にさらに関する。本明細書で開示される発泡剤は、例えば、パーソナルケア製品(手洗い石鹸、洗顔石鹸、ボディ石鹸、シェービングフォーム、練り歯磨き、シャンプー、ヘアカラー製品、およびヘアスタイリングフォームなど)、家庭用品、燃焼抑制剤、発泡断熱材、フォームマットレス、気泡ゴム、気泡包装などのある程度の空気混和を要する、様々なタイプのパーソナルケア製品および工業製品の調製において使用するのに適する。
本開示は、発泡剤を水および/またはその他の成分と合わせて、空気混入混合物を形成するステップと、空気混入混合物を所望の製品に加工するステップとを含んでなる、工業製品を製造する方法にさらに関し、発泡剤は、加工ストリームから回収されて、2〜10のpH範囲および25℃の温度にわたって少なくとも約80%の可溶性固形物指数(SSI)を有する、一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる。
本発明は、2〜10のpH範囲および25℃の温度にわたって少なくとも約80%の可溶性固形物指数(SSI)を有する、一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を提供する。発泡剤は、パーソナルケア製品および工業製品に添加した場合に、生分解性であり、得られた製品は、一般的に使用される発泡剤を含む市場に出ている類似したパーソナルケア製品および工業製品と比較すると、起泡特性(すなわち起泡性および気泡安定性)を与える。
I.発泡剤
パーソナルケア製品および工業製品で使用するための本発明の発泡剤は、2〜10のpH範囲および25℃の温度にわたって少なくとも約80%の可溶性固形物指数(SSI)を有する、一定量の大豆ホエータンパク質を含有する。
パーソナルケア製品および工業製品で使用するための本発明の発泡剤は、2〜10のpH範囲および25℃の温度にわたって少なくとも約80%の可溶性固形物指数(SSI)を有する、一定量の大豆ホエータンパク質を含有する。
本発明の大豆ホエータンパク質は、工業的組成物中で使用した場合に、当該技術分野で目下使用されている発泡剤よりも優れた起泡特性(すなわち起泡性および気泡安定性)を与えることが、発見された。大豆ホエータンパク質は、高分子量化合物(例えば約8kDa〜約50kDa)でありながら、それらは小型分子量発泡剤および大型分子量発泡剤双方の所望の特性を有することが、驚くことに発見された。大豆ホエータンパク質は高分子量を有し、したがってそれらは長期気泡安定性を提供できるが、驚くことに小型分子量化合物として挙動し(すなわち良好な起泡性)、表面張力低下を促進する。
一実施形態では、本発明の発泡剤は、100%の大豆ホエータンパク質を含有する。別の実施形態では、発泡剤は、大豆ホエータンパク質と、少なくとも1つの追加的な発泡剤との組み合わせを含有する。例えば発泡剤は、大豆ホエータンパク質と、脂肪酸のモノおよびジグリセリド、脂肪酸モノグリセリドのエステル、プロピレングリコールモノエステル、レシチン、ヒドロキシル化レシチン、スルホコハク酸ナトリウムジオクチル、SSL、CSL、ポリソルベート20、ポリソルベート40、ポリソルベート60、ポリソルベート80、ソルビタントリステアレート、クエン酸ステアリル、PGPR、ラクチレート、SLES、SDS、ALS、コカミドジエタノールアミン、トリエタノールアミン、INCI、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、少なくとも1つの追加的な発泡剤とを含んでなってもよい。例えば発泡剤は、約5%〜約99.9%(w/w)の大豆ホエータンパク質を含有してもよい。具体的には、本発明の発泡剤は、約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、98.5%、99%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、または99.9%(w/w)の大豆ホエータンパク質を含有してもよい。
II.大豆ホエータンパク質
本開示の大豆ホエータンパク質は、その他の大豆タンパク質および単離物と比較して、当該技術分野における重大な進歩をもたらす。本明細書で言及されるように、本開示の大豆ホエータンパク質は、当該技術分野に見られるその他の大豆タンパク質と比較して、ユニークな特性を有する。
本開示の大豆ホエータンパク質は、その他の大豆タンパク質および単離物と比較して、当該技術分野における重大な進歩をもたらす。本明細書で言及されるように、本開示の大豆ホエータンパク質は、当該技術分野に見られるその他の大豆タンパク質と比較して、ユニークな特性を有する。
大豆タンパク質単離物は、典型的に、大豆貯蔵タンパク質の等電点(例えばpH約4.5±.5)における、脱脂大豆フレークまたは大豆粉の水性抽出物から沈殿する。したがって大豆タンパク質単離物は、一般に酸性液体媒質中で可溶性でないタンパク質を含む。同様に、2番目に最も精製された大豆タンパク質材料である、大豆タンパク質濃縮物のタンパク質は、同じく一般に酸性液体媒体に可溶性でない。しかし本開示の大豆ホエータンパク質は、一般に酸可溶性である点で異なり、すなわちそれらは酸性液体媒体可溶性である。
本開示は、先行技術に見られる大豆タンパク質と比較して有利な特性を示す、水性大豆ホエーに由来する大豆ホエータンパク質組成物を提供する。
A.高溶解度
本発明の方法に従って単離された大豆ホエータンパク質は、周囲条件(例えば約25℃の温度)で、比較的広いpH範囲の水性(典型的に酸性)媒質(例えば約2〜約10、約2〜約7、または約2〜約6のpHを有する水性媒体)にわたって、高溶解度(すなわち80を超えるSSI%)を有する。表1に示され、図2で図示されるように、本開示の方法に従って単離された大豆ホエータンパク質の溶解度は、試験された全てのpHで少なくとも80%であり、1例(すなわちpH4)を除く全例で、少なくとも約90%であった。これらの知見は、同一酸性pHにおいて芳しくない溶解度特性を呈することが示された大豆タンパク質単離物と比較された。このユニークな特性は、本発明の大豆ホエータンパク質を酸性pHレベルを有する用途で使用できるようにし、それは大豆単離物との比較で顕著な利点に相当する。
本発明の方法に従って単離された大豆ホエータンパク質は、周囲条件(例えば約25℃の温度)で、比較的広いpH範囲の水性(典型的に酸性)媒質(例えば約2〜約10、約2〜約7、または約2〜約6のpHを有する水性媒体)にわたって、高溶解度(すなわち80を超えるSSI%)を有する。表1に示され、図2で図示されるように、本開示の方法に従って単離された大豆ホエータンパク質の溶解度は、試験された全てのpHで少なくとも80%であり、1例(すなわちpH4)を除く全例で、少なくとも約90%であった。これらの知見は、同一酸性pHにおいて芳しくない溶解度特性を呈することが示された大豆タンパク質単離物と比較された。このユニークな特性は、本発明の大豆ホエータンパク質を酸性pHレベルを有する用途で使用できるようにし、それは大豆単離物との比較で顕著な利点に相当する。
B.低粘度
溶解度に加えて、本開示の大豆ホエータンパク質はまた、その他の大豆タンパク質よりもはるかに低い粘度も有する。表1に示され、図3で描写されるように、本発明の大豆ホエータンパク質は、大豆タンパク質単離物によって示されるよりも、水により近い粘弾性特性(すなわち流動学的特性)を示した。水の粘度は、20℃において約1センチポアズ(cP)である。本開示の大豆ホエータンパク質は、約2.0〜10.0cP、好ましくは約3.6〜7.5cPの範囲内の粘度を示すことが分かった。酸性pHレベルにおけるその高溶解度に加えて、大豆単離物よりもはるかにより良い流動特性を有することから、この低粘度は、本開示の大豆ホエータンパク質の可用性を高め、恒常的にその他の大豆タンパク質の使用を伴う特定用途(例えばパーソナルケア製品および工業製品)で使用するのに、よりふさわしいものにする。
溶解度に加えて、本開示の大豆ホエータンパク質はまた、その他の大豆タンパク質よりもはるかに低い粘度も有する。表1に示され、図3で描写されるように、本発明の大豆ホエータンパク質は、大豆タンパク質単離物によって示されるよりも、水により近い粘弾性特性(すなわち流動学的特性)を示した。水の粘度は、20℃において約1センチポアズ(cP)である。本開示の大豆ホエータンパク質は、約2.0〜10.0cP、好ましくは約3.6〜7.5cPの範囲内の粘度を示すことが分かった。酸性pHレベルにおけるその高溶解度に加えて、大豆単離物よりもはるかにより良い流動特性を有することから、この低粘度は、本開示の大豆ホエータンパク質の可用性を高め、恒常的にその他の大豆タンパク質の使用を伴う特定用途(例えばパーソナルケア製品および工業製品)で使用するのに、よりふさわしいものにする。
表2で例証されるように、本開示の方法に従って回収された大豆ホエータンパク質の粘弾性特性および溶解度を除くその他の物理的な特性は、大豆単離物と非常に良く似ていることが分かった。
III.水性ホエーストリーム
大豆加工ストリームの種類である、水性ホエーストリームおよび糖蜜ストリームは、マメ類または油料種子全体の精製工程から生じる。マメ類または油料種子全体は、多様な適切な植物に由来してもよい。非限定的例として、適切な植物としては、例えば、大豆をはじめとするマメ科植物、トウモロコシ、エンドウマメ、キャノーラ、ヒマワリ、ソルガム、イネ、アマランス、ジャガイモ、タピオカ、クズウコン、カンナ、ルピナス、セイヨウアブラナ、小麦、オート麦、ライ麦、大麦、およびそれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、マメ科植物は大豆であり、大豆精製工程から生じる水性ホエーストリームは、水性大豆ホエーストリームである。
大豆加工ストリームの種類である、水性ホエーストリームおよび糖蜜ストリームは、マメ類または油料種子全体の精製工程から生じる。マメ類または油料種子全体は、多様な適切な植物に由来してもよい。非限定的例として、適切な植物としては、例えば、大豆をはじめとするマメ科植物、トウモロコシ、エンドウマメ、キャノーラ、ヒマワリ、ソルガム、イネ、アマランス、ジャガイモ、タピオカ、クズウコン、カンナ、ルピナス、セイヨウアブラナ、小麦、オート麦、ライ麦、大麦、およびそれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、マメ科植物は大豆であり、大豆精製工程から生じる水性ホエーストリームは、水性大豆ホエーストリームである。
大豆タンパク質単離物の製造中に生じる水性大豆ホエーストリームは、一般に比較的希釈されており、典型的に廃液として廃棄される。より具体的には、水性大豆ホエーストリームは、典型的に約10重量%未満、典型的に約7.5重量%未満、なおもより典型的に約5重量%未満の総固形分を有する。例えば様々な態様で、水性大豆ホエーストリームの固形分は、約0.5〜約10重量%、約1重量%〜約4重量%、または約1〜約3重量%(例えば約2重量%)である。したがって商業的大豆タンパク質単離物の製造中に、処理または廃棄されなくてはならない大量の廃水が生じる。
大豆ホエーストリームは、典型的に、出発原料大豆の最初の大豆タンパク質含量のかなりの部分を含有する。本明細書の用法では「大豆タンパク質」という用語は、大豆に固有のあらゆる全てのタンパク質を一般に指す。天然大豆タンパク質は、一般に親水性シェルで取り囲まれる疎水性コアを有する、球形タンパク質である。例えばグリシニンおよびβ−コングリシニンなどの貯蔵タンパク質をはじめとする、多数の大豆タンパク質が同定されている。大豆タンパク質は、さらに上記のBBIタンパク質などのプロテアーゼインヒビターを含む。大豆タンパク質は、レクチン、リポキシゲナーゼ、β−アミラーゼ、およびルナシンなどの赤血球凝集素もまた含む。大豆植物は、常態では大豆植物によって発現されないその他のタンパク質を生成するように、形質転換されていてもよいことにも注意すべきである。本明細書において「大豆タンパク質」への言及は、このようにして生成されたタンパク質を同様に想定するものと理解される。
乾燥重量基準で、大豆タンパク質は、大豆ホエーストリームの少なくとも約10重量%、少なくとも約15重量%、または少なくとも約20重量%を構成する(乾燥重量基準)。典型的に、大豆タンパク質は、大豆ホエーストリームの約10〜約40重量%、または約25〜約30重量%を構成する(乾燥重量基準)。大豆タンパク質単離物は、典型的に、大豆の貯蔵タンパク質のかなりの部分を含有する。しかし単離物沈殿後に残留する大豆ホエーストリームは、同様に1つまたは複数の大豆貯蔵タンパク質を含有する。
水性大豆ホエーストリームは、様々な大豆タンパク質に加えて、同様に1つまたは複数の炭水化物(すなわち糖類)を含んでなる。一般に糖類は、大豆ホエーストリーム重量の少なくとも約25%、少なくとも約35%、または少なくとも約45%を構成する(乾燥重量基準)。典型的に糖類は、大豆ホエーストリーム重量の約25%〜約75%、より典型的に約35%〜約65%、なおもより典型的に約40%〜約60%を構成する(乾燥重量基準)。
大豆ホエーストリームの糖類は、一般に1つまたは複数の単糖類、および/または1つまたは複数のオリゴ糖類または多糖類を含む。例えば様々な態様において、大豆ホエーストリームは、グルコース、果糖、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される単糖類を含んでなる。典型的に単糖類は、大豆ホエーストリームの約0.5%〜約10重量%、より典型的に約1%〜約5重量%を構成する(乾燥重量基準)。さらにこれらおよび様々なその他の態様に従って、大豆ホエーストリームは、スクロース、ラフィノース、スタキオース、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、オリゴ糖類を含んでなる。典型的にオリゴ糖類は、大豆ホエーストリーム重量の約30%〜約60%、より典型的に約40%〜約50%を構成する(乾燥重量基準)。
水性大豆ホエーストリームはまた、典型的に、例えば様々なミネラル、イソフラボン、フィチン酸、クエン酸、サポニン、およびビタミンをはじめとする、多様な成分を含む灰分画分も含んでなる。典型的に大豆ホエーストリーム中に存在するミネラルとしては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、リン、マグネシウム、塩化物、鉄、マンガン、亜鉛、銅、およびそれらの組み合わせが挙げられる。大豆ホエーストリーム中に存在するビタミンとしては、例えばチアミンおよびリボフラビンが挙げられる。その正確な組成にかかわらず、灰分画分は、典型的に、大豆ホエーストリーム重量の約5%〜約30%、より典型的に約10%〜約25%を構成する(乾燥重量基準)。
水性大豆ホエーストリームはまた、典型的に脂肪画分も含んでなり、それは重量基準で一般に大豆ホエーストリーム重量の約0.1%〜約5%を構成する(乾燥重量基準)。本発明の特定の態様では、脂肪含量は酸性加水分解によって測定され、大豆ホエーストリームの約3重量%である(乾燥重量基準)。
上の成分に加えて、水性大豆ホエーストリームはまた、典型的に、例えば様々な細菌、カビ、および酵母をはじめとする、1つまたは複数の微生物も含んでなる。これらの成分の割合は、典型的に1ミリリットルあたり約100〜約1×109コロニー形成単位(CFU)で変動する。本明細書の他の箇所で詳述するように、様々な態様で、タンパク質回収および/または単離に先だって、水性大豆ホエーストリームが処理されてこれらの成分が除去される。
言及されたように、従来の大豆タンパク質単離物製造は、典型的に、大豆タンパク質単離物の単離に続く、残留水性大豆ホエーストリームの廃棄を含む。本開示に従った、1つまたは複数のタンパク質および様々なその他の成分(例えば糖類およびミネラル)の回収は、比較的純粋な水性ホエーストリームをもたらす。タンパク質および1つまたは複数の成分がそれから除去されている従来の大豆ホエーストリームは、一般に廃棄および/または再利用に先だって、処理を要する。本開示の様々な態様に従って、水性ホエーストリームは、たとえあったとしても最小の処理で廃棄され、またはプロセス水として利用されてもよい。例えば水性ホエーストリームは、本開示の1つまたは複数の濾過(例えば透析濾過)操作で使用されてもよい。
大豆糖蜜ストリームは追加的なタイプの大豆加工ストリームであるので、本明細書に記載される方法は、大豆タンパク質単離物の製造で生じる水性大豆ホエーストリームからのBBIタンパク質の回収に加えて、大豆タンパク質濃縮物の製造で生じる大豆糖蜜ストリームの1つまたは複数の成分の回収に同様に適するものと理解される。
IV.大豆ホエータンパク質を回収する方法の概要
一般に大豆加工ストリームの精製は、所望のタンパク質またはその他の生成物の回収、または大豆ホエーストリームの様々な成分の分離、または双方を提供するように選択されデザインされた、1つまたは複数の操作(例えば膜分離操作)を含んでなる。大豆ホエーストリームの大豆ホエータンパク質(例えばボーマン・バークインヒビター(BBI)およびクニッツトリプシンインヒビター(KTI)タンパク質)および1つまたは複数のその他の成分(例えばオリゴ糖類をはじめとする様々な糖類)の回収は、複数の分離技術、(例えばメンブレン、クロマトグラフィー、遠心分離、または濾過)を利用してもよい。特定の分離技術は、加工ストリームのその他の成分から分離することによって回収される、所望の成分に左右される。
一般に大豆加工ストリームの精製は、所望のタンパク質またはその他の生成物の回収、または大豆ホエーストリームの様々な成分の分離、または双方を提供するように選択されデザインされた、1つまたは複数の操作(例えば膜分離操作)を含んでなる。大豆ホエーストリームの大豆ホエータンパク質(例えばボーマン・バークインヒビター(BBI)およびクニッツトリプシンインヒビター(KTI)タンパク質)および1つまたは複数のその他の成分(例えばオリゴ糖類をはじめとする様々な糖類)の回収は、複数の分離技術、(例えばメンブレン、クロマトグラフィー、遠心分離、または濾過)を利用してもよい。特定の分離技術は、加工ストリームのその他の成分から分離することによって回収される、所望の成分に左右される。
例えば精製画分は、1つまたは複数の不純物(例えば微生物またはミネラル)の除去と、それに続く1つまたは複数の大豆貯蔵タンパク質をはじめとする追加的な不純物(すなわちグリシニンおよびβ−コングリシニン)の除去と、それに続く1つまたは複数の大豆ホエータンパク質(例えば、KTIおよびその他の非BBIタンパク質またはペプチドをはじめとする)の除去、および/またはそれに続く大豆ホエーからの糖類をはじめとする1つまたは複数の追加的な不純物の除去によって、典型的に調製される。高純度形態の様々な標的成分の回収は、希釈剤によって純度を損ねる、ホエーストリームのその他の主要構成要素(例えば貯蔵タンパク質、ミネラル、および糖類)の除去によって改善される一方で、タンパク質の拮抗薬であり、および/または有害効果を有する成分(例えば内毒素)の除去を通じてタンパク質画分を精製することで、同様に純度が改善される。大豆ホエーの様々な成分の除去は、典型的に、大豆ホエー成分の除去に先だって、および/またはその最中に大豆ホエーを濃縮するステップを含んでなる。本発明の方法はまた、大量の廃液処理から生じる汚染を低下させる。
貯蔵タンパク質、糖類、ミネラル、および不純物の除去は、個々の標的タンパク質に富んで不純物を含まない画分をもたらし、不純物は、拮抗薬または毒素であってもよく、または別の様式で悪影響を及ぼしてもよい。例えば典型的に、大豆貯蔵タンパク質に富む画分が、1つまたは複数の大豆ホエータンパク質に富む画分と共に、回収されてもよい。さらに1つまたは複数の糖類(例えばオリゴ糖類および/または多糖類)に富む画分もまた、典型的に調製される。したがって本方法は、個々の標的タンパク質回収のための基質として適する画分を提供し、水性大豆ホエーからのその他の有用な生成物の経済的回収のための基質として使用し得る、その他の画分もまた提供する。例えば大豆ホエーストリームからの糖類および/またはミネラルの除去は、それから糖類をさらに分離し得る有用画分を生じ、したがって次のような追加的な有用画分をもたらす:濃縮糖およびミネラル画分(クエン酸を含んでもよい)、そしてたとえあったとしても最小の処理で廃棄されてもよく、またはプロセス水として再循環されてもよい、比較的純粋な水性画分。このようにして生成されたプロセス水は、特に本方法の実施において有用であってもよい。したがって本方法のさらなる利点は、従来の単離物調製方法と比較して低下した、プロセス水要求であってもよい。
本開示の方法は、大豆タンパク質単離物および濃縮物を製造する従来法に優る利点を、少なくとも2つの様式で提供する。言及されたように、大豆タンパク質材料を製造する従来法は、典型的に大豆ホエーストリーム(例えば水性大豆ホエーまたは大豆糖蜜)を廃棄する。したがって本開示の方法によって回収される生成物は追加的な生成物に相当し、従来の大豆タンパク質単離物および大豆タンパク質濃縮物製造との関連で、目下実現化されていない財源に相当する。さらに販売に適した生成物が回収される、大豆ホエーストリームまたは大豆糖蜜の処理は、好ましくは大豆ホエーストリームまたは大豆糖蜜の処理と廃棄に伴う経費を削減する。例えば本明細書の他の箇所で詳述するように、本発明の様々な方法は、様々なその他の工程で容易に利用され、またはたとえあったとしても最小の処理で廃棄されてもよい、比較的純粋な大豆加工ストリームを提供し、したがって工程の環境影響を低下させる。本開示の方法に関連する特定の経費は存在するが、単離される追加的製品と、廃棄物処分最小化の利点は、あらゆる追加的経費を代償すると考えられる。
以下は、全工程を構成する様々なステップの概要である。工程にとって重要なのは、大豆ホエーおよびタンパク質特性をユニークに変化させる、ホエータンパク質前処理ステップから開始することである。そこから、続く様々な実施形態の考察で示されるように、各ステップに列挙される原料源を使用して、その他のステップを実施してもよい。
分離は決して100%でないことから、各透過液または残余分ストリーム中に残留成分があり得ることが、分離技術当業者によって理解される。さらに当業者は、出発原料に応じて、分離技術が異なり得ることを理解する。
ステップ0(図4Aで示される)のホエータンパク質前処理は、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給物ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kD〜約50kD)が挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ1(図4Aで示される)の微生物学低下(Microbiology reduction)は、前処理大豆ホエーをはじめとするが、これに限定されるものではないホエータンパク質前処理ステップの生成物から開始し得る。このステップは、前処理大豆ホエーの精密濾過を伴う。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、全量濾過、加熱滅菌、紫外線滅菌、精密濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ1のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。ステップ1からの生成物としては、ストリーム1a(残余分)中の貯蔵タンパク質、微生物、ケイ素、およびそれらの組み合わせと、ストリーム1b(透過液)中の精製前処理大豆ホエーとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aで示される)の水およびミネラル除去は、ストリーム1bまたは4aからの精製前処理大豆ホエー、またはストリーム0bからの前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aで示される)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム2aからの精製前処理大豆ホエー、またはストリーム0aまたは1bからの前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aで示される)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bで示される)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム4aからの精製前処理ホエー、またはストリーム0a、1b、または2aからのホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ6(図4Bで示される)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム4aまたは5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエー、またはストリーム0a、1b、または2aからのホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ7(図4Cで示される)の水除去ステップは、ストリーム5bおよび/またはストリーム6bからのペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせから開始し得る。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。それは、ナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ7のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。ストリーム7a(残余分)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム7b(透過液)からの生成物としては、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ8(図4Cで示される)のミネラル除去ステップは、ストリーム5b、6b、7a、および/または12aからのペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせから開始し得る。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、電気透析膜ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、イオン交換カラム、クロマトグラフィー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。このミネラル除去ステップで使用し得る加工助剤としては、水、酵素、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。酵素としては、プロテアーゼ、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ8のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約40℃である。ストリーム8a(残余分)からの生成物としては、導電率が約10ミリジーメンス(mS)〜約0.5mS、好ましくは約2mSであるミネラル除去大豆オリゴ糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム8bからの生成物としては、ミネラル、水、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ9(図4Cで示される)の色除去ステップは、ストリーム8a、5b、6b、および/または7a)からのミネラル除去大豆オリゴ糖類から開始し得る。これは、活性炭床を利用する。このステップのプロセス変量および代替案としては、イオン交換が挙げられるが、これに限定されるものではない。この色除去ステップで使用し得る加工助剤としては、活性炭、イオン交換樹脂、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約40℃である。ストリーム9a(残余分)からの生成物としては、着色化合物が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム9bは、脱色される。ストリーム9b(透過液)からの生成物としては、大豆オリゴ糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ10(図4Cで示される)の大豆オリゴ糖分画ステップは、ストリーム9b、5b、6b、7a、および/または8aからの大豆オリゴ糖類、およびそれらの組み合わせから開始し得る。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、クロマトグラフィーステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、クロマトグラフィー、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この大豆オリゴ糖分画ステップで使用し得る加工助剤としては、当該技術分野で知られるように、使用される樹脂に関連する、pHを調節するための酸および塩基が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム10a(残余分)からの生成物としては、スクロース、単糖類、およびそれらの組み合わせなどの大豆オリゴ糖類が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム10b(透過液)からの生成物としては、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、およびそれらの組み合わせなどの大豆オリゴ糖類が挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ11(図4Cで示される)の水除去ステップは、ストリーム9b、5b、6b、7a、8a、および/または10aからのラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、およびそれらの組み合わせなどの大豆オリゴ糖類から開始し得る。これは、蒸発ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、蒸発、逆浸透、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この水除去ステップで使用し得る加工助剤としては、脱泡剤、蒸気、真空、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約60℃である。ストリーム11a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム11b(透過液)からの生成物としては、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、およびそれらの組み合わせなどの大豆オリゴ糖類が挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ12(図4Cに示される)の大豆オリゴ糖類からの追加的なタンパク質分離ステップは、ストリーム7bからのペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせから開始し得る。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、孔径約50kDa〜約1kDaの限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この糖類からのタンパク質分離ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、プロテアーゼ、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ12のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム12a(残余分)からの生成物としては、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。このストリーム12aストリームは、ストリーム8に供給し得る。ストリーム12b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、およびその他のタンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ13(図4Cで示される)の水除去ステップは、ペプチド、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、蒸発ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、逆浸透、ナノ濾過、噴霧乾燥、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム13a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム13b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ14(図4Bで示される)のタンパク質分画ステップは、ストリーム6aおよび/または5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせから開始することで、実施されてもよい。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、限外濾過(100kDから10kDの孔径サイズ)ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ14のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム14a(残余分)からの生成物としては、貯蔵タンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム14b(透過液)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ15(図4Bで示される)の水除去ステップは、ストリーム6a、5a、および/または14bからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、蒸発ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、蒸発、ナノ濾過、RO、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15b(透過液)生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ16(図4Bで示される)の加熱処理およびフラッシュ冷却ステップは、ストリーム6a、5a、14b、および/または15bからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、超高温ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、加熱滅菌、蒸発、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この加熱処理およびフラッシュ冷却ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。温度は、約129℃〜約160℃であり得て、好ましくは約152℃である。温度保持時間は、約8秒間から約15秒間であり得て、好ましくは約9秒間である。ストリーム16からの生成物としては、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ17(図4Bで示される)の乾燥工程は、ストリーム6a、5a、14b、15b、および/または16からの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得るこれは、乾燥工程を含む。液体供給物温度は、約50℃〜約95℃であり得て、好ましくは約82℃である。入口温度は、約175℃〜約370℃であり得て、好ましくは約290℃である。排気温度は、約65℃〜約98℃であり得て、好ましくは約88℃である。ストリーム17a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム17b(透過液)からの生成物としては、BBI、KTI、およびその他のタンパク質を含む、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
本出願の大豆ホエータンパク質製品としては、未加工ホエー、ステップ17の限外濾過ステップ後の大豆ホエータンパク質前駆体、当該技術分野で公知の任意の手段によって乾燥させ得る乾燥大豆ホエータンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられる。これらの生成物は全て、大豆ホエータンパク質としてそのまま使用し得て、またはさらに加工して、BBI、KTI、およびそれらの組み合わせなどであるが、これに限定されるものではない、対象特定成分を精製し得る。
IV.大豆ホエータンパク質回収工程の好ましい実施形態
実施形態1は、次のようにステップ0から開始される(図4Aを参照されたい)。ホエータンパク質前処理は、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給物ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。次に
実施形態1は、次のようにステップ0から開始される(図4Aを参照されたい)。ホエータンパク質前処理は、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給物ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。次に
ステップ5(図4Bを参照されたい)を実施する。したがってこの実施形態のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム0aからのホエーから開始する。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態2−次のようにステップ0から開始される(図4Aを参照されたい)。ホエータンパク質前処理は、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給物ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
次にステップ5(図4Bを参照されたい)を実施する。したがってこの実施形態のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム0aからのホエーから開始する。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始される。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態3は、ホエータンパク質前処理であるステップ0(図4Aを参照されたい)から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム0aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム4aからの精製前処理ホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態4は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム0aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム4aからの精製前処理ホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態5は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム0aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム4aからの精製前処理ホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ16(図4Bを参照されたい)の加熱処理およびフラッシュ冷却ステップは、ストリーム6aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、超高温ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、加熱滅菌、蒸発、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この加熱処理およびフラッシュ冷却ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。温度は、約129℃〜約160℃であり得て、好ましくは約152℃である。温度保持時間は、約8秒間から約15秒間であり得て、好ましくは約9秒間である。ストリーム16からの生成物としては、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ17(図4Bを参照されたい)の乾燥工程は、ストリーム16からの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。これは、乾燥工程を含む。液体供給物温度は、約50℃〜約95℃であり得て、好ましくは約82℃である。入口温度は、約175℃〜約370℃であり得て、好ましくは約290℃である。排気温度は、約65℃〜約98℃であり得て、好ましくは約88℃である。ストリーム17a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム17b(透過液)からの生成物としては、BBI、KTI、およびその他のタンパク質を含む、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態6は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム0aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム4aからの精製前処理ホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ15(図4Bを参照されたい)の水除去ステップは、ストリーム6aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、蒸発ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、蒸発、ナノ濾過、RO、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15b(透過液)生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ16(図4Bを参照されたい)の加熱処理およびフラッシュ冷却ステップは、ストリーム15bからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、超高温ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、加熱滅菌、蒸発、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この加熱処理およびフラッシュ冷却ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。温度は、約129℃〜約160℃であり得て、好ましくは約152℃である。温度保持時間は、約8秒間から約15秒間であり得て、好ましくは約9秒間である。ストリーム16からの生成物としては、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ17(図4Bを参照されたい)の乾燥工程は、ストリーム16からの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。これは、乾燥工程を含む。液体供給物温度は、約50℃〜約95℃であり得て、好ましくは約82℃である。入口温度は、約175℃〜約370℃であり得て、好ましくは約290℃である。排気温度は、約65℃〜約98℃であり得て、好ましくは約88℃である。ストリーム17a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム17b(透過液)からの生成物としては、BBI、KTI、およびその他のタンパク質を含む、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態7は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム0bからの前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム2aからのホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態8は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム0bからの前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム2aからのホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態9は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム0bからの前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム2aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム4aからの精製前処理ホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態10は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム0bからの前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム2aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム4aからの精製前処理ホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態11は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム0bからの前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム2aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム4aからの精製前処理ホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ16(図4Bを参照されたい)の加熱処理およびフラッシュ冷却ステップは、ストリーム6aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、超高温ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、加熱滅菌、蒸発、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この加熱処理およびフラッシュ冷却ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。温度は、約129℃〜約160℃であり得て、好ましくは約152℃である。温度保持時間は、約8秒間から約15秒間であり得て、好ましくは約9秒間である。ストリーム16からの生成物としては、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ17(図4Bを参照されたい)の乾燥工程は、ストリーム16からの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。これは、乾燥工程を含む。液体供給物温度は、約50℃〜約95℃であり得て、好ましくは約82℃である。入口温度は、約175℃〜約370℃であり得て、好ましくは約290℃である。排気温度は、約65℃〜約98℃であり得て、好ましくは約88℃である。ストリーム17a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム17b(透過液)からの生成物としては、BBI、KTI、およびその他のタンパク質を含む、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態12は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム1bからの精製前処理大豆ホエー、またはストリーム0bからの前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム2aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム4aからの精製前処理ホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ15(図4Bを参照されたい)の水除去ステップは、ストリーム6aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、蒸発ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、蒸発、ナノ濾過、RO、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15b(透過液)生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ16(図4Bを参照されたい)の加熱処理およびフラッシュ冷却ステップは、ストリーム15bからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、超高温ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、加熱滅菌、蒸発、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この加熱処理およびフラッシュ冷却ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。温度は、約129℃〜約160℃であり得て、好ましくは約152℃である。温度保持時間は、約8秒間から約15秒間であり得て、好ましくは約9秒間である。ストリーム16からの生成物としては、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ17(図4Bを参照されたい)の乾燥工程は、ストリーム16からの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。これは、乾燥工程を含む。液体供給物温度は、約50℃〜約95℃であり得て、好ましくは約82℃である。入口温度は、約175℃〜約370℃であり得て、好ましくは約290℃である。排気温度は、約65℃〜約98℃であり得て、好ましくは約88℃である。ストリーム17a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム17b(透過液)からの生成物としては、BBI、KTI、およびその他のタンパク質を含む、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態13は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム0aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム1bからの精製前処理大豆ホエー、またはストリーム0bからの前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム2aからのホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態14は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム0aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム4aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム2aからのホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態15は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム0aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム1bからの精製前処理大豆ホエー、またはストリーム0bからの前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム2aからのホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ16(図4Bを参照されたい)の加熱処理およびフラッシュ冷却ステップは、ストリーム6aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、超高温ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、加熱滅菌、蒸発、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この加熱処理およびフラッシュ冷却ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。温度は、約129℃〜約160℃であり得て、好ましくは約152℃である。温度保持時間は、約8秒間から約15秒間であり得て、好ましくは約9秒間である。ストリーム16からの生成物としては、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ17(図4Bを参照されたい)の乾燥工程は、ストリーム16からの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。これは、乾燥工程を含む。液体供給物温度は、約50℃〜約95℃であり得て、好ましくは約82℃である。入口温度は、約175℃〜約370℃であり得て、好ましくは約290℃である。排気温度は、約65℃〜約98℃であり得て、好ましくは約88℃である。ストリーム17a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム17b(透過液)からの生成物としては、BBI、KTI、およびその他のタンパク質を含む、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態16は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム0aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム4aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム2aからのホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ15(図4Bを参照されたい)の水除去ステップは、ストリーム6aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、蒸発ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、蒸発、ナノ濾過、RO、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15b(透過液)生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ16(図4Bを参照されたい)の加熱処理およびフラッシュ冷却ステップは、ストリーム15bからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、超高温ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、加熱滅菌、蒸発、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この加熱処理およびフラッシュ冷却ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。温度は、約129℃〜約160℃であり得て、好ましくは約152℃である。温度保持時間は、約8秒間から約15秒間であり得て、好ましくは約9秒間である。ストリーム16からの生成物としては、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ17(図4Bを参照されたい)の乾燥工程は、ストリーム16からの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。これは、乾燥工程を含む。液体供給物温度は、約50℃〜約95℃であり得て、好ましくは約82℃である。入口温度は、約175℃〜約370℃であり得て、好ましくは約290℃である。排気温度は、約65℃〜約98℃であり得て、好ましくは約88℃である。ストリーム17a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム17b(透過液)からの生成物としては、BBI、KTI、およびその他のタンパク質を含む、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態17は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ1(図4Aを参照されたい)の微生物学低下(Microbiology reduction)は、前処理大豆ホエーをはじめとするが、これに限定されるものではないホエータンパク質から開始し得る。このステップは、前処理大豆ホエーの精密濾過を伴う。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、全量濾過、加熱滅菌、紫外線滅菌、精密濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ1のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。ステップ1からの生成物としては、ストリーム1a(残余分)中の貯蔵タンパク質、微生物、ケイ素、およびそれらの組み合わせと、ストリーム1b(透過液)中の精製前処理大豆ホエーとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム1bからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム4aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム2aからのホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ15(図4Bを参照されたい)の水除去ステップは、ストリーム6aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、蒸発ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、蒸発、ナノ濾過、逆浸透、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15b(透過液)生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ16(図4Bを参照されたい)の加熱処理およびフラッシュ冷却ステップは、ストリーム15bからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、超高温ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、加熱滅菌、蒸発、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この加熱処理およびフラッシュ冷却ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。温度は、約129℃〜約160℃であり得て、好ましくは約152℃である。温度保持時間は、約8秒間から約15秒間であり得て、好ましくは約9秒間である。ストリーム16からの生成物としては、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ17(図4Bを参照されたい)の乾燥工程は、ストリーム16からの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。これは、乾燥工程を含む。液体供給物温度は、約50℃〜約95℃であり得て、好ましくは約82℃である。入口温度は、約175℃〜約370℃であり得て、好ましくは約290℃である。排気温度は、約65℃〜約98℃であり得て、好ましくは約88℃である。ストリーム17a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム17b(透過液)からの生成物としては、BBI、KTI、およびその他のタンパク質を含む、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
実施形態18は、ステップ0(図4Aを参照されたい)のホエータンパク質前処理から開始され、それは、単離大豆タンパク質(ISP)糖蜜、ISPホエー、大豆タンパク質濃縮物(SPC)糖蜜、SPCホエー、機能性大豆タンパク質濃縮物(FSPC)ホエー、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、供給ストリームから開始し得る。ホエータンパク質前処理ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、塩酸、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ0のpHは、約3.0〜約6.0であり得て、好ましくは4.5である。温度は、約70℃〜約95℃であり得て、好ましくは約85℃である。温度保持時間は、約0分間〜約20分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ホエータンパク質前処理からの生成物としては、前処理大豆ホエー、貯蔵タンパク質、およびそれらの組み合わせなどのホエーストリーム(前処理大豆ホエー)(ストリーム0a中の分子量約50kDa以下(残余分)中の水性相中の可溶性成分、およびストリーム0b(透過液)中の不溶性大型分子量タンパク質(約300kDa〜約50kDaが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ1(図4Aを参照されたい)の微生物学低下(Microbiology reduction)は、前処理大豆ホエーをはじめとするが、これに限定されるものではないホエータンパク質から開始し得る。このステップは、前処理大豆ホエーの精密濾過を伴う。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、全量濾過、加熱滅菌、紫外線滅菌、精密濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ1のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。ステップ1からの生成物としては、ストリーム1a(残余分)中の貯蔵タンパク質、微生物、ケイ素、およびそれらの組み合わせと、ストリーム1b(透過液)中の精製前処理大豆ホエーとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ2(図4Aを参照されたい)の水およびミネラル除去は、ストリーム1bからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。それは、水除去および部分的なミネラル除去のためのナノ濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、逆浸透、蒸発、ナノ濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ2のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約5.3である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。この水除去ステップの生成物としては、ストリーム2a(残余分)中の精製前処理大豆ホエー、およびストリーム2b(透過液)中の水、いくらかのミネラル、一価のカチオン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ3(図4Aを参照されたい)のミネラル沈殿ステップは、ストリーム2aからの精製前処理大豆ホエーから開始し得る。これは、pHおよび/または温度変化による沈殿ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、撹拌または再循環反応タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル沈殿ステップで使用し得る加工助剤としては、酸、塩基、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム、フィターゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ3のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約50℃である。pH保持時間は、約0分間〜約60分間で変動し得て、好ましくは約10分間である。ストリーム3の生成物は、精製前処理大豆ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液である。
ステップ4(図4Aを参照されたい)のミネラル除去ステップは、ストリーム3からの精製前処理ホエーと沈殿ミネラルの懸濁液から開始し得る。これは、遠心分離ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、遠心分離、濾過、全量濾過、十字流膜濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラル除去ステップからの生成物としては、ストリーム4a(残余分)中のミネラル除去された前処理ホエーと、ストリーム4b(透過液)中のいくらかのタンパク質ミネラル複合体を伴う不溶性ミネラルとが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ5(図4Bを参照されたい)のタンパク質分離および濃縮ステップは、ストリーム4aからの精製前処理ホエーから開始し得る。これは、限外濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、十字流膜濾過、限外濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ5のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約8.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム5a(残余分)からの生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム5b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ6(図4Bを参照されたい)のタンパク質洗浄および精製ステップは、ストリーム5aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質または精製前処理ホエーから開始し得る。これは、透析濾過ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、再スラリー化、十字流膜濾過、限外濾過、水透析濾過、緩衝液透析濾過、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。十字流膜濾過としては、渦巻形、平板形、中空繊維、セラミック、動的または回転円盤、ナノファイバー、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。タンパク質洗浄および精製ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ステップ6のpHは、約2.0〜約12.0であり得て、好ましくは約7.0である。温度は、約5℃〜約90℃であり得て、好ましくは約75℃である。ストリーム6a(残余分)からの産物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、貯蔵タンパク質、その他のタンパク質、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム6b(透過液)からの生成物としては、ペプチド、大豆オリゴ糖類、水、ミネラル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。大豆オリゴ糖類としては、スクロース、ラフィノース、スタキオース、ベルバスコース、単糖類、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ミネラルとしては、クエン酸カルシウムが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ15(図4Bを参照されたい)の水除去ステップは、ストリーム6aからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、蒸発ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、蒸発、ナノ濾過、逆浸透、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム15b(透過液)生成物としては、大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ステップ16(図4Bを参照されたい)の加熱処理およびフラッシュ冷却ステップは、ストリーム15bからの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。これは、超高温ステップを含む。このステップのプロセス変量および代替案としては、加熱滅菌、蒸発、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。この加熱処理およびフラッシュ冷却ステップで使用し得る加工助剤としては、水、蒸気、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。温度は、約129℃〜約160℃であり得て、好ましくは約152℃である。温度保持時間は、約8秒間から約15秒間であり得て、好ましくは約9秒間である。ストリーム16からの生成物としては、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
最後に、ステップ17(図4Bを参照されたい)の乾燥工程は、ストリーム16からの大豆ホエータンパク質、BBI、KTI、およびその他のタンパク質から開始し得る。これは、乾燥工程を含む。液体供給物温度は、約50℃〜約95℃であり得て、好ましくは約82℃である。入口温度は、約175℃〜約370℃であり得て、好ましくは約290℃である。排気温度は、約65℃〜約98℃であり得て、好ましくは約88℃である。ストリーム17a(残余分)からの生成物としては、水が挙げられるが、これに限定されるものではない。ストリーム17b(透過液)からの生成物としては、BBI、KTI、およびその他のタンパク質を含む、大豆ホエータンパク質が挙げられるが、これに限定されるものではない。その他のタンパク質としては、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されるものではない。
V.発泡剤を含んでなるパーソナルケア製品および工業製品
本開示は、2〜10のpH範囲および25℃の温度にわたって少なくとも約80%の可溶性固形物指数(SSI)を有する、一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を含有する食品にさらに関する。本明細書で開示される発泡剤は、多様な製品で使用するのに適するが、特に例えば、パーソナルケア製品、工業製品、家庭用品、燃焼抑制剤、発泡断熱材、フォームマットレス、気泡ゴム、気泡包装などの空気混和を要する製品で使用するのに適する。当業者は、使用する発泡剤の量が、製品のタイプに応じて変動し得て、また変動するであろうことを理解するであろう。
本開示は、2〜10のpH範囲および25℃の温度にわたって少なくとも約80%の可溶性固形物指数(SSI)を有する、一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を含有する食品にさらに関する。本明細書で開示される発泡剤は、多様な製品で使用するのに適するが、特に例えば、パーソナルケア製品、工業製品、家庭用品、燃焼抑制剤、発泡断熱材、フォームマットレス、気泡ゴム、気泡包装などの空気混和を要する製品で使用するのに適する。当業者は、使用する発泡剤の量が、製品のタイプに応じて変動し得て、また変動するであろうことを理解するであろう。
一実施形態では、発泡剤を含んでなる製品は、手洗い石鹸、洗顔石鹸、ボディ石鹸、シェービングフォーム、練り歯磨き、シャンプー、ヘアカラー製品、およびヘアスタイリングフォームなどのパーソナルケア製品であってもよい。
別の実施形態では、発泡剤を含んでなる製品は、洗浄剤、石鹸、洗剤、フォームマットレス、フォームクッション、およびフォーム枕などの工業製品または家庭用品であってもよい。
別の実施形態では、発泡剤を含んでなる製品は、燃焼抑制剤フォームであってもよい。
別の実施形態では、発泡剤を含んでなる製品は、梱包フォームなどの包装材料であってもよい。
別の実施形態では、発泡剤を含んでなる製品は、住宅用途または商業用途のための発泡断熱材であってもよい。
典型的に、製品中に存在する発泡剤の量は、製品の製造に要する所望の製品および気泡の量に応じて変動し得て、また変動するであろう。一例として、パーソナルケア製品は、約0.02%〜約10%(重量基準)の発泡剤を含有してもよい。具体的には、パーソナルケア製品は、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2.5%、2%、1.5%、1%、0.50%、0.25%、0.1%、0.05%、または0.02%(重量基準)の発泡剤を含有してもよい。一実施形態では、製品中に存在する発泡剤の量は、重量基準で約0.02%〜約3%の範囲であってもよい。さらに製品中に存在する発泡剤の量は、重量基準で約0.02%〜約2%を構成してもよい。
発泡剤は、最初の水和ステップで、またはプレミックスに、または引き続く最終製品調製の加工ステップで、添加してもよい。一実施形態では、発泡剤は、最初のタンパク質水和の一部として水に添加され、その他の成分の添加がそれに続く。代案の実施形態では、発泡剤は、液体成分への添加前に、ドライブレンドプレミックスの一部として、乾燥形態で乾燥成分に添加される。
a.追加的な成分
追加的な成分は、発泡剤と組み合せて、所望の製品を形成してもよい。当業者は、特定の追加的な成分が、製造される工業製品のタイプに応じて変動するであろうことを理解するであろう。一定量の大豆ホエータンパク質を含有する発泡剤と組み合わされてもよい追加的な成分の例としては、増粘剤、水、保湿剤、研磨材、しみ抜き剤、芳香剤、顔料、粘度防除剤、保存料、湿潤剤、その他の添加剤、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
追加的な成分は、発泡剤と組み合せて、所望の製品を形成してもよい。当業者は、特定の追加的な成分が、製造される工業製品のタイプに応じて変動するであろうことを理解するであろう。一定量の大豆ホエータンパク質を含有する発泡剤と組み合わされてもよい追加的な成分の例としては、増粘剤、水、保湿剤、研磨材、しみ抜き剤、芳香剤、顔料、粘度防除剤、保存料、湿潤剤、その他の添加剤、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
1.追加的な発泡剤
工業製品は、少なくとも1つの追加的な発泡剤を任意選択的に含有して、工業製品の気相と水相への分離を防止してもよい。追加的な発泡剤は、界面活性剤であってもよい。本発明の大豆ホエータンパク質は、起泡特性に加えて、安定化特性をさらに示すことが分かっているので、追加的な発泡剤は不要であってもよい。しかし大豆ホエータンパク質に加えて使用してもよい当該技術分野の適切な発泡剤の非限定的例としては、脂肪酸のモノおよびジグリセリド、脂肪モノグリセリドのエステル、モノおよびジグリセリド、プロピレングリコールモノエステル、レシチン、ヒドロキシル化レシチン、スルホコハク酸ナトリウムジオクチル、SSL、CSL、ポリソルベート20、ポリソルベート40、ポリソルベート60、ポリソルベート80、ソルビタントリステアレート、クエン酸ステアリル、PGPR、ラクチレート、SLES、SDS、ALS、コカミドジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ラウロイルサルコシンナトリウム、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
工業製品は、少なくとも1つの追加的な発泡剤を任意選択的に含有して、工業製品の気相と水相への分離を防止してもよい。追加的な発泡剤は、界面活性剤であってもよい。本発明の大豆ホエータンパク質は、起泡特性に加えて、安定化特性をさらに示すことが分かっているので、追加的な発泡剤は不要であってもよい。しかし大豆ホエータンパク質に加えて使用してもよい当該技術分野の適切な発泡剤の非限定的例としては、脂肪酸のモノおよびジグリセリド、脂肪モノグリセリドのエステル、モノおよびジグリセリド、プロピレングリコールモノエステル、レシチン、ヒドロキシル化レシチン、スルホコハク酸ナトリウムジオクチル、SSL、CSL、ポリソルベート20、ポリソルベート40、ポリソルベート60、ポリソルベート80、ソルビタントリステアレート、クエン酸ステアリル、PGPR、ラクチレート、SLES、SDS、ALS、コカミドジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ラウロイルサルコシンナトリウム、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
添加される場合、一例として、追加的な発泡剤は、製品重量基準で約0.1%〜約10%、好ましくは約1%〜約5%のレベルで、パーソナルケア製品または工業製品中に存在してもよい。当業者には理解されるように、存在する場合、製品に添加される追加的な発泡剤の量は、所望の製品タイプ(例えばパーソナルケア製品、工業製品など)に左右され得て、左右されるであろう。
2.増粘剤
工業製品は、製造される所望の最終製品に応じて、任意選択的に増粘剤を含んでもよい。適切な増粘剤としては、カラゲナン、セルロースガム、セルロースゲル、デンプン、低DEマルトデキストリン、アラビアガム、キサンタンガム、および産業で既知であり使用される、あらゆるその他の増粘剤が挙げられる。増粘剤は、工業製品中に、製品重量の約0.01%〜約10%、好ましくは約0.05%〜約5%、より好ましくは約0.1%〜約2%のレベルで存在してもよい。当業者には理解されるように、存在する場合、製品に添加される増粘剤の量は、所望の製品のタイプに左右され得て、左右されるであろう。
工業製品は、製造される所望の最終製品に応じて、任意選択的に増粘剤を含んでもよい。適切な増粘剤としては、カラゲナン、セルロースガム、セルロースゲル、デンプン、低DEマルトデキストリン、アラビアガム、キサンタンガム、および産業で既知であり使用される、あらゆるその他の増粘剤が挙げられる。増粘剤は、工業製品中に、製品重量の約0.01%〜約10%、好ましくは約0.05%〜約5%、より好ましくは約0.1%〜約2%のレベルで存在してもよい。当業者には理解されるように、存在する場合、製品に添加される増粘剤の量は、所望の製品のタイプに左右され得て、左右されるであろう。
3.芳香剤
製品は、最終製品の香気を自然に向上させる、多様な芳香剤を任意選択的に含んでもよい。当業者には理解されるように、製品に添加される芳香剤の選択は、所望の製品タイプ(例えばパーソナルケア製品、工業製品など)に左右され得て、左右されるであろう。
製品は、最終製品の香気を自然に向上させる、多様な芳香剤を任意選択的に含んでもよい。当業者には理解されるように、製品に添加される芳香剤の選択は、所望の製品タイプ(例えばパーソナルケア製品、工業製品など)に左右され得て、左右されるであろう。
添加してもよい香油は、天然および合成芳香剤の混合物であり得る。天然芳香剤は、花卉(百合、ラベンダー、バラ、ジャスミン、ネロリ、イランイラン)、茎および葉(ゼラニウム、パチョリ、プチグレン)、果実(アニス、コリアンダー、ヒメウイキョウ、杜松)、果皮(ベルガモット、レモン、オレンジ)、根(メース、アンゼリカ、セロリ、カルダモン、コスツス、アヤメ、タイム)、針状葉および枝(エゾマツ、モミ、マツ、ハイマツ)、樹脂およびバルサム(ガルバヌム、エレミ、ベンゾイン、没薬、乳香、オポポナックス)からの抽出物である。例えば、麝香液および海狸香などの動物原料もまた適切である。典型的な合成芳香剤化合物は、エステル、エーテル、アルデヒド、ケトン、アルコール、および炭化水素タイプの製品である。エステルタイプの芳香剤化合物は、例えば酢酸ベンジル、フェノキシエチルイソブチレート、p−t−シクロヘキシル酢酸ブチル、酢酸リナリル、酢酸ジメチルベンジルカルビニル、酢酸フェニルエチル、安息香酸リナリル、ベンジルギ酸、エチルメチルフェニルグリシネート、シクロヘキシルプロピオン酸アリル、プロピオン酸スチラリル、およびサリチル酸ベンジルである。エーテルとしては、例えばベンジルエチルエーテルが挙げられ、アルデヒドとしては、例えば8〜18個の炭素原子を有する直鎖アルカナール、シトラール、シトロネラール、シトロネリルオキシアセトアルデヒド、シクラメンアルデヒド、ヒドロキシシトロネラール、リリアールおよびブルゲオナールが挙げられ、ケトンとしては、例えばイオノン、α−イソメチルイオノンおよびメチルセドリルケトンが挙げられ、アルコールとしては、アネトール、シトロネロール、オイゲノール、イソオイゲノール、ゲラニオール、リナロール、フェニルエチルアルコールおよびテルピネオールが挙げられ、炭化水素としては、主にテルペンおよびバルサムが挙げられる。しかし一緒になって快い香気を生じる、異なる芳香剤の混合物を使用することが好ましい。例えば、セージ油、カモミール油、丁子油、メリッサ油、ミント油、シナモン葉油、リンデン花油、杜松子油、ベチベル油、乳香油、ガルバヌム油、ラダナム油およびラバンジン油などの大部分が芳香成分として使用される揮発性の低い精油もまた、香油として適切である。
4.顔料
追加的な実施形態では、製品は、顔料をさらに含んでなってもよい。顔料は、施用媒体中で実質的に不溶性の着色剤であり、無機または有機であってもよい。無機−有機混合顔料もまた可能である。好ましくは無機顔料である。無機顔料の利点は、光、天候、および温度に対する、それらの優れた堅牢度である。無機顔料は白亜、黄土(ocker)、アンバー(umbra)、緑土、代赭または黒鉛から調製されたものなどの天然起源であってもよい。顔料は、例えば二酸化チタンまたは酸化亜鉛などの白色顔料、例えば黒色酸化鉄などの黒色顔料、例えば群青または赤色酸化鉄、光輝顔料、金属効果顔料、真珠様光沢顔料などの着色顔料、および蛍光性およびリン光性顔料であってもよく、好ましくは少なくとも1つの顔料は着色された非白色顔料である。
追加的な実施形態では、製品は、顔料をさらに含んでなってもよい。顔料は、施用媒体中で実質的に不溶性の着色剤であり、無機または有機であってもよい。無機−有機混合顔料もまた可能である。好ましくは無機顔料である。無機顔料の利点は、光、天候、および温度に対する、それらの優れた堅牢度である。無機顔料は白亜、黄土(ocker)、アンバー(umbra)、緑土、代赭または黒鉛から調製されたものなどの天然起源であってもよい。顔料は、例えば二酸化チタンまたは酸化亜鉛などの白色顔料、例えば黒色酸化鉄などの黒色顔料、例えば群青または赤色酸化鉄、光輝顔料、金属効果顔料、真珠様光沢顔料などの着色顔料、および蛍光性およびリン光性顔料であってもよく、好ましくは少なくとも1つの顔料は着色された非白色顔料である。
金属酸化物、水酸化物および酸化物水和物、混合相顔料イオウ含有ケイ酸塩、金属硫化物、金属シアニド錯体、金属硫酸エステル、クロム酸塩、およびモリブデン酸塩、そして金属(ブロンズ顔料)それ自体もまた適切である。特に適するのは、二酸化チタン(CI 77891)、黒色酸化鉄(CI 77499)、黄色酸化鉄(CI 77492)、赤色および褐色酸化鉄(CI 77491)、マンガンバイオレット(CI 77742)、群青(スルホケイ酸アルミニウムナトリウム、CI 77007、ピグメントブルー29)、クロム酸化物水和物(C177289)、アイロンブルー(フェロシアン化第二鉄、C17751 0)、カルミン(コチニール)である。
二酸化チタンまたはオキシ塩化ビスマスなどの金属酸化物または金属酸塩化物で被覆され、適切であれば、酸化鉄、アイロンブルー、群青、カルミンなどのさらなる色付与物質などで被覆されて、層の厚さの変動によって色が定まり得る、雲母ベースの真珠様光沢および着色顔料が特に好ましい。このタイプの顔料は、例えば商品名Rona(登録商標)、Colorona(登録商標)、Dichrona(登録商標)、およびTimiron(登録商標)(Merck)の下に販売される。
有機顔料は、例えば、天然顔料セピア、藤黄、木炭、カッセルブラウン、インジゴ、クロロフィル、アスタキサンチンやクリプトキサンチンなどのフィロキサンチン、およびその他の植物色素である。合成有機顔料は、例えば、アゾ顔料、アントラキノイド、インジゴイド、ジオキサジン、キナクリドン、フタロシアニン、イソインドリノン、ペリレンおよびペリノン、金属錯体、アルカリブルー、およびジケトピロロピロール顔料である。
これらの顔料は、当業者には一般的であるように、併用または混合されて、最終顔料を生じてもよい。
VI.パーソナルケアおよび工業製品を製造する方法
本明細書で言及されるように、一定量の大豆ホエータンパク質を含有する発泡剤を含んでなるパーソナルケアおよび工業製品は、所望の最終製品を生じることが産業界で知られている典型的な加工を受けてもよい。一般的に言えば、産業界で既知のあらゆる加工方法を使用して、所望のパーソナルケア製品および工業製品を製造し得る。
本明細書で言及されるように、一定量の大豆ホエータンパク質を含有する発泡剤を含んでなるパーソナルケアおよび工業製品は、所望の最終製品を生じることが産業界で知られている典型的な加工を受けてもよい。一般的に言えば、産業界で既知のあらゆる加工方法を使用して、所望のパーソナルケア製品および工業製品を製造し得る。
定義
本発明の理解を容易にするために、いくつかの用語を下で定義する。
本発明の理解を容易にするために、いくつかの用語を下で定義する。
「酸可溶性」という用語は、本明細書の用法では、約2〜約7のpHを有する水性媒体中に、1リットルあたり10グラム(g/L)の濃度で、少なくとも約80%の溶解度を有する物質を指す。
「大豆タンパク質単離物」または「単離大豆タンパク質」という用語は、本明細書の用法では、無水ベースで少なくとも約90%の大豆タンパク質のタンパク質含量を有する大豆材料を指す。
「可溶性固形物指数」または「SSI」という用語は、本明細書の用法では、次式に従って評価される、水溶液中の大豆タンパク質材料の溶解度を指す:SSI(%)=(可溶性固形物/全固形分)×100可溶性固形物および全固形分は、実施例15に記載されるようにして判定される。
「その他のタンパク質」という用語は、本明細書の用法では、本出願全体を通じて、ルナシン、レクチン、デヒドリン、リポキシゲナーゼ、およびそれらの組み合わせを含むが、これに限定されるものではないと定義される。
「大豆ホエータンパク質」という用語は、本明細書の用法では、BBI、KTI、ルナシン、リポキシゲナーゼ、デヒドリン、レクチン、およびそれらの組み合わせをはじめとするが、これに限定されるものではない、大豆貯蔵タンパク質が典型的に不溶性のpHで可溶性のタンパク質を含むと定義される。大豆ホエータンパク質としては、貯蔵タンパク質がさらに挙げられる。
「加工ストリーム」という用語は、本明細書の用法では、水性または溶媒ストリームをはじめとする、マメ類または油料種子全体の精製工程に由来する二次または偶発的生成物を指し、それは、例えば、水性大豆抽出物ストリーム、水性豆乳抽出物ストリーム、水性大豆ホエーストリーム、水性大豆糖蜜ストリーム、水性大豆タンパク質濃縮物大豆糖蜜ストリーム、水性大豆透過液ストリーム、および水性豆腐ホエーストリームを含み、例えば本明細書で開示される方法に従って中間生成物として回収され得る、液体および乾燥粉末形態双方の大豆ホエータンパク質をさらに含む。
「パーソナルケア製品」および「工業製品」という用語は、本明細書の用法では、一定量の大豆ホエータンパク質を含有する発泡剤をはじめとするが、これに限定されるものではない、安全で適切な成分の組み合わせの混合物を広義に指す。追加的な発泡剤、増粘剤、保存料、顔料、および芳香剤などのその他の添加剤もまた、含まれてもよい。
「大豆ホエータンパク質以外のタンパク質」という用語は、大豆ホエータンパク質以外のあらゆる動物または植物性タンパク質と定義される。
本発明またはその好ましい実施形態の要素について言及する際、冠詞「a」、「an」、「the」、および「前記(said)」は、1つまたは複数の要素があることを意味することが意図される。「含んでなる」、「はじめとする」、および「有する」という用語は、包括的であることが意図され、列挙する要素の他に追加的な要素があってもよいことを意味する。
「発明」または「本発明」という用語は、本明細書の用法では非限定的用語であり、特定の発明の任意の単一実施形態を指すことは意図されず、本明細書および特許請求の範囲に記載される全ての可能な実施形態を包含する。
本明細書の用法では、本発明の成分の使用量を修飾する「約」という用語は、例えば、実際に濃縮物または調製溶液を製造するために使用される、典型的な測定および液体取り扱い手順を通じて;これらの手順における不注意による誤りを通じて;組成物製造または方法実施に用いられる成分の製造、供給元、または純度の差異などを通じて起こり得る、数量の変動を指す。「約」という用語は、特定の最初の混合物から生じる組成物の異なる平衡条件のために異なる量もまた包含する。「約」という用語によって修飾されるか否かを問わず、特許請求の範囲には量の均等物が含まれる。
上の化合物、製品、および方法には、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更を加え得て、上の説明および下の実施例に含まれる全ての物質は、例示的であり限定的意味でないと解釈すべきである。
実施例1:新規膜処理を使用した水性大豆ホエーからの大豆ホエータンパク質の回収および分画
SmartFlow Technologiesによって製造されたOPTISEP(登録商標)7000モジュール内で、2枚の異なるメンブレンを使用して、全固形分含有量3.7%および乾燥量基準タンパク質含有量19.8%の145リットルの水性未加工大豆ホエー(前処理なし)を、精密濾過した。第1の膜であるBTS−25は、Pallによって製造される孔径0.5umのポリスルホン構造であった。水性大豆ホエーは、平均流束30リットル/m2/時間(LMH)で1.6倍に濃縮された。次に濃縮水性大豆ホエーを、Pallによって製造される変性ポリスルホン精密濾過膜MPS 0.45に通過させた。水性大豆ホエーを平均流束28LMHで、1.6倍から11倍にまで濃縮した。
SmartFlow Technologiesによって製造されたOPTISEP(登録商標)7000モジュール内で、2枚の異なるメンブレンを使用して、全固形分含有量3.7%および乾燥量基準タンパク質含有量19.8%の145リットルの水性未加工大豆ホエー(前処理なし)を、精密濾過した。第1の膜であるBTS−25は、Pallによって製造される孔径0.5umのポリスルホン構造であった。水性大豆ホエーは、平均流束30リットル/m2/時間(LMH)で1.6倍に濃縮された。次に濃縮水性大豆ホエーを、Pallによって製造される変性ポリスルホン精密濾過膜MPS 0.45に通過させた。水性大豆ホエーを平均流束28LMHで、1.6倍から11倍にまで濃縮した。
次に合計132リットルの精密濾過処理からの透過液を、Microdyn−Nadirによって製造される100kDa再生セルロース膜である限外濾過膜RC100を装着した、OPTISEP(登録商標)7000モジュールに装入した。精密濾過した水性大豆ホエーを、20Lタンク機構を使用して、平均流束30LMHで約20倍に濃縮してから、システムの停滞容積を最小化するために、5Lタンク機構に移した。より小型のタンク内で、水性大豆ホエーを平均流速9LMHで20×から66×までに濃縮し、最終残余分容積2リットルを得た。最終残余分は、全固形分が24.0%であり、乾燥量基準タンパク質含量が83.0%であった。
次に128リットルの糖およびミネラル富化RC100透過液を、Seproによって製造されるNaCl除去率35%のポリスルホン薄膜ナノ濾過膜NF20を装着した、OPTISEP(登録商標)7000モジュールに装入した。供給物を平均流速4.7LMHで18xに濃縮した。この加工ステップからの9リットルの残余分は、様々な糖種に富んでいた。NF20分離処理からの121リットルの透過液ストリームは、ミネラルおよび水を含有した。
次にNF20処理の透過液を、GEによって製造されるNaCl除去率98.2%の薄膜逆浸透膜SGを装着した、OPTISEP(登録商標)3000モジュールに装入した。供給物を平均流速8LMHで12xに濃縮した。9.2リットルのSG膜透過液は水から主になり、それは最小のさらなる処理で加工における再使用に適した。0.8リットルのSG処理の残余分は、大部分が濃縮ミネラル画分からなった。
実施例2:新規膜処理を使用した水性大豆糖蜜からの大豆ホエータンパク質の回収および分画
全固形分62.7%および乾燥量基準タンパク質含量18.5%の61.7リットルの大豆糖蜜を、精密濾過に先だって61.7リットルの水で希釈した。次にSmartFlow Technologiesによって製造されるOPTISEP(登録商標)7000モジュールを使用して、希釈大豆糖蜜を精密濾過した。希釈大豆糖蜜は、Pallによって製造される変性ポリスルホン精密濾過膜MPS0.45に通過させた。水性大豆糖蜜は、平均流束6リットル/m2/時間(LMH)で、1.3×に濃縮した。
全固形分62.7%および乾燥量基準タンパク質含量18.5%の61.7リットルの大豆糖蜜を、精密濾過に先だって61.7リットルの水で希釈した。次にSmartFlow Technologiesによって製造されるOPTISEP(登録商標)7000モジュールを使用して、希釈大豆糖蜜を精密濾過した。希釈大豆糖蜜は、Pallによって製造される変性ポリスルホン精密濾過膜MPS0.45に通過させた。水性大豆糖蜜は、平均流束6リットル/m2/時間(LMH)で、1.3×に濃縮した。
次に合計25リットルの精密濾過処理からの透過液を、Microdyn−Nadirによって製造される100kDa再生セルロース膜である限外濾過膜RC100を装着した、OPTISEP(登録商標)7000モジュールに装入した。精密濾過した希釈大豆糖蜜を2体積の水でダイアフィルター処理してから、平均流束20LMHで7.6×に濃縮して、2リットルの最終残余分容積を得た。最終残余分は、全固形分が17.5%であり、乾燥量基準タンパク質含量が22.0%であった。
次に72リットルの糖およびミネラル富化RC100透過液を、Seproによって製造されるNaCl除去率35%のポリスルホン薄膜ナノ濾過膜NF20を装着した、OPTISEP(登録商標)7000モジュールに装入した。供給物を平均流速4.0LMHで3xに濃縮した。この加工ステップからの23リットルの残余分は、様々な糖種に富んでいた。NF20分離処理からの48リットルの透過液ストリームは、ミネラルおよび水を含有した。
次にNF20処理透過液の一部である10リットルを、GEによって製造されるNaCl除去率98.2%の薄膜逆浸透膜SGを装着した、OPTISEP(登録商標)3000モジュールに装入した。供給物を平均流速7.9LMHで6.7xに濃縮した。8.5リットルのSG膜透過液は、最小のさらなる処理で加工中での再使用に適する水から主になった。1.5リットルのSG処理の残余分は、大部分は濃縮ミネラル画分からなった。
実施例3:脱脂大豆粉抽出物からのバルク大豆ホエータンパク質の捕捉
比率15:1の水とDSFをpHof7.8で添加して、濾過に先だって20分間撹拌することで、脱脂大豆粉(DSF)を抽出した。SmartFlow Technologiesによって製造されるOPTISEP(登録商標)800モジュールを使用して、抽出物を精密濾過した。精密濾過膜MMM−0.8は、Pallによって製造される、0.8um孔径のポリスルホンおよびポリビニルプロピレン構造であった。水性大豆抽出物は、平均流束29リットル/m2/時間(LMH)で、2.0倍に濃縮された。次に精密濾過処理からの透過液を、Microdyn−Nadirによって製造される100kDa再生セルロース膜である限外濾過膜RC100を装着した、OPTISEP(登録商標)800モジュールに装入した。精密濾過した水性大豆抽出物を平均流速50LMHで約6.3×に濃縮した。最終残余分は、乾燥量基準タンパク質含量が84.7%と測定された。
比率15:1の水とDSFをpHof7.8で添加して、濾過に先だって20分間撹拌することで、脱脂大豆粉(DSF)を抽出した。SmartFlow Technologiesによって製造されるOPTISEP(登録商標)800モジュールを使用して、抽出物を精密濾過した。精密濾過膜MMM−0.8は、Pallによって製造される、0.8um孔径のポリスルホンおよびポリビニルプロピレン構造であった。水性大豆抽出物は、平均流束29リットル/m2/時間(LMH)で、2.0倍に濃縮された。次に精密濾過処理からの透過液を、Microdyn−Nadirによって製造される100kDa再生セルロース膜である限外濾過膜RC100を装着した、OPTISEP(登録商標)800モジュールに装入した。精密濾過した水性大豆抽出物を平均流速50LMHで約6.3×に濃縮した。最終残余分は、乾燥量基準タンパク質含量が84.7%と測定された。
実施例4:連続分離技術CSEP(模擬移動床クロマトグラフィー)を使用したバルク大豆ホエータンパク質の捕捉
SP GibcoCel樹脂を充填したカラム(内径1.55cm、長さ9.5cm、容量18mL)を通じて、供給材料(大豆ホエー)を通過させることによって、CSEP実験を実施した。カラムを容積移送式ポンプに連結し、通過画分および溶出液のサンプルをカラム出口で採取した。異なる実験条件を使用して、樹脂結合能力に対する、供給濃度、供給流速、および溶出流速の影響を判定した。
SP GibcoCel樹脂を充填したカラム(内径1.55cm、長さ9.5cm、容量18mL)を通じて、供給材料(大豆ホエー)を通過させることによって、CSEP実験を実施した。カラムを容積移送式ポンプに連結し、通過画分および溶出液のサンプルをカラム出口で採取した。異なる実験条件を使用して、樹脂結合能力に対する、供給濃度、供給流速、および溶出流速の影響を判定した。
供給濃度
大豆ホエーを脱脂大豆フレークから調製した。簡単に述べると、32℃で1部の脱脂フレークを15部の水と混合した。2MのNaOHを使用して溶液のpHを7.0に調節し、溶液を15分間撹拌することで、タンパク質を水性相中に抽出させた。3000×gで10分間の遠心分離によって、タンパク質抽出物を不溶性物質から分離した。1MのHClを使用して収集上清のpHを4.5に調節し、溶液を15分間撹拌して温度57℃への加熱がそれに続いた。この処理は貯蔵タンパク質の沈殿をもたらした一方、ホエータンパク質は可溶性のままであった。3000×gで10分間の遠心分離によって、沈殿タンパク質をホエーから分離した。
大豆ホエーを脱脂大豆フレークから調製した。簡単に述べると、32℃で1部の脱脂フレークを15部の水と混合した。2MのNaOHを使用して溶液のpHを7.0に調節し、溶液を15分間撹拌することで、タンパク質を水性相中に抽出させた。3000×gで10分間の遠心分離によって、タンパク質抽出物を不溶性物質から分離した。1MのHClを使用して収集上清のpHを4.5に調節し、溶液を15分間撹拌して温度57℃への加熱がそれに続いた。この処理は貯蔵タンパク質の沈殿をもたらした一方、ホエータンパク質は可溶性のままであった。3000×gで10分間の遠心分離によって、沈殿タンパク質をホエーから分離した。
場合によっては、実験室規模Amicon DC−10LA限外濾過ユニットとAmicon 3Kメンブレンを使用して、大豆ホエーを濃縮した。限外濾過に先だって、2MのNaOHで大豆ホエーのpHを5.5に調節し、酸性条件での膜汚損を回避した。10Lのホエーを約100mL/分の流束で処理した。ひとたび残余分中の濃縮係数が5に達したら、残余分と透過液ストリームの双方を収集した。既知量の透過液と混合することで、大豆ホエー濃縮物2.5×、3×、および4×、および5×のホエー濃縮物を調製した。必要ならば、全ての大豆濃縮物のpHを4.5に再調節した。
供給流速
動的吸着中には、流体が樹脂床を通過すると、タンパク質が樹脂によって吸着され、液相と平衡に達する。ホエーをカラムに装填すると、結合タンパク質バンドはカラム内で下方に伸びて、液相との平衡に達する。樹脂が吸着タンパク質で飽和すると、カラムを出る液相中のタンパク質濃度は、供給物のタンパク質濃度と同様になる。流体通過に伴う、供給物濃度と比較した通過画分濃度の変化を描写する曲線が、漏出曲線である。漏出曲線が発達するにつれて、固相中のタンパク質濃度は増大し、吸着の波は床を通り抜けて移動する。より多くの流体が床に通過すると、通過画分濃度は、流入流体ストリームに対して漸近的に増大し、同時に固相でも同様の現象が達成される。
動的吸着中には、流体が樹脂床を通過すると、タンパク質が樹脂によって吸着され、液相と平衡に達する。ホエーをカラムに装填すると、結合タンパク質バンドはカラム内で下方に伸びて、液相との平衡に達する。樹脂が吸着タンパク質で飽和すると、カラムを出る液相中のタンパク質濃度は、供給物のタンパク質濃度と同様になる。流体通過に伴う、供給物濃度と比較した通過画分濃度の変化を描写する曲線が、漏出曲線である。漏出曲線が発達するにつれて、固相中のタンパク質濃度は増大し、吸着の波は床を通り抜けて移動する。より多くの流体が床に通過すると、通過画分濃度は、流入流体ストリームに対して漸近的に増大し、同時に固相でも同様の現象が達成される。
3つの異なる線速度比における通過画分タンパク質濃度データを、装填大豆ホエーのカラム容積に対してプロットした(図5を参照されたい)。これらのデータは、6カラム体積の大豆ホエーの装填後に、装填の線流速の3倍の増大が、通過画分中の非吸収タンパク質に約10%の増大をもたらすことを示唆した。したがって線流速は、SP Gibco樹脂の大豆ホエータンパク質吸着特性に顕著に影響しない。平衡吸着データ(図6を参照されたい)は、樹脂に吸着された大豆ホエータンパク質(システムへのタンパク質供給と、液体ストリーム中のタンパク質と平衡状態にある通過画分中のタンパク質濃度の質量平衡とを使用して計算され、樹脂床通過カラム容積に対してプロットされた)が、試験した流束では供給流速に伴ってわずかしか変動しないことを示した。
大豆ホエーおよび3倍および5倍濃縮大豆ホエーが、SP Gibco樹脂床に15mL/分(8.5cm/分線流速)で装入される、漏出曲線のプロファイルは、3つの濃度の全てで同様であった(図7を参照されたい)。この結果は、供給タンパク質濃度が増大するにつれて、最大容量に達しようとすることで、樹脂が液体ストリーム中のタンパク質濃度と平衡に達することを示唆した。この吸着増大は、液相と平衡にある固相中のタンパク質濃度が、床を通過する大豆ホエーのカラム体積に対してプロットされる、図8に描写される。これらのデータは、樹脂によって吸着されるタンパク質が、大豆ホエー濃縮係数、したがって大豆ホエー中のタンパク質濃度と共に、顕著に増大することを示す(図8を参照されたい)。図9は、樹脂および通過画分の平衡特性を示す。このチャートは、いくつかのカラム体積が床を通過するにつれて、樹脂相中のタンパク質吸着が漸近的に増大するが、通過画分中のタンパク質含量もまた増大することを示す。吸着容量は、濃縮ホエーを使用して、高いカラム体積で装填することで増大させ得るが、これは通過画分中に比較的高いタンパク質含量をもたらした。しかし通過画分中の高いタンパク質含量は、二段階ストラテジーを使用した向流操作によって、最小化された。
動的吸着データに基づいて(図9を参照されたい)、>5倍濃縮ホエーを装填することで、>11mg/mLのタンパク質濃度が達成され、約3.5カラム容積の装填は、1mLの樹脂あたり約35mgの吸着タンパク質をもたらし、通過画分中の平衡タンパク質濃度は約6.8mg/mLであった。この一次通過画分を別の樹脂床(約3.5カラム体積の装填)に2回目の通過をさせると、約1.3mg/mLの通過画分中タンパク質濃度が得られた。したがって2回の吸着通過を使用して、クロマトグラフィーを向流で操作することで、利用可能な大豆タンパク質の約90%の吸着がもたらされ、それはpH4.5で大豆ホエーから吸収され得た。
溶出流速
3つの異なる流速で溶出流速の効果が調べられ、回収データは表3に示される。二連の実験における低流速でのタンパク質の回収は、164%および200%を超える回収をもたらした。データは、20および30mL/分(それぞれ11.3および17.0cm/分)での溶出が、回収率に顕著に影響を及ぼさなかったことを示す。さらに高い流速での操作は、はるかにより迅速な溶出を達成する(図10を参照されたい)が、これらの高い流速では、溶出を完了するために、より大きなカラム容積の溶出液が必要である(図11を参照されたい)。より大きなカラム容積の溶出液に対する必要性は、溶出液を再循環させることで克服され、それはまた溶出に必要な総容積も低下させ、またより濃縮されたタンパク質ストリームを下流限外濾過ユニットに与えて、タンパク質濃縮に必要なメンブレン面積を低下させた。
3つの異なる流速で溶出流速の効果が調べられ、回収データは表3に示される。二連の実験における低流速でのタンパク質の回収は、164%および200%を超える回収をもたらした。データは、20および30mL/分(それぞれ11.3および17.0cm/分)での溶出が、回収率に顕著に影響を及ぼさなかったことを示す。さらに高い流速での操作は、はるかにより迅速な溶出を達成する(図10を参照されたい)が、これらの高い流速では、溶出を完了するために、より大きなカラム容積の溶出液が必要である(図11を参照されたい)。より大きなカラム容積の溶出液に対する必要性は、溶出液を再循環させることで克服され、それはまた溶出に必要な総容積も低下させ、またより濃縮されたタンパク質ストリームを下流限外濾過ユニットに与えて、タンパク質濃縮に必要なメンブレン面積を低下させた。
実施例5:前処理ホエー工程(PT)からのバルク大豆ホエータンパク質の捕捉
工程への供給ストリームである前処理ホエータンパク質(PTホエーとも称される)は、およそ1.4%〜2.0%の固形分を有した。それは、およそ18%のミネラル、18%のタンパク質、および74%の糖類、およびその他の物質を含んでなった。ナノ濾過(NF)工程の実施は、工程中で水を除去しながら、糖類およびタンパク質、およびその他の固形物質の大部分を保持して、下流で回収できるようにした。試験されたNFメンブレン(Alfa Laval NF99 8038/48)は、分子量カットオフ(MWCO)2kDaのポリエステルメンブレン上のポリアミドタイプの薄膜複合材料であり、水、一価カチオン、および非常に小量の糖類およびタンパク質を孔に通過させた。メンブレンハウジングは、3つの膜要素を保持した。各要素は直径が8インチであり、26.4平方メートルの膜表面積を有した。処理のための総膜表面積は、79.2平方メートルであった。これらの膜は、各膜要素にわたる最高1バールの圧力低下まで安定している。3つの膜要素を含有するモジュール全体では、3バールの圧力低下が許容可能な最大値であった。PTホエーのNF供給速度は、およそ2,500L/時間であった。この供給温度はおよそ45〜50℃であり、NF操作の温度は、冷却水を使用してこの範囲内に調節された。初期生成物流速は、1時間あたり1平方メートルあたりおよそ16〜22リットル(LMH)であった。モジュール入口での供給圧力は、およそ6バールであった。6時間の稼働持続時間を通じて、膜汚損の結果、流束は低下した。供給圧力をインクリメンタルに増大させて高い流束を維持したが、膜汚損が現れるにつれて圧力は最大に増大し、流束はその時点から緩慢に漸減した。体積濃縮係数は、2×からおよそ4×であった。
工程への供給ストリームである前処理ホエータンパク質(PTホエーとも称される)は、およそ1.4%〜2.0%の固形分を有した。それは、およそ18%のミネラル、18%のタンパク質、および74%の糖類、およびその他の物質を含んでなった。ナノ濾過(NF)工程の実施は、工程中で水を除去しながら、糖類およびタンパク質、およびその他の固形物質の大部分を保持して、下流で回収できるようにした。試験されたNFメンブレン(Alfa Laval NF99 8038/48)は、分子量カットオフ(MWCO)2kDaのポリエステルメンブレン上のポリアミドタイプの薄膜複合材料であり、水、一価カチオン、および非常に小量の糖類およびタンパク質を孔に通過させた。メンブレンハウジングは、3つの膜要素を保持した。各要素は直径が8インチであり、26.4平方メートルの膜表面積を有した。処理のための総膜表面積は、79.2平方メートルであった。これらの膜は、各膜要素にわたる最高1バールの圧力低下まで安定している。3つの膜要素を含有するモジュール全体では、3バールの圧力低下が許容可能な最大値であった。PTホエーのNF供給速度は、およそ2,500L/時間であった。この供給温度はおよそ45〜50℃であり、NF操作の温度は、冷却水を使用してこの範囲内に調節された。初期生成物流速は、1時間あたり1平方メートルあたりおよそ16〜22リットル(LMH)であった。モジュール入口での供給圧力は、およそ6バールであった。6時間の稼働持続時間を通じて、膜汚損の結果、流束は低下した。供給圧力をインクリメンタルに増大させて高い流束を維持したが、膜汚損が現れるにつれて圧力は最大に増大し、流束はその時点から緩慢に漸減した。体積濃縮係数は、2×からおよそ4×であった。
沈殿ステップを実施して、PTホエーから、例えば亜リン酸塩およびカルシウム塩および複合体を分離した。沈殿条件は、45℃の温度を保ちながらpH9であり、滞留時間はおよそ15分間であった。沈殿処理は、1000リットルで行った。このタンクは、材料を管で流し入れ流し出し得る、複数の入口と出口を有した。小型遠心ポンプが、生成物をタンクから出して循環させタンクの側面に戻し入れ、撹拌と装置に添加された35%NaOHの効果的な混合とを促進して、標的pHを維持した。このポンプはまた、この再循環ループに連結されたTバルブの1つが開けられると、生成物を遠心分離機内に送り込んだ。NFからの濃縮PTホエーは、タンク上部に直接供給された。pHを目標値に抑制するために、35%NaOHはNFからの供給系統に連結された。PTホエーは、およそ2,500L/時間でこの混合タンクに供給され、同一速度で送り出された。
続く加工ステップでは、断続的固形分排出装置付きAlfa Lavalディスク遠心分離機(Clara 80)を使用して、残りの糖およびタンパク質含有ホエーストリームから、沈殿固形物(不溶性大豆繊維、不溶性大豆タンパク質をはじめとする)を分離した。この処理では、沈殿タンクからの濃縮PTホエーがディスク遠心分離機内に注入され、そこでは遠心力によってこの懸濁液が回転され加速された。より重い画分(沈殿固形物)は、回転する遠心分離機ボウルの壁に沈着し、より軽い画分(可溶性液体)は、ディスクスタックの使用を通じて清澄化され、次の処理ステップのために継続的に排出された。分離された沈殿固形物は、一定間隔(典型的に1〜10分間)で排出された。清澄化ホエーストリームは、体積基準で0.2%固形分未満であった。連続供給流速はおよそ2.5m3/時間であり、pH9.0および45℃であった。不溶性画分は、灰分=30〜60%;Na=0.5〜1.5%乾燥量基準、K=1.5〜3%乾燥量基準、Ca=6〜9%乾燥量基準、Mg=3〜6%乾燥量基準、P=10〜15%乾燥量基準、Cl=1〜2%乾燥量基準、Fe、Mn、Zn、Cu<0.15%乾燥量基準に達した。可溶性画分の変化は、次のとおりであった:フィチン酸はおよそ0.3%乾燥量基準であった(85%の低下、P=0.2〜0.3%乾燥量基準(85〜90%の低下)、Ca=0.35〜0.45%乾燥量基準(80〜85%の低下)、Mg=0.75〜0.85%乾燥量基準(15〜20%の低下)。
次のステップは、限外濾過(UF)膜であった。タンパク質が膜に保留されることで濃縮される一方、その他のより小型の溶質は通過して、透過ストリームに入った。遠心分離機から、タンパク質、ミネラル、および糖類を含有する希釈ストリームが、UFに供給された。UF装置および膜がAlfaLavalから供給された一方、CIP化学薬品はEcolab,Inc.から供給された。試験された膜であるAlfa−LavalからのGR70PP/80は、10kDのMWCOを有し、ポリプロピレンポリマー裏材上にキャストされたポリエーテルスルホン(PES)から構築されていた。供給圧力は、試験全体を通じて、膜汚損の程度に応じて1〜7バールで変動した。温度は、およそ65℃に制御された。装置は供給および流出機構であり、そこでは残余分が再循環されて供給タンクに戻される一方、透過液は次の処理ステップに進められた。装置は、体積濃縮係数が30×に達するまで操作された。UFの供給速度は、およそ1,600L/時間であった。機構は、6.3’’膜要素に値する、3本の管を収容する能力を有した。しかし3本の管の内、1本のみが使用された。膜スキッドは、処理中に、温度、操作圧力(入口、出口、および差次的)、および体積濃縮係数を制御できるようにする自動制御系を有した。典型的に6〜8時間の操作後に、ひとたび工程が標的体積濃縮係数に達したら、残余分を1立方メートルの水と共にダイアフィルター処理(DF)して(1部の濃縮残余分あたりおよそ5部の透析濾過水)、高タンパク質残余分を得た。処理サイクル後、大抵のタンパク質精製工程で使用される典型的なCIPプロトコルで、装置を清浄にした。残余分は、透析濾過後に、乾燥量基準で約80%のタンパク質を含有した。
UF/DFステップの透過液は糖類を含有し、逆浸透膜装置(RO)内でさらに濃縮された。UF透過液をRO装置に移して、供給ストリームをおよそ2%全固形分(TS)から20%TSに濃縮した。RO装置操作のための加工装置および膜(RO98pHt)は、Alfa−Lavalによって供給された。一定の流束を維持するために、温度50℃で供給圧力を最高45バールに増大させた。典型的に各バッチは、2〜3%ブリックスで開始され、20〜25%ブリックス(ブリックス=糖濃度)で終了した。
ROステップ後、濃縮糖ストリームを電気透析膜(ED)に供給した。Eurodia Industrie SAからの電気透析は、糖溶液からミネラルを除去する。電気透析処理は、2つの生成流を有する。1つは生成物または希釈(diluate)ストリームであり、それをさらに処理して、SOS濃縮溶液を濃縮し低温殺菌した。電気透析処理からのもう一方のストリームは、供給ストリームから取り出された、ミネラルを含有する鹹水溶液である。この試験では、導電率の>80%低下が達成され、導電率<3mS/cmと測定される生成流がもたらされた。バッチ供給体積は、温度40℃およびpH7で、およそ40リットルであった。EDユニットは18Vで操作され、スタックサイズとして最高50個のセルを有した。
EDからの脱ミネラル糖ストリームを蒸発ステップでさらに処理した。oftheSOSストリームの蒸発は、AnhydroのLab E真空蒸発器上で実施した。SOS生成物は、およそ50〜55℃の沸騰温度と5〜20℃のΔTで、40〜75%乾燥物質に蒸発させた。
噴霧乾燥機を使用して、UF/DF残余分懸濁液を乾燥させた。固形分およそ8%のUF透析残余分をタンク内で撹拌し続けた。次に懸濁液を噴霧乾燥機に直接供給し、加圧下の加熱空気と合わせて、次にノズルを通じて噴霧した。乾燥機は懸濁液から水を除去して乾燥粉末を生成し、サイクロン内で気流から分離した後に、それをバケツ内に収集した。供給懸濁液が霧乾燥機に入る前に、150℃で9秒間熱処理して微生物を殺滅した。噴霧乾燥機は、Niro/GEA社からのProduction Minorであった。乾燥機は、並流および2つの流体ノズルを備えた。乾燥条件は、試験中にいくらか変動した。供給温度は約80℃であり、ノズル圧力は約4バールであり、入口空気温度は約250℃であった。
実施例6:ホエー前処理工程および十字流濾過膜バルク大豆ホエータンパク質の捕捉
単離大豆タンパク質抽出および等電沈殿連続工程からの、110°FおよびpH4.57のおよそ8000ポンドの水性大豆ホエー(未加工ホエーとも称される)を反応容器に供給し、50%水酸化ナトリウムを添加してpHを5.3に増大させた。次に連続プロセス中で、pH調節生ホエーを10分間の平均滞留時間で第2の反応容器に供給し、蒸気の直接注入によって温度を190°Fに上昇させた。次に冷水を冷却媒体とする平板形熱交換器に通過させて、加熱およびpH調節生ホエーを90°Fに冷却した。次に冷却した未加工ホエーをAlfa Laval VNPX510清澄遠心分離機に供給して、大部分は不溶性の大型分子量タンパク質である懸濁固形分を分離して、廃液へのアンダーフロー中に排出し、清澄化遠心分離液を次の反応容器に進めた。12.5%水酸化ナトリウムを使用して、清澄化遠心分離液、または前処理ホエータンパク質のpHを8.0に調節し、10分間保持してからAlfa Laval VNPX510清澄遠心分離機に供給して、大部分は不溶性のミネラル懸濁固形分を分離して廃液へのアンダーフロー中に排出した。限外濾過に先だって、清澄遠心分離液をサージタンクに進めた。清澄遠心分離液の限外濾過は、GE Osmonicsが製造する、分画分子量10kDaの3.8’’径ポリエーテルスルホンらせん膜であるPW3838Cを使用して、90°Fで供給および流出様式で進行した。最初の供給物体積の60×濃縮が達成されるまで限外濾過を継続し、それは約4.5時間を要した。全固形分4.5%およびpH8.2の114ポンドの残余分を反応容器に移し、35%塩酸を使用してpHを7.4に調節した。次に真空チャンバー内で、直接水蒸気圧入を通じて残余分を305°Fに9秒間加熱してから、140°Fにフラッシュ冷却した。次に均質化バルブを通じて、材料を入口圧力6000psiおよび出口圧力2500psiで吸込み吐出しして均質化した後、溶液を微粒化するためにノズルと開口部の組み合わせを通じて噴霧乾燥機に入れた。噴霧乾燥機は、538°F入口温度および197°F出口温度で操作され、乾燥チャンバー、サイクロン、およびバグハウスからなった。合計4ポンドの噴霧乾燥大豆ホエータンパク質を、サイクロン底部排出から収集した。
単離大豆タンパク質抽出および等電沈殿連続工程からの、110°FおよびpH4.57のおよそ8000ポンドの水性大豆ホエー(未加工ホエーとも称される)を反応容器に供給し、50%水酸化ナトリウムを添加してpHを5.3に増大させた。次に連続プロセス中で、pH調節生ホエーを10分間の平均滞留時間で第2の反応容器に供給し、蒸気の直接注入によって温度を190°Fに上昇させた。次に冷水を冷却媒体とする平板形熱交換器に通過させて、加熱およびpH調節生ホエーを90°Fに冷却した。次に冷却した未加工ホエーをAlfa Laval VNPX510清澄遠心分離機に供給して、大部分は不溶性の大型分子量タンパク質である懸濁固形分を分離して、廃液へのアンダーフロー中に排出し、清澄化遠心分離液を次の反応容器に進めた。12.5%水酸化ナトリウムを使用して、清澄化遠心分離液、または前処理ホエータンパク質のpHを8.0に調節し、10分間保持してからAlfa Laval VNPX510清澄遠心分離機に供給して、大部分は不溶性のミネラル懸濁固形分を分離して廃液へのアンダーフロー中に排出した。限外濾過に先だって、清澄遠心分離液をサージタンクに進めた。清澄遠心分離液の限外濾過は、GE Osmonicsが製造する、分画分子量10kDaの3.8’’径ポリエーテルスルホンらせん膜であるPW3838Cを使用して、90°Fで供給および流出様式で進行した。最初の供給物体積の60×濃縮が達成されるまで限外濾過を継続し、それは約4.5時間を要した。全固形分4.5%およびpH8.2の114ポンドの残余分を反応容器に移し、35%塩酸を使用してpHを7.4に調節した。次に真空チャンバー内で、直接水蒸気圧入を通じて残余分を305°Fに9秒間加熱してから、140°Fにフラッシュ冷却した。次に均質化バルブを通じて、材料を入口圧力6000psiおよび出口圧力2500psiで吸込み吐出しして均質化した後、溶液を微粒化するためにノズルと開口部の組み合わせを通じて噴霧乾燥機に入れた。噴霧乾燥機は、538°F入口温度および197°F出口温度で操作され、乾燥チャンバー、サイクロン、およびバグハウスからなった。合計4ポンドの噴霧乾燥大豆ホエータンパク質を、サイクロン底部排出から収集した。
実施例7:膨張床吸着(EBA)クロマトグラフィーを使用したバルク大豆ホエータンパク質の捕捉
全固形分含有量1.92%の200mlの水性未加工大豆ホエー(前処理なし)を酢酸でpH4.5に調節し、10mMクエン酸ナトリウムでpH4.5に平衡化されたMimo6ME樹脂の1×25cmカラム(UpFront Chromatography,Copenhagen Denmark)に装入した。7.5cm/分の線流速を使用して、20〜25℃で底から上に向けて、材料をカラムに装填した。後から分析するために、カラム通過物のサンプルを定期的に収集した。10カラム体積の平衡緩衝液で、非結合物質をカラムから洗い出し、次に50mM水酸化ナトリウムで溶出して結合物質を回収した。水性大豆ホエーのEBAクロマトグラフィー中に、10μlの各画分を回収して、4〜12%のSDS−PAGEゲル上で分離して、クーマシーブリリアントブルーR250染色で染色した。カラム装填物、通過物、洗浄液、および水酸化ナトリウム溶出液サンプルのSDS−PAGE分析を図12に描写する。図12における用法では、RM:原料(カラム装填物);RT1〜4:装填中に等間隔で収集されたカラム通過物(ランスルー);合計:ランスルー画分合計;W:カラム洗浄液;E:カラム溶出液である。最初のブレークスルー画分中にタンパク質は非常にわずかしか見られず、後の画分のみに現れたので、結合は適度に効率的であった。溶出液中に合計662mgのタンパク質が回収され、収率は3.3mg/ml出発原料であった。これらの条件下で、この樹脂の能力は、1mlの吸着材あたり33.1mgのタンパク質であることが示された。
全固形分含有量1.92%の200mlの水性未加工大豆ホエー(前処理なし)を酢酸でpH4.5に調節し、10mMクエン酸ナトリウムでpH4.5に平衡化されたMimo6ME樹脂の1×25cmカラム(UpFront Chromatography,Copenhagen Denmark)に装入した。7.5cm/分の線流速を使用して、20〜25℃で底から上に向けて、材料をカラムに装填した。後から分析するために、カラム通過物のサンプルを定期的に収集した。10カラム体積の平衡緩衝液で、非結合物質をカラムから洗い出し、次に50mM水酸化ナトリウムで溶出して結合物質を回収した。水性大豆ホエーのEBAクロマトグラフィー中に、10μlの各画分を回収して、4〜12%のSDS−PAGEゲル上で分離して、クーマシーブリリアントブルーR250染色で染色した。カラム装填物、通過物、洗浄液、および水酸化ナトリウム溶出液サンプルのSDS−PAGE分析を図12に描写する。図12における用法では、RM:原料(カラム装填物);RT1〜4:装填中に等間隔で収集されたカラム通過物(ランスルー);合計:ランスルー画分合計;W:カラム洗浄液;E:カラム溶出液である。最初のブレークスルー画分中にタンパク質は非常にわずかしか見られず、後の画分のみに現れたので、結合は適度に効率的であった。溶出液中に合計662mgのタンパク質が回収され、収率は3.3mg/ml出発原料であった。これらの条件下で、この樹脂の能力は、1mlの吸着材あたり33.1mgのタンパク質であることが示された。
実施例8:膨張床吸着(EBA)クロマトグラフィーを使用した、噴霧乾燥SWPからのバルク大豆ホエータンパク質の捕捉
噴霧乾燥大豆ホエー粉末を水中で濃度10mg/mlのスラリーにして、酢酸でpH4.0に調節した。次にpH4.0の10mMクエン酸ナトリウムで平衡化させたMimo−4SE樹脂の1×25cmのカラム(UpFront Chromatography,Copenhagen Denmark)の底に、400mlのスラリーを直接注入した。材料は、7.5cm/分の線流速を使用して、20〜25℃で装填した。後から分析するために、カラム通過物のサンプルを定期的に収集した。10カラム体積の平衡緩衝液を使用して、非結合物質をカラムから洗い出した。結合物質を30mMのNaOHで溶出した。大豆ホエー粉末懸濁液のEBAクロマトグラフィー中に、10μlの各画分を回収して、4〜12%のSDS−PAGEゲル上で分離して、クーマシーブリリアントブルーR250染色で染色した。カラム装填物、通過物、洗浄液、および溶出液のSDS−PAGE分析を図13に描写する。図13における用法では、RM:原料(カラム装填物);RT1〜4:装填中に等間隔で収集されたカラム通過物(ランスルー);合計:全ランスルー画分;カラム洗浄;カラム溶液である。ブレークスルー画分中にいくつかのタンパク質バンドが見られたので、結合は、Mimo6ME樹脂を使用して観察された程には効率的でなかった。溶出液中に合計2070mgのタンパク質が回収され、収率は5.2mg/ml出発原料であった。これらの条件下で、この樹脂の能力は、1mlの吸着材あたり104mgのタンパク質であることが示された。
噴霧乾燥大豆ホエー粉末を水中で濃度10mg/mlのスラリーにして、酢酸でpH4.0に調節した。次にpH4.0の10mMクエン酸ナトリウムで平衡化させたMimo−4SE樹脂の1×25cmのカラム(UpFront Chromatography,Copenhagen Denmark)の底に、400mlのスラリーを直接注入した。材料は、7.5cm/分の線流速を使用して、20〜25℃で装填した。後から分析するために、カラム通過物のサンプルを定期的に収集した。10カラム体積の平衡緩衝液を使用して、非結合物質をカラムから洗い出した。結合物質を30mMのNaOHで溶出した。大豆ホエー粉末懸濁液のEBAクロマトグラフィー中に、10μlの各画分を回収して、4〜12%のSDS−PAGEゲル上で分離して、クーマシーブリリアントブルーR250染色で染色した。カラム装填物、通過物、洗浄液、および溶出液のSDS−PAGE分析を図13に描写する。図13における用法では、RM:原料(カラム装填物);RT1〜4:装填中に等間隔で収集されたカラム通過物(ランスルー);合計:全ランスルー画分;カラム洗浄;カラム溶液である。ブレークスルー画分中にいくつかのタンパク質バンドが見られたので、結合は、Mimo6ME樹脂を使用して観察された程には効率的でなかった。溶出液中に合計2070mgのタンパク質が回収され、収率は5.2mg/ml出発原料であった。これらの条件下で、この樹脂の能力は、1mlの吸着材あたり104mgのタンパク質であることが示された。
実施例9:膨張床吸着(EBA)クロマトグラフィーを使用したバルク大豆ホエータンパク質からのKTIの除去
EBAクロマトグラフィーによって、2つの手順を使用して、大豆ホエータンパク質の大半から汚染KTIタンパク質の大部分を除去した。最初に、全固形分含有量1.92%の200mlの水性未加工大豆ホエー(前処理なし)を水酸化ナトリウムでpH6.0に調節し、10mMクエン酸ナトリウムでpH6.0に平衡化されたMimo6HE樹脂の1×25cmカラム(UpFront Chromatography,Copenhagen Denmark)に装入した。7.5cm/分の線流速を使用して、20〜25℃で底から上に向けて、材料をカラムに装填した。後から分析するために、カラム通過物のサンプルを定期的に収集した。10カラム体積の平衡緩衝液で、非結合物質をカラムから洗い出し、次に30mM水酸化ナトリウムで溶出して結合物質を回収した。大豆ホエー粉末懸濁液のEBAクロマトグラフィー中に、10μlの各画分を回収して、4〜12%のSDS−PAGEゲル上で分離して、クーマシーブリリアントブルーR250染色で染色した。カラム装填物、通過物、洗浄液、および水酸化ナトリウム溶出液サンプルのSDS−PAGE分析を図14に描写する。図14における用法では、RM:原料(カラム装填物);RT1〜4:装填中に等間隔で収集された通過物(ランスルー);合計:ランスルー画分合計;W:カラム洗浄液;E:カラム溶出液である。装填タンパク質の大半は通過物中に溶出することが明確に見られる一方で、KTIタンパク質の大半は、樹脂に結合したままである。溶出液中に、大半はKTIである合計355mgのタンパク質が回収され、収率は1.8mg/ml出発原料であった。これらの条件下で、この樹脂の能力は、1mlの吸着材あたり17.8mgのKTI(とさらに微量汚染物質)であることが示された。
EBAクロマトグラフィーによって、2つの手順を使用して、大豆ホエータンパク質の大半から汚染KTIタンパク質の大部分を除去した。最初に、全固形分含有量1.92%の200mlの水性未加工大豆ホエー(前処理なし)を水酸化ナトリウムでpH6.0に調節し、10mMクエン酸ナトリウムでpH6.0に平衡化されたMimo6HE樹脂の1×25cmカラム(UpFront Chromatography,Copenhagen Denmark)に装入した。7.5cm/分の線流速を使用して、20〜25℃で底から上に向けて、材料をカラムに装填した。後から分析するために、カラム通過物のサンプルを定期的に収集した。10カラム体積の平衡緩衝液で、非結合物質をカラムから洗い出し、次に30mM水酸化ナトリウムで溶出して結合物質を回収した。大豆ホエー粉末懸濁液のEBAクロマトグラフィー中に、10μlの各画分を回収して、4〜12%のSDS−PAGEゲル上で分離して、クーマシーブリリアントブルーR250染色で染色した。カラム装填物、通過物、洗浄液、および水酸化ナトリウム溶出液サンプルのSDS−PAGE分析を図14に描写する。図14における用法では、RM:原料(カラム装填物);RT1〜4:装填中に等間隔で収集された通過物(ランスルー);合計:ランスルー画分合計;W:カラム洗浄液;E:カラム溶出液である。装填タンパク質の大半は通過物中に溶出することが明確に見られる一方で、KTIタンパク質の大半は、樹脂に結合したままである。溶出液中に、大半はKTIである合計355mgのタンパク質が回収され、収率は1.8mg/ml出発原料であった。これらの条件下で、この樹脂の能力は、1mlの吸着材あたり17.8mgのKTI(とさらに微量汚染物質)であることが示された。
第2の手順では、全固形分含有量1.92%の160mlの水性未加工大豆ホエー(前処理なし)を酢酸でpH5.1に調節し、10mMクエン酸ナトリウムでpH5.0に平衡化されたMimo6ZE樹脂の1×25cmカラム(UpFront Chromatography,Copenhagen Denmark)に装入した。7.5cm/分の線流速を使用して、20〜25℃で底から上に向けて、材料をカラムに装填した。カラム通過物のサンプルを後から分析するために定期的に収集した。10カラム体積の平衡緩衝液で、非結合物質をカラムから洗い出し、次に30mM水酸化ナトリウムで溶出して結合物質を回収した。大豆ホエー粉末懸濁液のEBAクロマトグラフィー中に、10μlの各画分を回収して、4〜12%のSDS−PAGEゲル上で分離して、クーマシーブリリアントブルーR250染色で染色した。カラム装填物、通過物、洗浄液、および水酸化ナトリウム溶出液サンプルのSDS−PAGE分析を図15に描写する。図15における用法では、RM:原料(カラム装填物);RT1〜4:装填中に等間隔で収集された通過物(ランスルー);合計:ランスルー画分合計;W:カラム洗浄液;E:カラム溶出液である。KTIの大半が通過物中に溶出することが明確に見られる一方で、残留タンパク質の大半は、樹脂に結合したままである。溶出液中に、本質的に汚染KTIを欠く合計355mgの大豆タンパク質が回収され、収率は2.1mg/ml出発原料であった。これらの条件下で、この樹脂の能力は、1mlの吸着材あたり16.8mgの大豆タンパク質であることが示された。
実施例10:一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を含有する燃焼抑制剤フォームの形成
燃焼抑制剤フォーム製品は、上記の大豆ホエータンパク質からの発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製し得る。表4は、1.0%〜10.0%の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する、燃焼抑制剤フォーム製品を調製するのに使用し得る、成分の一覧である。
燃焼抑制剤フォーム製品は、上記の大豆ホエータンパク質からの発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製し得る。表4は、1.0%〜10.0%の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する、燃焼抑制剤フォーム製品を調製するのに使用し得る、成分の一覧である。
少量の大豆ホエータンパク質(すなわち1.0%〜10.0%の大豆ホエータンパク質)を含んでなる発泡剤を使用して調製し得る、燃焼抑制剤フォームサンプルは、一般に知られている界面活性剤のみを発泡剤として含有する燃焼抑制剤フォームに類似した、安定した持続可能な気泡を生じるであろう。
実施例11:一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を含有する手指清浄剤の形成
手指清浄剤製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表5は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する手指清浄剤製品を調製するのに使用された、成分の一覧である。
手指清浄剤製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表5は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する手指清浄剤製品を調製するのに使用された、成分の一覧である。
手指清浄剤製品は、最初に水を主容器に充填することにより調製した。大豆ホエータンパク質を水に緩慢にふるい入れて、タンパク質スラリーが均一になるまで混合した。次に、タンパク質が完全に水和するまで、混合を継続しながら、タンパク質スラリーを約75℃の温度に加熱した。スラリーが冷却し始める間も、混合を継続した。混合しながら、硫酸ラウリルアンモニウムおよびラウレス硫酸アンモニウムを主容器に添加した。次に内容物が室温になるまで混合しながら、残りの成分を以下の順で添加した:Tego(登録商標)BetainC60、Purac(登録商標)Hipure90、Euxyl(登録商標)K712、および20%NaCl水溶液。均一性を達成するために、各添加後に内容物を混合した。
手指清浄剤のために選択される計量分配装置のタイプに応じて、最終製品は、液体形態または気泡形成のどちらであってもよい。例えば手指清浄剤は、充填容器または起泡ポンプ容器で提供し得て、それによって使用者が容器から放出した際に、洗浄剤が即座に気泡形成する。代案としては、液体洗浄剤は、洗浄剤が、容器から分注した際に液体形態のままであり、水との反応時にのみに気泡形成するように、非充填容器または非起泡ポンプ式ディスペンサーで提供し得る。
少量の大豆ホエータンパク質(すなわち10%の大豆ホエータンパク質)を含んでなる発泡剤を添加して調製した手指清浄剤は、一般に知られている界面活性剤のみを発泡剤として含有する手指清浄剤と同様に使用した場合に、安定した持続可能な気泡を生じる。
実施例12:一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を含有する練り歯磨き製品の形成
練り歯磨き製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表6は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する練り歯磨き製品を調製するのに使用された、成分の一覧である。
練り歯磨き製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表6は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する練り歯磨き製品を調製するのに使用された、成分の一覧である。
練り歯磨き製品は、最初にグリセリンおよびTicagel(登録商標)795を主容器内で予備混合して調製した。均一になったら、水を緩慢に添加した。均一になるまで、配合物の緩慢な混合を継続した。
別の容器内で、Acala(商標)USP7300、Acala(商標)USP 5300、Microwhite(登録商標)Codex 100、雲母100K、およびステビア葉粉末を合わせて予備粉砕した。次に緩慢に撹拌しながら、粉末配合物を主容器に緩慢にふるい入れた。内容物が均一になるまで、配合物の緩慢な混合を継続した。
別の容器内で、大豆ホエータンパク質およびハッカ油を共に混合し、次に主容器に緩慢に添加して、空気混和を回避した。均一性が達成されるまで、内容物を混合した。
少量の大豆ホエータンパク質(すなわち5.70%の大豆ホエータンパク質)を含んでなる練り歯磨きを添加して調製した練り歯磨きは、一般に知られている界面活性剤のみを発泡剤として含有する練り歯磨きと同様に使用した場合に、安定した持続可能な気泡を生じる。
実施例13:一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を含有する粉末洗剤の形成
粉末洗剤製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製し得る。表7は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する粉末洗剤製品を調製するのに使用し得る、成分の一覧である。
粉末洗剤製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製し得る。表7は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する粉末洗剤製品を調製するのに使用し得る、成分の一覧である。
少量の大豆ホエータンパク質(すなわち5%の大豆ホエータンパク質)を含んでなる発泡剤を使用して調製し得る粉末洗剤サンプルは、一般に知られている界面活性剤のみを発泡剤として含有する粉末洗剤に類似した、安定した持続可能な気泡を生じるであろう。
実施例14:一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を含有するシェービングクリームの形成
シェービングクリーム製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表8は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有するシェービングクリーム製品を調製するのに使用された、成分の一覧である。
シェービングクリーム製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表8は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有するシェービングクリーム製品を調製するのに使用された、成分の一覧である。
シェービングクリームは、最初に水を主容器に充填して、中等度の剪断をかけることにより調製した。大豆ホエータンパク質を水に添加して、均一になるまでスラリーを混合した。別の容器内で、油およびビタミンE酢酸エステルを合わせて、均一になるまで混合した。必要に応じて油混合物をわずかに加温して、油を液体形態に保った。Carbopol(登録商標)Ultrez 20を油混合物に分散させ、全ての成分が均一になるまで混合を継続した。
次に中等度に撹拌しながら、Carbopol(登録商標)Ultrez 20を含有する油混合物を主容器内のタンパク質スラリーに添加した。混合物を均質化して、均一にした。
均質化ステップの終了後に、Euxyl(登録商標)K 712を混合物に添加して、均一になるまで内容物をインペラで混合した。
少量の大豆ホエータンパク質(すなわち10%の大豆ホエータンパク質)を含んでなる発泡剤を添加して調製したシェービングクリームは、一般に知られている界面活性剤のみを発泡剤として含有するシェービングクリームと同様に使用した場合に、安定した持続可能な気泡を生じる。
実施例15:一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を含有す化粧落としの形成
化粧落とし/洗顔料製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表9は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有す化粧落とし/洗顔料を調製するのに使用された、成分の一覧である。
化粧落とし/洗顔料製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表9は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有す化粧落とし/洗顔料を調製するのに使用された、成分の一覧である。
化粧落とし/洗顔料は、最初に水を主容器に充填することにより調製した。キサンタンガムを添加して、内容物を均一になるまで混合した。次に大豆ホエータンパク質を主容器に添加して、均一になるまで混合を継続した。Euxyl(登録商標)K 712を混合物に添加して、内容物が再度均一になるまで混合した。
少量の大豆ホエータンパク質(すなわち5%の大豆ホエータンパク質)を含んでなる発泡剤を添加して調製した化粧落とし/洗顔料は、一般に知られている界面活性剤のみを発泡剤として含有する洗顔料と同様に使用した場合に、安定した持続可能な気泡を生じる。
実施例16:一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を含有する洗顔料の形成
洗顔料製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表10は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する洗顔料ローション製品を調製するのに使用された、成分の一覧である。
洗顔料製品は、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表10は、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する洗顔料ローション製品を調製するのに使用された、成分の一覧である。
洗顔料は、最初に一定量の水およびポロキサマー407を、氷浴内に浸漬された主容器に充填することにより調製した。全てのポロキサマー407が溶解するまで、中等度の剪断をかけた。大豆ホエータンパク質を主容器に添加して、内容物が均一に合わさるまで混合を継続した。ココアンホカルボキシグリシネート配合物を主容器に添加して、内容物が均一に合わさるまで混合を継続した。別の容器内で、PPG−26オレアートアセチル化ラノリンアルコール配合物を合わせて、配合物を主容器に添加した。バッチ温度を室温に上昇させながら、バッチが均一になるまで混合した。
少量の大豆ホエータンパク質(すなわち10%の大豆ホエータンパク質)を含んでなる発泡剤を添加して調製した洗顔料サンプルは、一般に知られている界面活性剤のみを発泡剤として含有する洗顔料と同様に使用した場合に、安定した持続可能なエマルションを生じる。
清浄剤のために選択される計量分配装置のタイプに応じて、最終製品は、液体形態または気泡形成のどちらであってもよい。例えば清浄剤は、充填容器または起泡ポンプ容器で提供し得て、それによって使用者が容器から放出した際に、洗浄剤が気泡形成する。代案としては、液体は、洗浄剤が、容器から分注した際に液体形態のままであり、水との反応時にのみに気泡形成するように、非充填容器または非起泡ポンプ式ディスペンサーで提供し得る。
実施例17:一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を含有する髪質改良シャンプーの形成
髪質改良シャンプーは、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表11は、一般に知られている界面活性剤に加えて、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する、髪質改良シャンプーを調製するのに使用された成分の一覧である。
髪質改良シャンプーは、上記のように大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を使用して、典型的な工業加工技術に従って調製された。表11は、一般に知られている界面活性剤に加えて、大豆ホエータンパク質を含んでなる発泡剤を有する、髪質改良シャンプーを調製するのに使用された成分の一覧である。
髪質改良シャンプーは、最初に一定量の水を主容器に充填することにより調製した。大豆ホエータンパク質をふるい入れながら、中等度の剪断をかけた。配合物を混合しながら80℃の温度に加熱して、均一性を達成した。次に温度を80℃に維持しながら、Poly Suga(登録商標)Mate LおよびCutina(登録商標)AGSを配合物に添加して、混合して完全な均一性を達成した。混合しながら、配合物を40℃に冷却した。ひとたび40℃への温度低下を達成したら、次に芳香剤およびEuxyl(登録商標)K712を添加した。配合物全体が均一になり、室温が達成されるまで、混合した。
少量の大豆ホエータンパク質(すなわち6%の大豆ホエータンパク質)を含んでなる発泡剤を添加して調製された髪質改良シャンプーサンプルは、一般に知られている界面活性剤のみを発泡剤として含有する髪質改良シャンプー配合物に類似した、安定して持続可能な気泡を生じるであろう。
実施例18:SSIの判定
タンパク質材料のサンプルは、12.5gのタンパク質材料を正確に秤量することで得られる。487.5gの脱イオン水をクオートブレンダージャーに入れた。2〜3滴の脱泡剤(Dow Corning(登録商標)消泡剤B乳剤、水で1:1に希釈)をブレンダージャー内の脱イオン水に追加する。水および脱泡剤を含有するブレンダージャーをブレンダー(Osterizer)に載せ、ブレンダー撹拌速度を調節して、中等度のボルテックス(約14,000rpm)を作り出す。タイマーを90秒間に設定し、混合しながら、タンパク質サンプルを30秒間かけて水および脱泡剤に添加する。タンパク質サンプル添加後、残る60秒間にわたり混合を継続する(全混合時間はタンパク質サンプルの添加開始から90秒間であるべきである)。
タンパク質材料のサンプルは、12.5gのタンパク質材料を正確に秤量することで得られる。487.5gの脱イオン水をクオートブレンダージャーに入れた。2〜3滴の脱泡剤(Dow Corning(登録商標)消泡剤B乳剤、水で1:1に希釈)をブレンダージャー内の脱イオン水に追加する。水および脱泡剤を含有するブレンダージャーをブレンダー(Osterizer)に載せ、ブレンダー撹拌速度を調節して、中等度のボルテックス(約14,000rpm)を作り出す。タイマーを90秒間に設定し、混合しながら、タンパク質サンプルを30秒間かけて水および脱泡剤に添加する。タンパク質サンプル添加後、残る60秒間にわたり混合を継続する(全混合時間はタンパク質サンプルの添加開始から90秒間であるべきである)。
次に得られたタンパク質材料サンプル/水/脱泡剤スラリーを、磁気撹拌棒を含有する500mlビーカーに移す。次にビーカーをプラスチックラップまたはアルミホイルで覆う。次にスラリーを含有する被覆されたビーカーを撹拌プレートに載せて、スラリーを中程度の速度で30分間撹拌する。
次に200gのスラリーを遠心管に移し入れる。次に第2の200gのスラリーサンプルを第2の遠心管内に移し入れる。ビーカー内のスラリーの残りの部分は、全固形分測定のために保持する。次に2つの遠心管サンプルを500×gで10分間遠心分離する(IECモデルK上で1500rpm)。各遠心管から少なくとも50mlの上清を取り出して、プラスチックカップに入れる(各遠心管からの各サンプルから1カップ、全部で2カップ)。
次に各上清の5gのサンプルを130℃で2時間乾燥し、乾燥サンプルを重量測定して可溶性固形物を測定し、乾燥サンプル重量を平均化する。
全固形分は、ビーカー内に保持されたスラリーの2つの5gサンプルを乾燥させ、乾燥サンプルの重量を測定し、乾燥サンプル重量を平均化することで、判定される。
可溶性固形物指数(SSI)は、式(可溶性固形物/全固形分)×100に従って、可溶性固形物および全固形分から計算される。
当業者は、本明細書に記載される方法、組成物、および製品が、例示的な実施形態を代表し、本発明の範囲の制限を意図しないことを容易に理解する。当業者は、本発明の範囲と精神を逸脱することなく、開示される本開示に、様々な置換と修正を加えてもよいことを容易に理解するであろう。
明細書で言及される全ての特許および刊行物は、本開示が関係する技術分野の当業者の通常の技術水準を示す。全ての特許および刊行物は、あたかも個々の刊行物が具体的にかつ個別に示されて参照によって援用されたかのように、参照によって本明細書に援用される。
本明細書に例証として記載される本開示は、適切には、本明細書で具体的に開示されない、いずれかの要素または要素群、制限または制限群不在下で実施されてもよい。したがって例えば本明細書の各例において、「を含んでなる」、「から本質的になる」、および「からなる」という用語のいずれも、その他の2つの用語のいずれかで置換されてもよい。使用される用語および表現は、制限でなく説明の用語として使用され、このような用語および表現の使用が、示され説明される任意の特性の均等物またはその部分を除外することは意図されず、様々な修正形態は、特許請求される本開示の範囲内で可能であることが認識される。したがって本開示は、好ましい実施形態および任意選択の特性によって具体的に開示されたが、当業者は、本明細書で開示された概念の修正および変更を行ってもよく、このような修正形態および変更形態は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内と見なされるものと理解すべきである。
Claims (29)
- 一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる、発泡剤。
- 前記大豆ホエータンパク質が、2〜10のpH範囲および25℃の温度にわたって少なくとも約80%の可溶性固形物指数(SSI)を有する、請求項1に記載の気泡剤。
- 重量基準で100%の大豆ホエータンパク質を含んでなる、請求項1に記載の発泡剤。
- 少なくとも1つの追加的な発泡剤をさらに含んでなる、請求項1に記載の発泡剤。
- 前記少なくとも1つの追加的な発泡剤が、脂肪酸のモノおよびジグリセリド、脂肪酸モノグリセリドのエステル、モノおよびジグリセリド、プロピレングリコールモノエステル、レシチン、ヒドロキシル化レシチン、スルホコハク酸ナトリウムジオクチル、ナトリウムステアロイル−2−ラクチレート(SSL)、カルシウムステアロイル乳酸(CSL)、ソルビタンモノラウレート(ポリソルベート20)、ソルビタンモノパルミテート(ポリソルベート40)、ソルビタンモノステアレート(ポリソルベート60)、ソルビタンモノオレアート(ポリソルベート80)、ソルビタントリステアレート、クエン酸ステアリル、ポリリシノール酸ポリグリセロール(PGPR)、ラクチレート、ナトリウムラウリルエーテルスルフェート(SLES)、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、硫酸ラウリルアンモニウム(ALS)、コカミドジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ラウロイルサルコシンナトリウム(INCI)、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項4に記載の発泡剤。
- 重量基準で約25%〜約99.9%の大豆ホエータンパク質を含んでなる、請求項4に記載の発泡剤。
- 前記大豆ホエータンパク質の分子量が、約8kDa〜約50kDaである、請求項1に記載の発泡剤。
- 請求項1に記載の発泡剤を含んでなる、パーソナルケア製品。
- 練り歯磨き、ヘアカラー製品、洗顔石鹸、手洗い石鹸、ボディ石鹸、およびヘアスタイリングフォームからなる群から選択される、請求項8に記載のパーソナルケア製品。
- 前記発泡剤が、製品の重量基準で約0.1%〜約25%の量で工業製品中に存在する、請求項8に記載のパーソナルケア製品。
- 前記発泡剤が、製品の重量基準で約1%〜約10%の量でパーソナルケア製品中に存在する、請求項10に記載のパーソナルケア製品。
- 請求項1に記載の乳化剤を含んでなる、工業製品。
- フォームマットレス、フォームクッション、フォーム枕、食器洗い洗剤、洗濯石鹸、難燃性製品、および包装製品からなる群から選択される、請求項12に記載の工業製品。
- 前記発泡剤が、製品の重量基準で約0.1%〜約25%の量で工業製品中に存在する、請求項12に記載の工業製品。
- 発泡剤を含んでなる製品であって、前記発泡剤が一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなり、前記製品がパーソナルケア製品または工業製品である、製品。
- 水をさらに含んでなる、請求項15に記載の製品。
- 少なくとも1つの追加的な発泡剤をさらに含んでなる、請求項15に記載の製品。
- 前記少なくとも1つの追加的な発泡剤が、脂肪酸のモノおよびジグリセリド、脂肪酸モノグリセリドのエステル、モノおよびジグリセリド、プロピレングリコールモノエステル、レシチン、ヒドロキシル化レシチン、スルホコハク酸ナトリウムジオクチル、ナトリウムステアロイル−2−ラクチレート(SSL)、カルシウムステアロイル乳酸(CSL)、ソルビタンモノラウレート(ポリソルベート20)、ソルビタンモノパルミテート(ポリソルベート40)、ソルビタンモノステアレート(ポリソルベート60)、ソルビタンモノオレアート(ポリソルベート80)、ソルビタントリステアレート、クエン酸ステアリル、ポリリシノール酸ポリグリセロール(PGPR)、ラクチレート、ナトリウムラウリルエーテルスルフェート(SLES)、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、硫酸ラウリルアンモニウム(ALS)、コカミドジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ラウロイルサルコシンナトリウム(INCI)、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項17に記載の製品。
- 増粘剤、芳香剤、顔料、保存料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される成分をさらに含んでなる、請求項15に記載の製品。
- (1)発泡剤を水と合わせて、空気混入混合物を形成するステップと;
(2)前記空気混入混合物を製品に加工するステップと
を含んでなる、発泡剤を含んでなる製品を製造する方法であって、前記発泡剤が一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなり、前記製品がパーソナルケア製品または工業製品である、方法。 - 前記発泡剤が、少なくとも1つの追加的な発泡剤をさらに含んでなる、請求項20に記載の方法。
- 前記空気混入混合物に、増粘剤、芳香剤、顔料、保存料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される追加的な成分を添加するステップをさらに含んでなる、請求項20に記載の方法。
- 前記発泡剤が、重量基準で約0.1%〜約25%の量で工業製品中に存在する、請求項20に記載の方法。
- 前記パーソナルケア製品が、練り歯磨き、ヘアカラー製品、洗顔石鹸、手洗い石鹸、ボディ石鹸、ヘアスタイリングフォームからなる群から選択される、請求項20に記載の方法。
- 前記工業製品が、発泡断熱材、フォームマットレス、気泡ゴム、気泡包装、食器洗い洗剤、および洗濯石鹸からなる群から選択される、請求項20に記載の方法。
- 一定量の大豆ホエータンパク質を含んでなる、安定化発泡剤。
- 前記大豆ホエータンパク質が、2〜10のpH範囲および25℃の温度にわたって少なくとも約80%の可溶性固形物指数(SSI)を有する、請求項26に記載の安定化発泡剤。
- 前記大豆ホエータンパク質の分子量が、約8kDa〜約50kDaである、請求項26に記載の安定化発泡剤。
- パーソナルケア製品または工業製品である、請求項26に記載の安定化発泡剤を含んでなる製品。
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