KR101206988B1 - 신규한 캐놀라 단백질 분리물 - Google Patents

Abstract

주로 2S 캐놀라 단백질로 이루어지고 용해도 특성이 개선된 본 발명에 따르는 신규한 캐놀라 단백질 분리물은 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가하고 7S 캐놀라 단백질의 비율이 감소된다. 당해 신규한 캐놀라 단백질 분리물은, 캐놀라 단백질 미셀의 형성 및 침전으로부터의 수성 상청액을 열처리하여 7S 단백질을 침전시켜 이를 침강 제거함으로써 형성된다. 또는, 당해 신규한 캐놀라 단백질 분리물은 선택적 막 방법으로부터 유도될 수 있으며, 당해 방법에서 12S, 7S 및 2S 캐놀라 단백질을 함유하는 캐놀라 단백질 수용액을 제1의 선택적 막 기술로 처리하여 잔류물 속에 12S 및 7S 캐놀라 단백질을 잔류하고 이후 이들 단백질을 건조시켜 주로 7S 캐놀라 단백질로 이루어진 캐놀라 단백질 분리물을 제공하고 2S 캐놀라 단백질은 막을 투과하도록 하며, 투과액은 제2의 선택적 막 기술로 처리하여 2S 캐놀라 단백질을 잔류하고 저분자량 오염물은 막을 투과하게 하며, 제2의 선택적 막 기술에 따르는 막으로부터의 잔류물은 건조시킨다.

캐놀라 단백질 분리물, 막, 정용여과, 한외여과, 분획 분자량.

Description

신규한 캐놀라 단백질 분리물{Novel canola protein isolate}

본 발명은 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법에 관한 것이다.

단백질 함량(N × 6.25)이 100중량% 이상인 캐놀라 오일 시드 단백질 분리물은, 2002년 5월 3일자로 출원되어 양도인에게 양도되고 명세서 기재 내용이 본원에 참조로 인용되어 있는 계류 중인 미국 특허출원 제10/137,391호(WO 02/089597)에 기재된 바와 같은 방법에 의해 오일 시드 밀(oil seed meal)로부터 형성될 수 있다. 당해 방법은 염 용액을 사용하여 캐놀라 오일 시드 밀을 추출하는 단계, 잔여 오일 시드 밀로부터 생성된 단백질 수용액을 분리하는 단계, 선택적 막 기술을 사용하여 이온 강도를 실질적으로 일정하게 유지시키면서 당해 수용액의 단백질 농도를 약 200g/L 이상으로 증가시키는 단계, 생성된 농축 단백질 용액을 냉각수로 희석시켜 단백질 미셀(protein micelle)를 형성하는 단계, 단백질 미셀를 침전시켜 무정형 점착성 젤라틴계 글루텐형 단백질 미셀 매스(PMM)를 형성하는 단계 및 단백질 함량(N × 6.25)이 약 100중량% 이상인 상청액으로부터 단백질 미셀 매스를 회수하는 단계를 포함하는 다단계 공정을 수반한다. 본원에서 사용되는, 단백질 함량은 건조 중량 기준으로 측정된다. 회수된 PMM은 건조될 수 있다.

본 방법의 한 양태에서, PMM 침전 단계로부터의 상청액을 처리하여 당해 상청액으로부터 캐놀라 단백질 분리물을 회수한다. 당해 방법은 초기에 초음파 막을 사용하여 상청액을 농축시킨 다음, 당해 농축액을 건조시킴으로써 수행될 수 있다. 생성된 캐놀라 단백질 분리물은 단백질 함량(N × 6.25)이 약 90중량% 이상, 바람직하게는 약 100중량% 이상이다.

미국 특허출원 제10/137,391호에 기술된 방법은 기본적으로 뱃치식 방법이다. 2002년 11월 19일자로 출원되어 양도인에게 양도되고 명세서 기재 내용이 본원에 참조로 인용되어 있는 계류 중인 미국 특허출원 제10/298,678호(WO 03/043439)에서, 캐놀라 단백질 분리물의 연속식 제조방법이 기술되어 있다. 당해 특허출원에 따르면, 캐놀라 오일 시드 밀은 염 용액과 연속적으로 혼합되고, 당해 혼합물이 파이프를 통해 이동하면서 캐놀라 오일 시드 밀로부터 단백질을 추출하여 단백질 수용액을 형성하며, 당해 단백질 수용액이 선택적 막 과정을 통해 연속식으로 이동하여 단백질 수용액의 단백질 함량을 약 50g/L 이상으로 증가시키면서 이온 강도를 실질적으로 일정하게 유지시키고, 생성된 농축 단백질 용액은 냉각수와 연속적으로 혼합하여 단백질 미셀가 형성되도록 하며, 당해 단백질 미셀 입자를 연속식으로 침전시키면서, 목적하는 양의 PMM이 침전 용기 속에 축절될 때까지 상청액을 연속적으로 범람시킨다. 당해 PMM은 침전 용기로부터 회수하며, 건조될 수 있다. 당해 PMM은 단백질 함량(N × 6.25)이 약 90중량% 이상, 바람직하게는 약 100중량% 이상이다. 범람하는 상청액을 처리하여 상술한 바와 같이 당해 상청액으로부터 캐놀라 단백질 분리물을 회수할 수 있다.

캐놀라 시드는 단백질 약 10 내지 약 30중량%를 함유하는 것으로 공지되어 있으며, 몇가지 상이한 단백질 성분이 확인되어 왔다. 이들 단백질은 크루시페린으로 공지된 12S 글로불린과, 납핀으로 공지된 7S 단백질 및 2S 저장 단백질을 포함한다. 2003년 4월 15일자로 출원되어 양도인에게 양도되고 명세서 기재 내용이 본원에 참조로 인용되어 있는 계류 중인 미국 특허출원 제10/413,371호(WO 03/088760)에 기재된 바와 같이, 농축된 단백질 수용액을 희석하여 PMM을 형성하는 단계와 상청액을 처리하여 추가의 단백질을 회수하는 단계를 수반하는 상술한 과정으로 단백질 프로파일이 상이한 단백질 분리물들이 회수된다.

이와 관련하여, PMM으로부터 유도된 캐놀라 단백질 분리물은 7S 단백질 약 60 내지 약 98중량%, 12S 단백질 약 1 내지 약 15중량% 및 2S 단백질 0 내지 약 25중량%의 단백질 성분 함량을 갖는다. 상청액으로부터 유도된 캐놀라 단백질 분리물은 2S 단백질 약 60 내지 약 95중량%, 7S 단백질 약 5 내지 약 40중량% 및 12S 단백질 0 내지 약 5중량%의 단백질 성분 함량을 갖는다. 따라서, PMM으로부터 유도된 캐놀라 단백질 분리물은 주로 7S 단백질이고, 상청액으로부터 유도된 캐놀라 단백질 분리물은 주로 2S 단백질이다. 상술한 미국 특허출원 제10/413,371호에 기재된 바와 같이, 2S 단백질의 분자량은 약 14,000daltons이고, 7S 단백질의 분자량은 약 145,000daltons이며, 12S 단백질의 분자량은 약 290,000daltons이다.

캐놀라는 평지씨 또는 평지씨유로도 공지되어 있다.

[발명의 요약]

본 발명에 이르러, 놀랍게도, 2S 단백질의 비율이 증가되어, 바람직하게는 2S 단백질을 약 85중량% 이상 함유하고 7S 단백질의 비율이 감소된 신규한 캐놀라 단백질 분리물이, 상술한 미국 특허출원 제10/137,391호의 방법에 따라 제조된 상청액으로부터 유도된 캐놀라 단백질 분리물에 비해, 수용액에서의 특성이 우수한 것으로 밝혀졌다.

다양한 pH 값에서의 용해도 개선 이외에도, 본원에 제공된 신규한 캐놀라 단백질 분리물은 소프트 드링크와의 용액 상태에서 개선된 투명성을 제공할 수 있으므로, 투명한 단백질 강화 소프트 드링크를 제공한다.

따라서, 본 발명의 한 양태에서, 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 약 90중량% 이상인 2S 캐놀라 단백질로 주로 이루어지며, 2S 캐놀라 단백질로 주로 이루어지고 캐놀라 단백질 미셀의 형성 및 침전으로부터 수득한 수성 상청액으로부터 유도된 캐놀라 단백질 분리물에 비해, 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가되고 7S 캐놀라 단백질의 비율이 감소된, 캐놀라 단백질 분리물이 제공된다.

본 발명의 추가의 양태에서, 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 약 90중량% 이상이고, 분리 상태로 존재하는 캐놀라 단백질을 기준으로 하여, 2S 캐놀라 단백질 약 85중량% 이상 및 7S 캐놀라 단백질 약 15중량% 미만을 함유하는, 캐놀라 단백질 분리물이 제공된다.

당해 신규한 캐놀라 단백질 분리물은, 미국 특허출원 제10/137,391호의 방법으로부터의 농축된 상청액에서 7S 단백질의 비율을 감소시키고 2S 단백질의 비율을 증시키기 위해 당해 상청액을 열처리함으로써 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 양태에서, 주로 2S 단백질로 이루어진 2S 및 7S 단백질의 수용액을 제공하는 단계(a), 제공된 수용액을 열처리하여 7S 캐놀라 단백질을 침전시키는 단계(b), 침전된 7S 단백질을 수용액으로부터 제거하는 단계(c) 및 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 약 90중량% 이상이고 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가된 캐놀라 단백질 분리물을 회수하는 단계(d)를 포함하는, 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가된 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법이 제공된다.

또는, 당해 신규한 캐놀라 단백질 분리물은 캐놀라 오일 시드 밀로부터 단백질을 추출한 다음, 당해 단백질 용액을, 2S 단백질은 투과액으로서 막을 통과시키면서 7S 및 12S 캐놀라 단백질은 잔류물 속에 잔류되도록 하는 분획 분자량을 갖는 막을 사용하는 제1의 선택적 막 단계로 처리한다. 이어서, 잔류물을 건조시켜 주로 7S 단백질인 제1 캐놀라 단백질 분리물을 제공한다. 제1의 선택적 막 공정 단계로부터의 투과액은, 2S 단백질은 잔류하고 염, 페놀계 물질 및 항영양 물질을 포함하는 저분자량 오염물은 통과시키는 막을 사용하여 제2의 선택적 막 단계로 처리된다. 제2의 선택적 막 단계로부터의 잔류물을 건조시켜, 주로 2S 단백질이고 신규한 단백질 분리물인 제2의 캐놀라 단백질 분리물을 제공한다.

따라서, 본 발명의 추가의 양태에서, 캐놀라 오일 시드 밀로부터 유도되고 12S, 7S 및 2S 캐놀라 단백질을 함유하는 캐놀라 단백질 수용액을 제공하는 단계(a), 7S 및 12S 캐놀라 단백질은 잔류물 속에 잔류되도록 하고 2S 단백질은 투과액으로서 막을 통과시켜 농축된 단백질 용액을 제공하기에 효과적인 선택적 막 기술을 사용하여 수용액의 단백질 농도를 증가시키는 단계(b),단계(b)로부터의 잔류물을 건조시켜 주로 7S 캐놀라 단백질로 이루어지고 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 약 90중량% 이상인 캐놀라 단백질 분리물을 제공하는 단계(c),2S 캐놀라 단백질은 잔류물 속에 잔류되도록 하고 저분자량 오염물은 투과액으로서 막을 통과시키기에 효과적인 선택적 막 기술을 사용하여, 단계(a)로부터의 투과액의 농도를 증가시키는 단계(d) 및 단계(d)로부터의 잔류물을 건조시켜, 2S 단백질이 우세하게 구성되고 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 약 90중량% 이상인 캐놀라 단백질 분리물을 제공하는 단계(e)를 포함하는, 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법이 제공된다.

도 1은 단백질 미셀 공정에 중첩된 본 발명의 한 양태에 따르는 단백질 용액 회수 공정을 도시한 계통도이다.

본원에서 제공된 신규한 캐놀라 단백질 분리물은 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 약 90중량% 이상, 바람직하게는 약 100중량% 이상이고, 캐놀라 오일 시드 밀로부터 뱃치식, 연속식 또는 준연속식 공정에 의해 분리될 수 있다.

본원에서 제공된 신규한 캐놀라 단백질 분리물은 2S 단백질이 우세하게 구성되고, 2S 단백질이 우세하게 구성되고 캐놀라 단백질 미셀의 형성 및 침전으로부터 수득한 상청액으로부터 유도되며 동일한 제조 실험 조건하에 제조된 캐놀라 단백질 분리물에 비해, 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가되고 7S 캐놀라 단백질의 비율이 감소된다.

당해 신규한 캐놀라 단백질 분리물은 2S 캐놀라 단백질 약 85중량% 이상과 7S 캐놀라 단백질 약 15중량% 미만을 함유하고, 바람직하게는 2S 캐놀라 단백질 약 90중량% 이상과 7S 캐놀라 단백질 약 10중량% 미만을 함유하며, 보다 바람직하게는 2S 단백질의 비율이 가능한 한 높다. 상술한 바와 같이, 이러한 캐놀라 단백질 분리물은 이하에서 보다 상세하게 기술한 바와 같이 농축된 상청액을 열처리하여 수득할 수 있다. 농축된 상청액의 열처리는 7S 단백질을 침전시키며, 침전된 7S 단백질은 열처리된 상청액으로부터 원심분리와 같은 임의의 편리한 수단에 의해 제거될 수 있다. 2S 단백질은 열처리에 의해 영향을 받지 않으므로, 당해 열처리는 7S 단백질의 비율을 감소시킴으로써 2S 단백질의 비율을 증가시킨다.

당해 신규한 캐놀라 단백질 분리물은 넓은 pH 값의 범위에 걸쳐서 수용액에서 가용성이며, 통상 2S 단백질이 우세하게 구성되고 동일한 제조 실험 조건하에 캐놀라 단백질 미셀의 형성 및 침전으로부터 수득한 상청액으로부터 유도된 캐놀라 단백질 분리물에 비해, 용해도가 더 높다. 또한, 시판 제품과 같은 탄산 소프트 드링크를 포함하는 소프트 드링크에서 신규한 캐놀라 단백질 분리물의 수용액은, 2S 단백질이 우세하게 구성되고 동일한 제조 조건하에 캐놀라 단백질 미셀의 형성 및 침전으로부터 수득한 상청액으로부터 유도된 캐놀라 단백질 분리물에 비해 투명성이 더 높다.

소프트 드링크에서의 용액을 포함하여, 수용액에서 캐놀라 단백질 분리물의 농도는 용액의 목적하는 용도에 따라 가변적일 수 있다. 통상, 단백질 농도는 약 0.1 내지 약 30중량%, 바람직하게는 약 1 내지 약 5중량%일 수 있다.

캐놀라 단백질 분리물을 제공하는 방법의 초기 단계는 캐놀라 오일 시드 밀로부터 단백질계 물질을 가용화하는 단계를 수반한다. 캐놀라 시드 밀로부터 회수한 당해 단백질계 물질은 캐놀라 시드에서 천연적으로 발생하는 단백질일 수 있거나, 당해 단백질계 물질은 천연 단백질의 특징적인 소수성 및 극성을 갖기는 하지만 유전자 조작에 의해 변형된 단백질일 수 있다. 당해 캐놀라 밀은, 예를 들면, 고온 헥산 추출 또는 저온 오일 추출 방법으로부터 생성된 비변성 단백질의 농도에 변화를 주면서, 캐놀라 오일 시드로부터의 캐놀라 오일을 제거하여 생성한 임의의 캐놀라 밀일 수 있다. 캐놀라 오일 시드로부터 캐놀라 오일의 제거는 통상 본원에 기재된 단백질 분리물 회수 방법과는 별도의 조작으로 수행된다.

단백질 가용화는, 염의 존재가 오일 시드 밀로부터 가용성 단백질의 제거를 증진시키기 때문에 식품용 염 용액을 사용함으로써 가장 효과적으로 수행된다. 캐놀라 단백질 분리물을 비식용으로 사용하고자 하는 경우, 비식용 화학물질을 사용할 수 있다. 당해 염은 통상 염화나트륨이지만, 염화칼륨과 같은 기타 염들이 사용될 수도 있다. 당해 염 용액은, 단백질의 상당량을 가용화시킬 수 있도록 이온 강도가 약 0.05 이상, 바람직하게는 약 0.10 이상이다. 당해 염 용액의 이온 강도가 증가함에 따라, 오일 시드 밀에서 단백질의 가용화도는, 최대치가 달성될 때까지 초기에 증가한다. 이온 강도의 임의 후속 증가가 가용화된 전체 단백질을 증가시키지 않는다. 최대 단백질 가용화도를 유발하는 식품용 염 용액의 이온 강도는 관련된 염과 선택된 오일 시드 밀에 따라 가변적이다.

이온 강도를 증가시키면서 단백질 침전에 요구되는 보다 높은 희석율의 견지에서, 약 0.8 미만, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.15의 이온 강도 값을 사용하는 것이 통상 바람직하다.

뱃치식 공정에서, 단백질의 염 가용화는 약 5℃ 이상, 바람직하게는 약 35℃ 이하의 온도에서, 바람직하게는 가용화 시간을 감소시키기 위해 교반하면서, 통상 약 10 내지 약 60분 동안 수행된다. 오일 시드 밀로부터 실행 가능한 한 실질적으로 더 많은 단백질을 추출하기 위한 가용화를 수행하여 총 제조 수율을 높이는 것이 바람직하다.

가용화가 약 5℃ 미만에서 실행불가능하게 느려지기 때문에 온도 하한을 약 5℃로 선정하는 한편, 당해 공정은 뱃치식에서 약 35℃를 초과하는 온도에서 비경제적이 되기 때문에 바람직한 온도 상한을 약 35℃로 선정하였다.

연속식 공정에서, 캐놀라 오일 시드 밀로부터의 단백질의 추출은 캐놀라 오일 시드 밀로부터 단백질의 연속식 추출을 지속적으로 수행하게 하는 임의의 방법으로 수행된다. 한 양태에서, 캐놀라 오일 시드 밀은 식품용 염 용액과 연속적으로 혼합하고, 당해 혼합물을 본원에 기재된 파라미터에 따라 바람직한 추출을 수행하기에 충분한 체류 시간 동안 소정 길이 및 유속을 갖는 파이프 또는 도관을 통해 전달한다. 이러한 연속식 과정에서, 염 가용화 단계는 약 10분 이내에 신속하게 수행되어, 바람직하게는 캐놀라 오일 시드 밀로부터 실질적으로 실행 가능한 한 많은 단백질을 추출한다. 연속식 과정에서 가용화는 바람직하게는 승온에서, 바람직하게는 약 35℃ 이상, 일반적으로 최대 약 65℃ 또는 그 이상에서 수행된다.

식품용 염 수용액은 일반적으로 pH가 약 5 내지 약 6.8, 바람직하게는 약 5.3 내지 약 6.2이고, 당해 염 용액의 pH는, 필요에 따라, 임의의 편리한 산(통상, 염산) 또는 알칼리(통상, 수산화나트륨)를 사용하여 추출 단계에서 사용하기 위해 약 5 내지 약 6.8의 범위 내에서 임의의 목적하는 수치로 조절될 수 있다.

가용화 단계 동안 식품용 염 용액에서 오일 시드 밀의 농도는 광범위하게 다양할 수 있다. 전형적인 농도 값은 약 5 내지 약 15중량% w/v이다.

염 수용액으로의 단백질 추출 단계는 캐놀라 밀에 존재할 수 있는 가용화 지방의 부가적인 효과를 가지며, 이는 이후 수성 상에 존재하는 지방이 된다.

추출 단계로부터 생성되는 단백질 용액은 통상 단백질 농도가 약 5 내지 약 40g/L, 바람직하게는 약 10 내지 약 30g/L이다.

당해 수성 염 용액은 산화방지제를 함유할 수 있다. 당해 산화방지제는 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 임의의 편리한 산화방지제일 수 있다. 사용되는 산화방지제의 양은 용액의 약 0.01 내지 약 1중량%, 바람직하게는 약 0.05중량%로 가변적일 수 있다. 당해 산화방지제는 단백질 용액에서 페놀의 산화를 억제하는 작용을 한다.

이어서, 추출 단계로부터 생성된 수성 상은 임의의 통상적인 방식으로, 예를 들면, 경사 원심분리를 사용한 다음, 원판 원심분리 및/또는 여과에 의해 잔여 밀을 제거함으로써 잔여 캐놀라 밀로부터 분리될 수 있다. 분리된 잔여 밀은 폐기하기 위해 건조시킬 수 있다.

최종 캐놀라 분리 단백질의 색상은 분말상 활성탄 또는 기타 안료 흡착제를 분리된 단백질 수용액과 혼합한 다음, 흡착제를, 편리하게는 여과에 의해 제거하여 단백질 용액을 제공함으로써 밝은 색상과 농도가 더 옅은 황색의 견지에서 개선될 수 있다. 또한, 정용여과는 안료 제거를 위해 사용될 수 있다.

이러한 안료 제거 단계는 임의의 편리한 조건하에, 통상 분리된 단백질 수용액의 주변 온도에서 임의의 적합한 안료 흡착제를 사용하여 수행할 수 있다. 분말상 활성탄의 경우, 약 0.025 내지 약 5중량% w/v, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 2% w/v의 양이 사용된다.

캐놀라 시드 밀이 상당량의 지방을 함유하는 경우, 양도인에게 양도되고 명세서 기재 내용이 본원에 참조로 인용되는 미국 특허 제5,844,086호 및 제6,005,076호에 기재된 바와 같이, 당해 문헌들에 기재된 탈지 단계는 분리된 단백질 수용액과 아래에서 논의되는 농축된 단백질 수용액에 영향을 미칠 수 있다. 색상 개선 단계가 수행되는 경우, 이러한 단계는 제1 탈지 단계 이후에 수행될 수 있다.

오일 시드 밀을 염 수용액으로 추출하는 대안으로서, 이러한 추출을 물만을 사용하여 수행할 수 있으나, 물만을 사용하는 경우 염 수용액을 사용하는 경우에 비해 오일 시드 밀로부터 단백질을 덜 추출하는 경향이 있다. 이러한 대안이 사용되는 경우, 위에서 논의한 농도의 염은 후술되는 농축 단계 동안 용액 속에 단백질을 유지시키기 위해 잔여 오일 시드 밀로부터 분리된 후 단백질 용액에 첨가될 수 있다. 제1의 탈지 단계가 수행되는 경우, 염은 통상적으로 이러한 공정이 종결된 후 첨가된다.

또 다른 대안 과정은 pH 약 6.8 이상, 일반적으로 최대 9.9의 비교적 높은 pH 범위에서 오일 시드 밀을 식품용 염 용액으로 추출하는 것이다. 식품용 염 용액의 pH는 수산화나트륨 수용액과 같은 임의의 편리한 식품용 알칼리를 사용함으로써 목적하는 알칼리값으로 pH를 조절할 수 있다. 또는, 당해 오일 시드 밀은 pH 약 5 미만, 통상 pH 약 3까지 낮아지는 비교적 낮은 pH에서 염 용액으로 추출될 수 있다. 이러한 대안이 사용되는 경우, 오일 시드 밀 추출 단계로부터 생성된 수성 상은 임의의 편리한 방식으로, 예를 들면, 경사 원심분리를 사용한 다음, 원판 원심분리 및/또는 여과에 의해 잔여 밀을 제거함으로써 잔여 캐놀라 밀로부터 분리된다. 분리된 잔여 밀은 폐기하기 위해 건조시킬 수 있다.

높거나 낮은 pH 추출 단계로부터 생성된 단백질 수용액은, 후술되는 추가의 가공 전에, 위에서 논의한 바와 같이 pH가 약 5 내지 약 6.8, 바람직하게는 약 5.3 내지 약 6.2의 범위로 조절된다. 이러한 pH 조절은 경우에 따라 임의의 편리한 산(예: 염삼) 또는 알칼리(예: 수산화나트륨)를 사용하여 수행될 수 있다.

단백질 수용액은 7S 풍부 단백질 미셀 매스가 침전되어 신규한 캐놀라 단백질 분리물을 형성하도록 가공하기 위한 상청액을 남기는 지, 또는 단백질 수용액이 신규한 캐놀라 단백질 분리물을 수득하기 위한 단백질 미셀 매스의 침전 없이 2개의 막 공정에 의해 가공되는 지의 여부에 따라 두 가지 대안 과정으로 가공될 수 있다.

제1의 대안 과정에서, 단백질 수용액은 단백질 농도를 증가시키면서 이의 이온 강도를 실질적으로 일정하게 유지시키기 위해 농축시킨다. 이러한 농축은 통상 단백질 농도가 약 50g/L 이상, 바람직하게는 약 200g/L 이상, 보다 바람직하게는 약 250g/L 이상인 농축된 단백질 용액을 제공하도록 수행된다.

농축 단계는 뱃치식 또는 연속식 공정으로 유지되는 임의의 편리한 방식으로, 예를 들면, 한외여과 또는 정용여과와 같은 임의의 편리한 선택적 막 기술을 사용함으로써, 약 3,000 내지 100,000 daltons, 바람직하게는 약 5,000 내지 약 10,000 daltons의 적합한 분획 분자량을 갖고 막 재료와 배위가 상이하며, 연속식 공정을 위해, 단백질 수용액이 당해 막을 통과함에 따라 목적하는 농도를 갖도록 조정된 치수를 갖는 중공 섬유 막 또는 나선상으로 감긴 막을 사용하여 수행할 수 있다.

이어서, 농축된 단백질 용액은 추출 용액과 동일한 몰 농도 및 pH의 염 수용액을 사용하여 정용여과시킬 수 있다. 이러한 정용여과는 정용여과 용액의 약 2 내지 약 20용적(volumes), 바람직하게는 약 5 내지 약 10용적을 사용하여 수행할 수 있다. 정용여과 공정에서, 막에 투과액을 통과시킴으로써 수성 단백질 용액으로부터 추가량의 오염물이 제거된다. 정용여과 공정은, 투과액 속에 추가량의 페놀 및 가시 색상이 현저하게 나타나지 않을 때까지 수행될 수 있다. 이러한 정용여과는 농축 단계에서와 동일한 막을 사용하여 수행될 수 있다. 그러나, 필요한 경우, 정용여과 단계는 약 3,000 내지 100,000 daltons, 바람직하게는 약 5,000 내지 약 10,000 daltons의 분획 분자량을 갖고 막 재료와 배위가 상이한 막과 같은 분획 분자량이 상이한 별개의 막을 사용하여 수행할 수 있다.

산화방지제는 정용여과 단계의 일부 또는 전부 동안 정용여과 매질 속에 존재할 수 있다. 당해 산화방지제는 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 임의의 편리한 산화방지제일 수 있다. 정용여과 매질에 사용된 산화방지제의 양은 사용되는 물질에 따라 좌우되며, 약 0.01 내지 약 1중량%로 가변적이고, 바람직하게는 약 0.05중량%이다. 당해 산화방지제는 농축된 캐놀라 단백질 분리물 용액에 존재하는 페놀의 산화를 억제하는 작용을 한다.

농축 단계 및 정용여과 단계는 임의의 편리한 온도, 통상 약 20 내지 약 60℃, 바람직하게는 약 20 내지 약 30℃에서 목적하는 농도를 수득하게 하는 시간 동안 수행될 수 있다. 사용되는 온도 및 기타 조건은 용액의 농도와 목적하는 단백질 농도를 수득하는 데 사용되는 막 장치에 따라 좌우된다.

단백질 용액을 당해 단계에서 약 200g/L 이상의 바람직한 농도로 농축시키는 것은 건조된 단백질 분리물로서 회수되는 추출된 단백질의 비율의 견지에서 공정 수율을 약 40% 이상, 바람직하게는 약 80% 이상 증가시킬 뿐만 아니라 건조 후 최종 단백질 분리물의 염 농도를 증가시킨다. 분리물의 염 농도를 조절하는 능력은, 염 농도의 편차가 특정 식품 용도에서 기능적 특성 및 감지 특성에 영향을 미치는 분리물의 용도에서 중요하다.

널리 공지된 바와 같이, 한외여과 및 유사한 선택적 막 기술은 저분자량 종을 통과시키면서 고분자량 종은 통과하지 않도록 한다. 당해 저분자량 종은 식품용 염의 이온 종을 포함할 뿐만 아니라 공급원 물질(예: 탄수화물, 안료 및 항영양소)로부터 추출된 저분자량 물질과 단백질의 임의의 저분자량 형태를 포함한다. 막의 분자량 분획은 통상 용액에서 상당 비율의 단백질이 잔류되도록 보장하면서 상이한 막 재료와 배위에 대해 오염물이 통과하도록 보장하도록 선택된다.

농축되고 임의로 정용여과된 단백질 용액은 미국 특허 제5,844,086호 및 제6,005,076호에 기재된 바와 같이, 필요한 경우 추가의 탈지 공정으로 처리될 수 있다.

농축되고 임의로 정용여과된 단백질 용액은 상술한 바와 같은 탈색 공정에 대한 대안으로서 탈색 공정으로 처리될 수 있다. 과립형 활성탄(GAC) 뿐만 아니라 분말상 활성탄도 사용될 수 있다. 흡색제로서 사용될 수 있는 또 다른 물질은 폴리비닐 피롤리돈이다.

흡색제 처리 단계는 통상 캐놀라 단백질 용액의 주변 온도에서 임의의 편리한 조건하에 수행될 수 있다. 분말상 활성탄의 경우, 약 0.025 내지 약 5% w/v, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 2% w/v의 양이 사용될 수 있다. 폴리비닐피롤리돈이 흡색제로서 사용되는 경우, 약 0.5 내지 약 5% w/v, 바람직하게는 약 2 내지 약 3% w/v의 양이 사용될 수 있다. 흡색제는 여과와 같은 임의의 바람직한 수단에 의해 캐놀라 단백질 용액으로부터 제거될 수 있다.

임의의 탈색 단계로부터 생성된, 농축되고 임의로 정용여과된 단백질 용액은, 저장 등의 결과로서 원래의 밀에 존재할 수 있으며 추출 단계에서 당해 밀로부터 캐놀라 단백질 분리물 용액 속으로 추출될 수 있는 임의의 박테리아를 사멸하기 위해 저온 살균될 수 있다. 이러한 저온 살균은 임의의 바람직한 저온 살균 조건하에 수행될 수 있다. 일반적으로, 농축되고 임의로 정용여과된 단백질 용액은 약 55 내지 약 70℃, 바람직하게는 약 60 내지 약 65℃의 온도에서 약 10 내지 약 15분 동안, 바람직하게는 약 10분 동안 가열하였다. 이어서, 저온 살균된, 농축된 단백질 용액을 후술하는 바와 같은 추가의 가공을 위해, 바람직하게는 약 25 내지 약 40℃의 온도로 냉각시킬 수 있다.

농축 단계 및 임의의 정용여과 단계에서 사용되는 온도에 따라, 그리고 저온 살균이 수행되는 지의 여부에 따라, 농축된 단백질 용액을 약 20℃ 이상, 60℃ 이하의 온도, 바람직하게는 약 25 내지 약 40℃로 가온시켜, 후속적인 희석 단계 및 미셀 형성을 용이하게 수행하도록 농축된 단백질 용액의 점도를 감소시킬 수 있다. 농축된 단백질 용액은 상기 온도를 초과에서 가열되지 않아야 하며, 상기 온도를 초과하면 냉각수에 의한 희석시 미셀의 형성이 발생하지 않는다.

농축 단계와 임의의 정용여과 단계, 임의의 탈색 단계, 임의의 저온 살균 단계 및 임의의 탈지 단계로부터 생성된, 농축된 단백질 용액을, 목적하는 정도로 희석하는 데 필요한 용적을 갖는 냉각수와 혼합함으로써 희석시켜 미셀를 형성시킨다. 미셀 루트에 의해 수득하는 데 바람직한 캐놀라 단백질의 비율과 상청액으로부터의 비율에 따라, 농축된 단백질 용액의 희석 수준이 가변적일 수 있다. 희석 수준이 높을수록, 통상 수성 상에서 캐놀라 단백질의 비율이 더 커진다.

미셀경로에 의해 단백질의 비율이 최대인 것이 바람직한 경우, 농축된 단백질 용액이 약 15배 이하, 바람직하게는 약 10배 이하로 희석시킨다.

농축된 단백질 용액과 혼합되는 냉각수의 온도는 약 15℃ 미만, 통상 약 3 내지 약 15℃, 바람직하게는 약 10℃ 미만인데, 그 이유는, 사용된 희석 배수에서, 단백질 미셀 매스 형태의 단백질 분리물의 수율 증가가 보다 저온에서 달성되기 때문이다.

뱃치식 공정에서, 농축된 단백질 용액의 뱃치는 위에서 논의한 바와 같은 바람직한 용적을 갖는 냉각수의 정적 상태에 첨가된다. 농축된 단백질 용액의 희석과 이에 따른 이온 강도의 감소는, 미셀 형태의 분산된 단백질 액적 형태로 고도로 회합된 단백질 분자의 구름형 매스의 형성을 유발한다. 뱃치식 공정에서, 단백질 미셀는 냉각수 속에서 침전되어 응집되고 응고하여 조밀한 무정형 점착성 글루텐형 단백질 미셀 매스(PMM)를 형성한다. 당해 침전은, 예를 들면, 원심분리에 의해 보조될 수 있다. 이와 같이 유도된 침전은 단백질 미셀 매스의 액체 함량을 감소시키며, 이로써 수분 함량이 총 미셀 매스의 통상 약 70 내지 약 95중량%로부터 통상 약 50 내지 약 80중량%의 수치로 감소된다. 이러한 방식으로 미셀 매스의 수분 함량을 감소시키면 미셀 매스의 폐색된 염 함량이 감소하고, 이에 따라 건조된 분리물의 염 함량도 감소한다.

또는, 당해 희석 공정은 T형 파이프의 한 쪽 입구에 농축된 단백질 용액을 연속적으로 통과시키면서 희석시키는 물을 T형 파이프의 다른 쪽 입구에 공급하여 당해 파이프 속에서 혼합함으로써 연속적으로 수행될 수 있다. 희석시키는 물은, 농축시키는 단백질 용액의 목적하는 희석도를 성취하기에 충분한 속도로 T형 파이프 속에 공급한다.

파이프 속에서 농축된 단백질 용액과 희석시키는 물과의 혼합은 단백질 미셀의 형성을 개시하며, 당해 혼합물은 T형 파이프로부터의 출구로부터 침전 용기 속으로 연속적으로 공급되며, 충전되면, 이로부터 상청액이 범람하게 된다. 당해 혼합물을 바람직하게는 액체 내부의 난류를 최소화시키는 방식으로 침전 용기 속에서 액체 속에 공급된다.

연속식 과정에서, 단백질 미셀는 침전 용기에서 침전되어 응집되고 응고하여 조밀한 무정형 점착성 글루텐형 단백질 미셀 매스(PMM)를 형성하고, 목적하는 양의 PMM이 축적시키고자 하는 침전 용기 바닥에 축적될 때까지 축적된다. PMM은 침강에 의해 침전되는 대신 원심분리에 의해 연속식으로 분리될 수 있다.

단백질 용액을 단백질 함량이 약 200g/L 이상이 되도록 농축시키는 공정 파라미터와 약 15배 미만으로의 희석공정의 사용을 조합하면, 전술한 미국 특허에서 논의된 공지된 선행 단백질 분리물 형성 과정 중의 어느 하나를 사용하여 달성된 것에 비해, 원래 밀 추출물로부터 단백질 미셀 매스 형태의 단백질 회수의 견지에서 보다 높은 수율, 흔히 현저하게 더 높은 수율이 유도되고 단백질 함량의 견지에서 보다 순수하게 분리된다.

뱃치 공정에 비해 캐놀라 단백질 분리물을 회수하기 위한 연속식 공정을 사용함으로써, 초기의 단백질 추출 단계는 동일한 정도의 단백질 추출 시간이 현저하게 단축되고, 현저하게 높은 온도가 추출 단계에서 사용될 수 있다. 또한, 연속식 공정에서, 뱃치식 과정에 비해 오염 기회가 적어서 생성물 품질이 보다 우수하고, 보다 압축된 장치에서 공정이 수행될 수 있다.

침전된 분리물은, 잔여 수성 상 또는 상청액으로부터, 예를 들면, 침전된 매스로부터의 잔여 수성 상을 경사시키거나 원심분리시킴으로써 분리된다. PMM은 습윤 형태로 사용되거나, 분무 건조 또는 동결 건조와 같은 임의의 통상적인 기술에 의해 건조 형태로 건조될 수 있다. 건조 PMM은 단백질(켈달 N × 6.25로서 계산됨) 약 90중량% 초과, 바람직하게는 약 100중량% 이상으로 단백질 함량이 높고, 실질적으로 비변성된다(시차 주사 열량계에 의해 측정한 바에 따름). 지방산 시드 밀로부터 분리된 건조 PMM은, 미국 특허 제5,844,086호 및 제6,005,076호의 과정이 필요에 따라 사용되는 경우 잔여 지방 함량이 낮아서, 약 1중량% 미만일 수 있다.

상술한 미국 특허출원 제10/413,371호에 기술된 바와 같이, PMM은 주로 7S 캐놀라 단백질로 이루어지고, 7S 단백질 약 60 내지 98중량%, 12S 단백질 약 1 내지 약 15중량% 및 2S 단백질 0 내지 약 25중량%의 단백질 성분 함량을 갖는다.

PMM 형성 및 침전 단계로부터의 상청액은 희석 단계에서 침전되지 않은 상당량의 캐놀라 단백질을 함유하며, 이로부터 캐놀라 단백질 분리물을 회수하도록 처리된다. 상술한 미국 특허출원 제10/413,371호에 기술된 바와 같이, 상청액으로부터 유도된 캐놀라 단백질 분리물은 주로 2S 캐놀라 단백질로 이루어지고, 2S 단백질 약 60 내지 95중량%, 7S 단백질 약 5 내지 약 40중량% 및 12S 단백질 0 내지 약 5중량%의 단백질 성분 함량을 갖는다.

희석 단계 및 후속적인 PMM 제거로부터의 상청액은 이의 단백질 농도 증가를 위해 농축된다. 이러한 농축은, 한외여과와 같은 임의의 편리한 선택적 막 기술을 사용하여, 단백질 공급원 물질로부터 추출된 염 및 기타 비단백질계 저분자량 물질을 포함하는 저분자량 종이 막을 통과하고 캐놀라 단백질이 용액 속에 잔류되도록 하는 적합한 구획 분자량을 갖는 막을 사용하여 수행된다. 분획 분자량이 약 3,000 내지 100,000 daltons, 바람직하게는 약 5,000 내지 약 10,000 daltons이고 막 재료와 배위가 상이한 한외여과막이 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 상청액을 농축시켜도 단백질을 회수하기 위해 건조시켜야 할 액체의 용적이 감소된다. 당해 상청액은 일반적으로, 건조시키기 전에, 단백질 농도가 약 50g/L 이상, 바람직하게는 약 100 내지 약 400g/L, 보다 바람직하게는 약 200 내지 300g/L으로 농축된다. 이러한 농축 공정은 단백질 용액 농축 단계에 대해 상술한 바와 같은 뱃치식 또는 연속식 공정으로 수행될 수 있다.

이어서, 농축된 상청액은 물을 사용하여 정용여과 단계로 처리될 수 있다. 이러한 정용여과는 정용여과 용액의 약 2 내지 약 20용적, 바람직하게는 약 5 내지 약 10용적을 사용하여 수행될 수 있다. 정용여과 공정에서, 추가량의 오염물이 막에 투과액을 통과시킴으로써 수성 상청액으로부터 제거된다. 정용여과 공정은 더 이상 추가량의 페놀 및 가시 착색 성분이 투과액에 존재하지 않을 때까지 수행될 수 있다. 이러한 정용여과는 농축 단계에서와 동일한 막을 사용하여 수행될 수 있다. 그러나, 필요한 경우, 당해 정용여과는 분획 분자량이 약 3,000 내지 100,000 daltons, 바람직하게는 약 5,000 내지 약 10,000 daltons이고 막 재료와 배위가 상이한 막과 같은 별개의 막을 사용하여 수행될 수 있다.

산화방지제는 정용여과 단계의 일부 또는 전부 동안 정용여과 매질 속에 존재할 수 있다. 당해 산화방지제는 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 임의의 편리한 산화방지제일 수 있다. 정용여과 매질 속에 사용되는 산화방지제의 양은 사용되는 재료에 따라 좌우되며, 약 0.01 내지 약 1중량%, 바람직하게는 약 0.05중량%로 가변적일 수 있다. 당해 산화방지제는 농축된 캐놀라 단백질 분리물 용액에 존재하는 페놀의 산화를 방지하는 작용을 한다.

본 발명에 따라, 농축되고 임의로 정용여과된 상청액은 열처리되어 침전 및 7S 단백질의 제거에 의해 용액 속에 존재하는 7S 단백질의 양이 감소되고, 이로써 농축된 상청액 속에 존재하는 캐놀라 단백질에서 2S 단백질의 비율이 증가된다.

이러한 열처리는 농축된 상청액에 존재하는 7S 단백질의 비율을 감소시키기에, 바람직하게는 7S 단백질의 비율을 크게 감소시키기에 충분한 온도 및 시간 프로파일을 사용하여 수행될 수 있다. 일반적으로, 상청액의 7S 단백질 함량은 열처리에 의해 약 50중량% 이상, 바람직하게는 약 75중량% 이상으로 감소된다. 일반적으로, 열처리는 약 70 내지 약 100℃, 바람직하게는 약 75 내지 약 95℃에서, 약 2 내지 약 30분 동안, 바람직하게는 약 5 내지 약 15분 동안 수행될 수 있다. 침전된 7S 단백질은 원심분리 또는 여과와 같은 임의의 통상적인 방식으로 제거될 수 있다.

농축 열처리된 상청액은, 예를 들면, 분해된 7S 단백질을 제거한 후, 분무 건조 또는 동결 건조와 같은 임의의 통상적인 기술에 의해 건조 형태로 건조되어 본 발명에 따르는 캐놀라 단백질 분리물을 제공한다. 이러한 신규한 캐놀라 단백질 분리물은 단백질(켈달 N × 6.25로서 계산됨) 약 90중량% 초과, 바람직하게는 약 100중량% 이상으로 단백질 함량이 높고, 실질적으로 비변성된다(시차 주사 열량계에 의해 측정한 바에 따름).

이러한 신규한 캐놀라 단백질 분리물은 높은 비율의 2S 단백질을 함유하며, 바람직하게는 분리 상태의 캐놀라 단백질의 90중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 95중량% 이상이다.

당해 신규한 캐놀라 단백질 분리물을 제조하기 위한 또 다른 과정에서, 캐놀라 오일 시드 단백질 밀의 추출에 의해 제조된 단백질 수용액을 농축시켜 이의 단백질 농도를 증가시키면서, 7S 및 12S 단백질을 잔류물에 잔류하게 하면서 2S 단백질이 막을 통과하도록 하기에 충분한 분획 분자량을 갖는 중공 섬유 막 또는 나선상으로 감긴 막과 같은 막을 사용하여 제1의 한외여과 단계에 의해 이온 강도를 실질적으로 일정하게 유지시킨다. 막을 위한 적합한 분획 분자량은 약 30,000 내지 약 150,000 daltons, 바람직하게는 약 50,000 내지 약 100,000 daltons이다. 연속식 공정을 위해, 막의 치수는, 단백질 수용액이 당해 막을 통과함에 따라 목적하는 농도를 갖도록 조정된다.

제 1 한외여과 단계는 단백질 수용액을 약 4배 내지 약 20배 농축시켜 단백질 농도가 약 50g/L 이상, 바람직하게는 약 200g/L 이상, 보다 바람직하게는 약 250g/L 이상이 되도록 수행될 수 있다.

이어서, 당해 농축된 단백질 용액은 바람직하게는 추출 용액과 동일한 몰 농도 및 pH를 갖는 염 수용액을 사용하여 정용여과 단계로 처리된다. 산화방지제가 농축된 캐놀라 단백질 분리물 용액에서 페놀의 산화를 억제하기 위해 정용여과 단계의 일부 또는 전부 동안 정용여과 매질 속에 존재할 수 있다. 산화방지제는 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 임의의 통상적인 산화방지제일 수 있다. 정용여과 매질에 사용되는 산화방지제의 양은 사용된 재료에 따라 좌우되며, 약 0.01 내지 약 1중량%, 바람직하게는 약 0.05중량%로 가변적일 수 있다.

당해 정용여과 단계는 정용여과 용액 약 2 내지 약 20용적, 바람직하게는 약 5 내지 약 10용적을 사용하여 수행할 수 있다. 정용여과 공정 동안, 2S 단백질 페놀 및 가시 착색 성분이 기타 저분자량 성분과 함께 농축된 단백질 용액으로부터 막을 통해 투과액을 통과시킴으로써 제거된다.

당해 정용여과 단계는 농축 단계에 사용되는 것과 동일한 막을 사용하여 수행할 수 있다.

농축 단계와 정용여과 단계는 임의의 편리한 온도에서, 통상 약 20 내지 약 60℃에서, 바람직하게는 약 30℃ 미만에서, 농축 및 세척을 바람직한 정도로 수행하기 위한 시간 동안 수행될 수 있다. 사용되는 온도 및 기타 조건은 용액의 농도 및 목적하는 단백질 농도를 수득하는 데 사용될 수 있는 막 장치에 따라 어느 정도 좌우된다.

제1 한외여과 단계에서 사용되는 막은 2S 단백질의 상당 비율이 식품용 염의 이온 종, 탄수화물, 페놀, 안료 및 항영양소를 포함하는 기타 저분자량 종과 함께 투과액 속으로 통과하도록 한다. 분획 분자량은 일반적으로 잔류물에서 7S 및 12S 단백질의 상당 비율이 잔류되게 보장하도록 하면서 상이한 막 물질 및 배위에 대해 2S 단백질과 오염물이 통과하도록 선택된다.

이어서, 농축 단계와 임의의 정용여과 단계로부터의 잔류물은 분무 건조 또는 동결 건조와 같은 임의의 통상적인 기술에 의해 건조 형태로 건조된다. 건조된 단백질은 단백질(N × 6.25) 약 90중량% 초과, 바람직하게는 약 100중량% 이상으로 단백질 함량이 높고, 실질적으로 비변성된다(시차 주사 열량계에 의해 측정한 바에 따름). 건조된 단백질 분리물은 주로 캐놀라 7S 단백질로 이루어지고 약간의 12S 단백질과 가능한 한 소량의 2S 단백질로 이루어진다. 일반적으로, 당해 건조된 단백질 분리물은 7S 단백질 약 60 내지 약 95중량%, 12S 단백질 약 2 내지 약 15중량% 및 2S 단백질 0 내지 약 30중량%를 함유한다.

바람직하게는, 당해 건조된 캐놀라 단백질은 7S 단백질 약 70 내지 약 90중량%, 12S 단백질 약 5 내지 약 10중량% 및 2S 단백질 0 내지 약 20중량%를 함유한다.

농축 단계 및 임의의 정용여과 단계로부터의 투과액을, 2S 단백질을 잔류하고 염, 페놀, 착색 성분 및 항영양소를 포함하는 저분자량 종이 막을 통과하도록 하기에 적합한 분획 분자량을 갖는 중공 섬유 막 또는 나선상으로 감긴 막과 같은 막을 사용하여 제2의 한외여과 단계에서 농축시킨다. 막 재료와 배위가 상이하고분획 분자량이 약 3,000 내지 약 30,000 daltons, 바람직하게는 약 5,000 내지 약 10,000 daltons인 한외여과막을 사용할 수 있다. 투과액은, 건조하기 전, 통상 단백질 농도가 약 50g/L 이상, 바람직하게는 약 100 내지 약 400g/L, 보다 바람직하게는 약 200 내지 약 300g/L이 되도록 농축된다. 이러한 농축 공정은 단백질 용액 농축 단계에서 상술한 바와 같이 뱃치식 또는 연속식 공정에서 수행될 수 있다.

농축된 투과액은 물을 사용하여 정용여과 단계로 처리될 수 있다. 산화방지제는 농축된 투과액에서 페놀의 산화를 억제하기 위한 정용여과 단계 중의 일부 또는 전부 동안 정용여과 매질에 존재할 수 있다. 당해 산화방지제는 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 임의의 편리한 산화방지제일 수 있다. 정용여과 매질에 사용되는 산화방지제의 양은 사용된 물질에 따라 좌우되며, 약 0.01 내지 약 1중량%, 바람직하게는 약 0.05중량%일 수 있다.

당해 정용여과 단계는 정용여과 용액의 2 내지 20용적, 바람직하게는 약 5 내지 약 10용적을 사용하여 수행할 수 있다. 당해 정용여과 공정에서, 페놀 및 가시 착색 성분을 포함하는 추가량의 오염물을 정용여과 막을 통과시킴으로써 농축된 투과액으로부터 제조된다. 당해 정용여과 공정은 페놀 및 가시 착색 성분의 추가량이 현저하게 투과액에서 제거되지 않을 때까지 수행될 수 있다.

당해 정용여과 단계는 농축 단계에서 사용되는 바와 동일한 막을 사용하여 수행될 수 있다. 또는, 분획 분자량이 약 3,000 내지 약 50,000 daltons, 바람직하게는 약 5,000 내지 약 10,000 daltons이고 막 재료 및 배위가 상이한 별도의 막을 사용할 수 있다.

농축되고 임의로 정용여과된 투과액을 분무 건조 또는 동결 건조와 같은 임의의 통상적인 기술에 의해 건조 형태로 건조시킨다. 건조된 단백질은 단백질(N × 6.25) 약 90중량% 초과, 바람직하게는 약 100중량% 이상으로 단백질 함량이 높고, 실질적으로 비변성된다(시차 주사 열량계에 의해 측정한 바에 따름). 당해 건조된 단백질 분리물은 주로 캐놀라 2S 단백질로 이루어지고 소량의 7S 단백질로 이루어진다. 일반적으로, 당해 건조된 단백질 분리물은 2S 단백질 약 85 내지 약 100중량% 및 7S 단백질 약 0 내지 약 15중량%를 함유하고, 바람직하게는 2S 단백질 약 90 내지 약 100중량% 및 7S 단백질 약 0 내지 약 10중량%를 함유한다.

필요한 경우, 제1의 한외여과 단계로부터의 농축된 캐놀라 단백질 분리물의 한 분획을 제2의 한외여과 단계로부터의 농축된 투과액 한 분획과 합한 다음, 임의의 편리한 기술에 의해 합한 스트림을 건조시켜, 합한 캐놀라 단백질 분리물 조성물을 제공한다. 함께 혼합한 상대 비율의 단백질 재료를 선정하여 2S/7S/12S 단백질의 바람직한 프로파일을 갖는 캐놀라 단백질 분리물 조성물을 제공한다. 또는, 당해 건조된 단백질 분리물은 임의 바람직한 비율로 합해져서 혼합물에서 임의의 바람직한 특정한 2S/7S/12S 단백질 프로파일을 제공한다. 합한 캐놀라 단백질 분리물 조성물은 단백질 함량(N × 6.25로서 계산)이 약 90중량% 초과, 바람직하게는 약 100중량% 이상으로 단백질 함량이 높고, 실질적으로 비변성된다(시차 주사 열량계에 의해 측정한 바에 따름).

이러한 방식으로 작동시킴으로써, 다수의 캐놀라 단백질 분리물이, 제1의 한외여과 유도된 캐놀라 단백질 분리물과 제2의 한외여과 유도된 캐놀라 단백질 분리물의 중량 기준으로 다양한 비율로, 통상 약 5:95 내지 약 95:5로 혼합한 건조 혼합물로서 회수되며, 이는 당해 조성물에서 상이한 비율의 2S/7S/12S 단백질을 기준으로 하여 상이한 기능적 특성 및 영양학적 특성을 달성하는 데 있어 바람직할 수 있다.

[바람직한 양태의 설명]

도 1을 참조로 하여, 본 발명의 한 양태에 따라 제공된 신규한 2개의 막 공정을 미셀 루트에 의해 캐놀라 단백질 분리물(CPI)의 형성과 비교하였다.

확인할 수 있는 바와 같이, 한외여과 및 정용여과 단계를 포함할 수 있는 제1의 한외여과 단계(한외여과 #1)로부터의 잔류물을 두 가지 방법 중의 한 가지 방법으로 가공하였다. 본 발명의 2개의 막 공정에서, 잔류물을 분무 건조시켜 주로 7S 캐놀라 단백질로 이루어진 캐놀라 단백질 분리물을 제공한다.

상술한 미국 특허출원 제10/137,321호의 방법에서, 잔류물을 희석 단계를 통과시켜, 캐놀라 단백질 분리물을 단백질 미셀 매스로서 침전시킨다. 단백질 미셀 매스를 분무 건조시켜 주로 7S 캐놀라 단백질로 이루어진 캐놀라 단백질 분리물을 제공한다.

본 발명의 2개의 막 방법에서, 제1의 한외여과 단계로부터의 투과액을 제2의 한외여과 단계(한외여과 #2-A)로 처리하며, 이는 한외여과 및 정용여과를 포함할 수 있다. 제2의 한외여과 단계로부터의 잔류물을 분무 건조시켜 주로 2S 단백질로 이루어진 캐놀라 단백질 분리물을 제공한다.

미국 특허출원 제10/137,321호의 과정에서, 단백질 미셀 매스의 침전으로부터의 상청액을, 한외여과와 정용여과를 포함할 수 있는 한외여과 단계(한외여과 #2-B)로 처리한다. 당해 한외여과 단계로부터의 잔류물을 분무 건조시켜 주로 2S 단백질로 일어진 캐놀라 단백질 분리물을 제공한다.

상술한 바와 같이, 나중의 한외여과 단계로부터의 잔류물을, 잔류물에서 7S 단백질의 비율을 감소시키고 본 발명의 신규한 캐놀라 단백질 분리물을 제공하기 위해 열처리할 수 있다.

실시예 1:

당해 실시예는 본 발명의 한 양태에 다르는 신규한 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법을 기술한다.

캐놀라 밀 'a'kg을 주변 온도에서 0.1M NaCl 'b'L에 첨가하고 30분 동안 교 반하여 단백질 수용액을 제조하였다. 잔여 캐놀라 밀을 제거하고, 생성된 단백질 용액을 원심분리 및 여과에 의해 투명하게 하여 단백질 함량이 'd' 중량%인 여과된 단백질 용액 'c'L를 생성시켰다.

단백질 추출 용액의 'e' 분취량을 분획 분자량이 5,000daltons인 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF) 상에 농축시킴으로써 'f'L로 용적을 감소시킨 다음, 동일한 막 상의 0.1M NaCl 용액 'g'L로 정용여과시켰다. 이어서, 정용여과된 잔류물을 60℃에서 10분 동안 저온 살균시켰다. 생성된 저온 살균 농축된 단백질 용액의 단백질 함량은 'h'중량%이다.

농축된 용액을 'i'℃에서 온도가 'k'℃인 RO 냉각수 속으로 'j'의 비로 희석시켰다. 바로 백탁이 형성되고 침전된다. 상부 희석수를 제거하고, 침전된 점성 점착성 매스(PMM)를 여과된 단백질 용액 'l'중량%의 수율로 용기 바닥으로부터 회수하였다. 건조된 PMM 유도된 단백질은 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 기준으로 'm'%인 것으로 밝혀졌다. 당해 생성물은 'n'C300으로 지정되었다.

2회의 시험에 대해 파라미터 'a' 내지 'n'이 다음 표 I에 제시되어 있다:

n	BW-SA034-J12-04A	BW-SA035-J14-04A
a	15	15
b	150	150
c	75	68
d	1.93	1.95
e	75	68
f	4	4
g	20	20
h	19.08	14.20
i	33	33
j	1:10	1:10
k	3	3
l	37.45	28.32
m	103.08	99.73

제거된 상청액을 분획 분자량이 10,000daltons인 폴리에테르설폰(PES)을 사용하여 한외여과에 의해 'o'L이 되도록 용적을 감소시킨 다음, 농축액을 물 'p'L로 동일한 막 상에서 정용여과시켰다. 이어서, 정용여과된 농축액을 60℃에서 10분 동안 저온 살균시켰다. 저온 살균된 농축액은 단백질 'q'중량%를 함유하였다. 상청액으로부터 회수한 추가의 단백질을 사용하여, 여과된 단백질 용액의 총 단백질 회수량은 'r'중량%이었다. 저온 살균된 농축액을 2개의 동일한 분획으로 나누었다. 한 분획은 분무 건조시켜 'n'C200로 지정된 최종 생성물을 형성하며 단백질 함량(N × 6.25)이 's'%이었다. 2회의 시험에 대해 파라미터 'n' 내지 's'가 다음 표 II에 제시되어 있다:

n	BW-SA034-J12-04A	BW-SA035-J14-04A
o	3.5	3
p	7	6
q	4.83	4.30
r	49.35	38.05
s	91.73	93.69

저온 살균된 농축 상청액의 나머지 분획은 10분 동안 85℃로 가열한 다음, 원심분리하여 침전된 단백질을 제거하였다. 이어서, 생성된 농축액을 분무 건조시켜 'n'C200H로 지정된 최종 생성물을 형성하였으며, 단백질 함량(N × 6.25)이 't'%이었다.

2회의 시험에 대해 파라미터 'n' 및 't'가 다음 표 III에 제시되어 있다:

n	BW-SA034-J12-04A	BW-SA035-J14-04A
t	91.32	92.11

실시예 2:

당해 실시예는 농축된 상청액으로부터 제조된 캐놀라 단백질 분리물의 단백질 프로파일에 대해 가열 온도 및 시간이 미치는 영향을 나타낸다.

실시예 1에 기재된 바와 같이 제조된, 뱃치 SA035-J14-04A로부터의 C200 캐놀라 단백질 분리물의 용액을 역삼투 정제수에서 단백질 농도가 5중량%가 되도록 제조하였다. 당해 용액을 단백질과 물을 실온에서 1시간 동안 자기 교반 바로 교반함으로써 제조하였다.

단백질 용액(25ml)의 샘플을 온도 제어된 수욕에서 원심분리 튜브에서 가열하였다. 샘플을 10분 동안 75℃, 80℃, 85℃, 90℃ 또는 95℃의 온도에서 가열하였다. 샘플의 내부 온도가 목적하는 정도의 1℃ 이내이고 샘플이 가열 공정을 통해 일정하게 혼합된 경우 타이밍을 개시하였다. 열처리 후, 샘플을 8,000g에서 10분 동안 원심분리하였고, 상청액의 단백질 프로파일을 크기 배제 HPLC에 의해 분석하였다.

수득한 결과를 다음 표 IV에 나타내었다:

상이한 온도로 가열된 C200 용액의 단백질 프로파일
처리 온도	7S%	2S%
대조용(비가열)	22.6	77.4
75℃	5.3	94.7
80℃	3.6	96.4
85℃	3.5	96.5
90℃	1.8	98.2
95℃	1.8	98.2

표 IV에 나타낸 결과로부터 볼 수 있는 바와 같이, 적용된 모든 열처리는 샘플로부터 7S 단백질을 현저하게 감소시켰다. 90℃에서의 처리는 최저 수치의 7S 단백질을 생성시키고, 95℃로 온도를 상승시켜도 추가의 개선이 이루어지지 않는다. 열처리가 2S 단백질에 대한 피크 영역에 거의 영향을 미치지 않는다는 것은, 크기 배제 HPLC 분석에 의해 측정되었다. 이는, 열처리로 인해 2S 단백질이 최소한으로 손실된다는 것을 의미한다.

단백질 용액(80ml)의 샘플을 온도가 90℃로 설정된 순환식 수조에 부착된 재켓팅된 용기에서 가열하고, 샘플을 자기 교반 바로 혼합하였다. 가열된 용액의 분취량을 5분, 10분 및 15분 동안 가열한 후 제거하였다. 샘플 온도가 85℃로 측정될 때까지 타이밍을 개시하지 않는다. 열처리 후, 수거된 샘플을 8,000g에서 10분 동안 원심분리시키고, 상청액을 분석을 위해 제출하였다.

수득된 결과를 다음 표 V에 나타내었다.

상이한 시간 길이로 가열된 C200 용액의 단백질 프로파일
처리 시간	7S%	2S%
대조용(비가열)	22.6	77.4
5분	1.8	98.2
10분	1.9	98.1
15분	1.9	98.1

표 V에서 나타낸 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 임의의 시험 시간에 대해 샘플에서 7S 단백질의 농도가 현저하게 차이나지 않는다.

당해 실시예에서 드러난 결과로부터 명백한 바와 같이, 농축된 상청액에서 7S 단백질 농도의 현저한 감소는 광범위한 각종 가열 조건으로 수득될 수 있다.

실시예 3:

당해 실시예는 실시예 1에 따라 제조된 캐놀라 단백질 분리물의 평가를 포함한다.

크기 배제 HPLC를 사용하여 농축된 상청액과 실시예 1의 방법에 따라 제조된 개질된 농축 상청액의 단백질 프로파일을 평가하였다. 분무 건조된 생성물을 HPLC 분석 전에 0.1M NaCl에서 1중량% 농도로 분해하였다.

수득된 결과를 다음 표 VI에 나타내었다:

뱃치	생성물	12S%	7S%	2S%
SA034-J12-04A	농축된 상청액(C200)	0.00	13.13	86.67
	개질된 농축 상청액(C200H)	0.00	3.55	96.45
SA035-J14-04A	농축된 상청액(C200)	0.00	24.52	75.48
	개질된 농축 상청액(C200H)	0.00	7.55	92.45

표 VI에 나타낸 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 농축된 상청액의 열처리가 이러한 열처리가 없는 경우에 비해 분무 건조된 캐놀라 단백질 분리물에서 7S 단백질의 양을 현저하게 감소시킨다.

실시예 4:

당해 실시예는 실시예 1에서 제조된 캐놀라 단백질 분리물의 용해도 평가를 포함한다.

분무 건조된 농축 상청액(C200) 및 실시예 1의 방법에 의해 제조된 개질된 농축 상청액(C200H)의 용해도를 문헌[참조: Morr et al., J. Food Sci. 50:1715-1718]의 방법의 변형태를 사용하여 측정하였다.

단백질 0.5g을 공급하기에 충분한 단백질 분말을 비이커 내에 계량 투입한 다음, 소량의 역삼투(RO) 정제수를 첨가하고, 매끄러운 페이스트가 형성될 때까지 혼합물을 교반하였다. 이어서, 추가의 물을 가하여 용적이 약 45ml가 되게 한다. 이어서, 비이커의 내용물을 자기 교반기를 사용하여 60분 동안 서서히 교반하였다. pH를 단백질을 분산시킨 직후 측정하고, NaOH 또는 HCl을 사용하여 적절한 정도(4, 5, 6 또는 7)로 조절하였다. 샘플은 또한 자연적인 pH에서 제조된다. pH 조절된 샘플의 경우, pH를 측정하고 60분 동안 교반하면서 2회 고정하였다. 60분 동안 교반한 후, 샘플을 RO수로 총 용적을 50ml 이하로 조정하여 1% w/v 단백질 분산액을 수득하였다. 단백질 분산액의 분취량을 레코(Leco) FA28 질소 검측기를 사용하여 레코 분석에 의해 단백질 함량을 측정하기 위해 저장하였다. 또 다른 샘플 분획을 8,000g에서 10분 동안 원심분리시켰다. 이는 임의의 비용해 물질을 침전시키고, 투명한 상청액을 제공한다. 이어서, 당해 상청액의 단백질 함량을 레코 분석에 의해 수학식 1과 같이 측정하였다.

용해도(%) = (상청액 단백질 농도/원래 분산액 단백질 농도) × 100

수득한 결과를 다음 표 VII에 나타내었다:

		용해도(%)
뱃치	생성물	pH4	pH5	pH6	pH7	천연 pH
SA034-J12-04A	농축된 상청액	88.1	100	86.1	97.3	89.8
	개질된 농축 상청액	100	100	100	100	100
SA035-J14-04A	농축된 상청액	87.4	95	90.6	90.6	86.7
	개질된 농축 상청액	100	100	100	100	100

표 VII의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 개질된 농축 상청액(C200H)으로부터의 건조된 분리물은 농축된 상청액(C200)으로부터의 건조된 분리물에 비해 다양한 pH 값에서 물 속에서 훨씬 더 가용성이다.

실시예 5:

당해 실시예는 실시예 1에서 제조된 캐놀라 단백질 분리물의 소프트 드링크 속에서의 용해도 평가를 포함한다.

분무 건조된 농축 상청액 및 실시예 1의 방법에 의해 제조된 개질된 농축 상청액의 소프트 드링크 속에서의 용해도를 문헌[참조: Morr et al., J. Food Sci. 50:1715-1718]의 방법의 변형태를 사용하여 측정하였다.

단백질 1.0g을 공급하기에 충분한 단백질 분말을 비이커 내에 계량 투입한 다음, 소량의 무색 투명한 시판 탄산 소프트 드링크를 첨가하고, 매끄러운 페이스트가 형성될 때까지 혼합물을 교반하였다. 이어서, 추가의 소프트 드링크를 가하여 용적이 약 45ml가 되게 한다. 이어서, 비이커의 내용물을 자기 교반기를 사용하여 60분 동안 서서히 교반하였다. 60분 동안 교반한 후, 샘플을 소프트 드링크로 총 용적이 50ml가 되도록 하여 2% w/v 단백질 분산액을 수득한다. 단백질 분산액의 분취량을 레코 분석에 의해 단백질 함량 측정을 위해 저장하였다. 샘플의 또 다른 분획을 10분 동안 8,000g에서 원심분리시켰다. 이는 임의의 비분해 물질을 침전시키고 투명한 상청액을 제공한다. 이어서, 당해 상청액의 단백질 함량을 레코 분석에 의해 수학식 1과 같이 측정하였다.

수학식 1

용해도(%) = (상청액 단백질 농도/원래 분산액 단백질 농도) × 100

수득한 결과를 다음 표 VIII에 나타내었다:

뱃치	생성물	용해도(%)
SA034-J12-04A	농축된 상청액	92.3
	개질된 농축 상청액	94.9
SA035-J14-04A	농축된 상청액	96.1
	개질된 농축 상청액	94.4

표 VIII의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 개질된 농축 상청액(C200H) 및 농축된 상청액(C200)으로부터의 건조된 분리물은 소프트 드링크에서 용해도가 유사하다.

그러나, 하기 실시예 6의 결과로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 개질된 농축 상청액으로부터의 건조된 분리물로부터 제조된 용액의 투명도가 훨씬 우수하다.

실시예 6:

본 실시예는 소프트 드링크 속에 용해된 실시예 1에서 제조된 분무 건조된 분리물의 용액의 투명도 평가를 포함한다.

실시예 1에 기재된 바와 같이 제조된 개질된 농축 상청액 및 농축 상청액으로부터의 분무 건조된 분리물의 용액의 소프트 드링크에서의 투명도가 측정되었다. 투명도는 무색 투명한 시판 탄산 소프트 드링크에서 2% w/v 단백질의 용액에 의해 600nm에서 가시광선의 흡광도를 측정함으로써 평가하였다. 흡광도 판독이 낮아질수록 투광도가 더 우수해지고 용액의 투명도가 더 우수해진다.

수득한 결과를 다음 표 IX에서 나타내었다.

뱃치	생성물	A600
SA034-J12-04A	농축된 상청액	0.544
	개질된 농축 상청액	0.150
SA035-J14-04A	농축된 상청액	1.920
	개질된 농축 상청액	0.367

표 IX의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 개질된 농축 상청액(C200H)로부터의 분무 건조된 분리물로부터 제조된 용액의 투명도는 분무 건조된 농축된 상청액(C200)으로부터 제조된 것보다 훨씬 우수하다.

실시예 7:

본 실시예는 본 발명의 신규한 캐놀라 단백질 분리물을 형성하는 또 다른 방법을 설명한다(도 1).

캐놀라 오일 시드 밀 15kg을 350L 추출 탱크에서 주변 온도에서 0.05중량% 아스코르브산을 함유하는 0.15M 염화나트륨 용액 100L(15% w/v)에 첨가하였고, 당해 혼합물을 30분 동안 교반하여 농도가 20g/L인 캐놀라 단백질 용액을 제공하였다. 벌크 잔여 밀을 400메쉬 백을 갖는 바스킷 원심분리를 사용하여 제거하고, 분리된 벌크 밀을 방출하여 폐기시켰다. 캐놀라 단백질 용액을 600메쉬 백을 사용하여 바스킷 원심분리를 통해 두번째로 통과시켜 현탁된 미립자를 제거하였다. 생성된 캐놀라 단백질 용액을 2㎛ 필터 패드를 갖는 필터 프레스를 사용하여 연마시켰다.

투명해진 캐놀라 단백질 용액을 주변 온도에서 분획 분자량이 100,000 daltons인 나선상으로 감긴 폴리비닐리디엔 디플루오라이드(PVDF) 막을 사용하여 한외여과 단계로 처리하여 7S 및 12S 단백질을 함유하는 캐놀라 단백질 용액을 농축시켜 용적 4.3L 및 단백질 농도 188g/L가 되게 하였다. 한외여과 단계의 투과액은 2S 단백질과 기타 저분자량 종을 함유하였다.

이어서, 농축된 캐놀라 단백질 용액(잔류물)을, 아스코르브산 0.05중량%를 함유하는 0.15M 염화나트륨 수용액을 사용하는 한외여과에서와 동일한 막을 사용하여 정용여과 단계로 처리하였다. 정용여과 매질을, 투과액이 막으로부터 제거되는 유속과 동일한 유속으로 잔류물에 첨가하였다. 정용여과를 정용여과 매질의 잔류물 용적의 5배로 수행하였다.

한외여과 및 정용여과 공정으로부터의 잔류물의 1.25L 분취량을 분무 건조시켜, 주로 7S 단백질로 이루어지고 단백질 함량(N × 6.25, 레코 FP528 질소 검측기를 사용하여 측정한 질소 값 %)이 건조 중량 기준으로 99.1중량%이며 2S 단백질 18.21중량%, 7S 단백질 74.55중량% 및 12S 단백질 7.24중량%를 함유하는 캐놀라 단백질 분리물을 제공하였다.

한외여과 및 정용여과 공정으로부터의 투과액을 분획 분자량이 5,000 daltons인 나선상으로 감긴 폴리에테르설폰(PES) 막을 사용하여 한외여과 단계로 처리하여 2S 단백질이 잔류되고 저분자량 오염물은 막을 통과하여 폐기되도록 하였다. 당해 한외여과 단계는 주변 온도에서 제1 한외여과 단계로부터의 2S 단백질 함유 투과액을 농축시켜 단백질 농도가 125g/L인 3L 용적이 되게 하였다.

이어서, 농축된 캐놀라 2S 단백질 용액(잔류물)을, 정용여과 매질로서 여과된 수돗물을 사용하는 한외여과에서와 동일한 막을 사용하여 정용여과 단계로 처리하였다. 투과액이 막으로부터 제거되는 유속과 동일한 유속으로 물을 잔류물에 첨가하였다. 정용여과를 정용여과 매질의 잔류물 용적의 5배로 수행하였다.

정용여과 단계로부터의 잔류물을 분무 건조시켜, 2S 단백질이 우세하게 구성되고 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 105.8중량%이며 2S 단백질 96.7중량%, 7S 단백질 3.3중량% 및 12S 단백질 0.04중량%를 함유하는 캐놀라 단백질 분리물을 제공하였다.

실시예 8:

본 실시예는 실시예 7의 방법을 반복하지만, 보다 대규모이다.

캐놀라 오일 시드 밀 150kg을 10,000L 추출 탱크에서 주변 온도에서 0.05중량% 아스코르브산을 함유하는 0.15M 염화나트륨 용액 1000L(15% w/v)에 첨가하였고, 당해 혼합물을 30분 동안 교반하여 농도가 20.7g/L인 캐놀라 단백질 용액을 제공하였다. 벌크 잔여 밀을 진공 필터 벨트를 사용하여 제거하고, 분리된 밀을 방출하여 폐기시켰다. 캐놀라 단백질 용액을 원판 원심분리를 사용하여 투명하게 하고, 슬러지가 제거된 고체를 방출시켜 폐기하였다. 생성된 캐놀라 단백질 용액을 2㎛ 필터 패드를 갖는 필터 프레스를 사용하여 연마시킨 다음, 0.2㎛ 패드를 갖는 다른 필터 프레스를 사용하여 연마시켰다.

투명해진 캐놀라 단백질 용액을 분획 분자량이 100,000 daltons인 2개의 나선상으로 감긴 PVDF 막을 사용하여 한외여과 단계로 처리하여 7S 및 12S 단백질을 함유하는 캐놀라 단백질 용액을 농축시켜 단백질 농도가 221g/L인 41.1L가 되게 하였다. 한외여과 단계의 투과액은 2S 단백질과 기타 저분자량 종을 함유하였다.

한외여과 공정으로부터의 잔류물의 3L 분취량을 분무 건조시켜, 주로 7S 단백질로 이루어지고 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 95.1중량%이며 2S 단백질 26.86중량%, 7S 단백질 66.22중량% 및 12S 단백질 6.92중량%를 함유하는 캐놀라 단백질 분리물을 제공하였다.

한외여과 공정으로부터의 투과액을 분획 분자량이 5,000 daltons인 2개의 나선상으로 감긴 PVDF 막을 사용하여 한외여과 단계로 처리하여 2S 단백질이 잔류되고 저분자량 오염물은 막을 통과하여 폐기되도록 하였다. 당해 한외여과 단계는 주변 온도에서 제1 한외여과 단계로부터의 2S 단백질 함유 투과액을 농축시켜 단백질 농도가 24.2g/L인 25L 용적이 되게 하였다.

한외여과 단계로부터의 잔류물을 분무 건조시켜, 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 47.94중량%이며 2S 단백질 94.64중량%, 7S 단백질 5.36중량% 및 12S 단백질 0중량%를 함유하는 정용여과되지 않은 캐놀라 생성물을 형성하였다.

정용여과되지 않은 캐놀라 단백질 생성물의 단백질 함량이 낮은 이유는, 염 및 기타 불순물을 제거하기 위한 정용여과 단계가 부재하기 때문이다. 당해 생성물로 후속적으로 벤치식 정용여과를 수행하면, 정용여과 후 캐놀라 단백질 분리물의 생성을 지시하는 결과가 주어진다.

실시예 9:

본 실시예는 실시예 8의 과정에 따라 제조된 캐놀라 단백질 생성물을 미셀 루트에 의해 제조된 캐놀라 단백질 분리물 생성물과 비교한 것이다.

실시예 8에 기재된 첫 번째 한외여과 단계로부터의 잔류물의 34L 분취량을 29.8℃로 가온시키고, 온도가 3.7℃인 냉각수 속에 잔류물 1용적당 물 10용적의 비로 붓는다. 단백질 미셀의 백탁이 즉시 형성된다. 당해 미셀가 밤새 응집되어 침전되었다. 축적된 단백질 미셀 매스를 상청액으로부터 분리하고 분무 건조시켜, 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 107.4중량%이며 2S 단백질 3.80중량%, 7S 단백질 85.88중량% 및 12S 단백질 10.32중량%를 함유하는 캐놀라 단백질 분리물을 형성하였다.

PMM 침전 단계로부터의 상청액(365L)를 분획 분자량이 5,000 daltons인 나선상으로 감긴 PVDF 막을 사용하여 한외여과 단계로 처리하여 2S 단백질과 7S 단백질이 잔류되고 저분자량 오염물이 막을 통과하여 폐기되도록 하였다. 당해 한외여과 단계는 주변 온도에서 상청액을 농축시켜 단백질 농도가 89.3g/L인 22L 용적이 되게 하였다.

농축된 상청액을 분무 건조시켜 2S 단백질이 우세하게 구성되고 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 95.51중량%이며 2S 단백질 84.01중량%, 7S 단백질 15.51중량% 및 12S 단백질 0.48중량%를 함유하는 캐놀라 단백질 분리물을 제공하였다.

본 명세서를 요약하면, 투명한 수용액 제조시 유용한, 특히 소프트 드링크에서 유용한, 2S 단백질이 증가되고 7S 단백질의 함량이 감소된 신규한 캐놀라 단백질 분리물이 제공된다. 본 발명의 범주 내에서 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (30)

1. 건조 중량 기준으로 적어도 90중량%인 단백질 함량(N × 6.25)을 가지고, 2S 캐놀라 단백질이 우세하게 구성되면서, 캐놀라 단백질 미셀(canola protein micelle)의 형성 및 그로부터의 7S 캐놀라 단백질을 침전하기 위한 침전으로부터 수득한 수성 상청액을 가열 처리하여 유도되는 것을 특징으로 하는 캐놀라 단백질 분리물, 여기서

   상기 캐놀라 단백질 분리물은, 상기 가열 처리 없이 캐놀라 단백질 미셀(canola protein micelle)의 형성 및 침전으로부터 수득한 수성 상청액으로부터 유도된 캐놀라 단백질 분리물에 비해, 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가되는 캐놀라 단백질 분리물.
2. 삭제
3. 건조 중량 기준으로 적어도 90중량%의 단백질 함량(N × 6.25)을 가지고, 2S 캐놀라 단백질이 우세하게 구성되면서,

   (i) 캐놀라 오일 시드 밀로부터 유도되고 12S, 7S 및 2S 캐놀라 단백질을 함유하는 캐놀라 단백질 수용액을, 12S 및 7S 캐놀라 단백질은 잔류물 속에 선택적으로 잔류되도록 하고 2S 단백질은 투과액으로서 막을 통과시키는 제1의 선택적 막 기술로 처리하고,

   (ii) 당해 투과액을, 2S 캐놀라 단백질은 선택적으로 잔류되도록 하고 저분자량 오염물은 투과액으로서 막을 통과시키는 제2의 선택적 막 기술로 처리하고,

   (iii) 제2의 선택적 막 기술로부터의 잔류물을 건조시키는

   선택적 막 방법으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 캐놀라 단백질 분리물.
4. 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 적어도 90중량%이고, 분리물 내에 존재하는 캐놀라 단백질을 기준으로 하여, 2S 캐놀라 단백질 적어도 85중량% 및 7S 캐놀라 단백질 15중량% 미만을 함유하는 것을 특징으로 하는 캐놀라 단백질 분리물.
5. 제4항에 있어서, 분리물 내에 존재하는 캐놀라 단백질을 기준으로 하여, 2S 캐놀라 단백질 적어도 90중량%와 7S 캐놀라 단백질 10중량% 미만을 함유하는 것을 특징으로 하는 캐놀라 단백질 분리물.
6. 제1항 또는 3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 적어도 100중량%인 것을 특징으로 하는 캐놀라 단백질 분리물.
7. 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가된 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법으로서,

   (a) 다음 단계:

   (i) 캐놀라 오일 시드 밀을 적어도 5℃의 온도에서 추출하여 상기 캐놀라 오일 시드 밀에서 단백질을 가용화시켜 단백질 수용액을 형성시키는 단계,

   (ii) 잔여 오일 시드 밀로부터 상기 단백질 수용액을 분리하는 단계,

   (iii) 선택적 막 기술에 의해 이온 강도를 실질적으로 일정하게 유지시키면서 상기 단백질 수용액의 농도를 적어도 200g/L으로 증가시켜 농축된 단백질 용액을 제공하는 단계,

   (iv) 상기 농축 단백질 용액을 15℃ 이하의 온도를 갖는 냉각수로 희석시켜 단백질 미셀을 형성하는 단계 및

   (v) 침전된 단백질 미셀 매스로부터 상청액을 분리하는 단계

   에 의해 2S 단백질이 우세하게 구성된 2S 및 7S 단백질의 수용액을 제공하는 단계;

   (b) 수용액을 70 내지 100℃에서 2 내지 30분 동안 가열처리하여 7S 캐놀라 단백질을 침전시키는 단계,

   (c) 침전된 7S 단백질을 수용액으로부터 제거하는 단계 및

   (d) 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 적어도 90중량%이고 상기 2S 및 7S 단백질의 수용액보다 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가된 캐놀라 단백질 분리물을 회수하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가된 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 열처리 단계가, 상기 수용액에 존재하는 7S 캐놀라 단백질의 적어도 50중량%를 침전시키기에 충분한 온도와 시간 조건하에서 수행됨을 특징으로 하는, 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가된 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 열처리 단계가 수용액을 5 내지 15분 동안 75 내지 95℃의 온도에서 가열시킴으로써 수행됨을 특징으로 하는, 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가된 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
10. 삭제
11. 제7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상청액이, 열처리 전에, 단백질 농도가 100 내지 400g/L가 되도록 농축됨을 특징으로 하는, 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가된 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 농축 단계가 분획 분자량이 3,000 내지 100,000 daltons인 막을 사용하여 한외 여과에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가된 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
13. 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법으로서,

    (a) 캐놀라 오일 시드 밀로부터 유도되고 12S, 7S 및 2S 캐놀라 단백질을 함유하는 캐놀라 단백질 수용액을 제공하는 단계,

    (b) 7S 및 12S 캐놀라 단백질은 잔류물 속에 잔류되도록 하고 2S 단백질은 투과액으로서 막을 통과시켜 농축된 단백질 용액을 제공하기에 효과적인 선택적 막 기술을 사용하여 수용액의 단백질 농도를 증가시키는 단계,

    (c) 단계(b)로부터의 잔류물을 건조시켜 7S 캐놀라 단백질이 우세하게 구성되고 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 적어도 90중량%인 캐놀라 단백질 분리물을 제공하는 단계,

    (d) 2S 캐놀라 단백질은 잔류물 속에 잔류되도록 하고 저분자량 오염물은 투과액으로서 막을 통과시키기에 효과적인 선택적 막 기술을 사용하여, 단계(a)로부터의 투과액의 농도를 증가시키는 단계 및

    (e) 단계(d)로부터의 잔류물을 건조시켜, 2S 단백질이 우세하게 구성되고 단백질 함량(N × 6.25)이 건조 중량 기준으로 적어도 90중량%인 캐놀라 단백질 분리물을 제공하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 캐놀라 단백질 수용액은

    캐놀라 오일 시드 밀을 적어도 5℃에서 추출하여 캐놀라 오일 시드 밀 내 단백질을 가용화시키고 단백질 함량이 5 내지 40g/L이고 pH가 5 내지 6.8인 단백질 수용액을 형성시키는 것, 및

    단백질 수용액을 잔여 오일 시드 밀로부터 분리시키는 것

    에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
15. 제14항에 있어서,

    단계(b)는 분획 분자량이 30,000 내지 150,000 daltons 인 한외여과 막을 사용하여 이온 강도를 실질적으로 일정하게 유지시키면서 단백질 수용액을 단백질 함량이 적어도 200g/L 이 되도록 농축시켜 농축된 단백질 용액을 제공함으로써 수행되며,

    상기 농축된 단백질 용액은 정용 여과 용액 2 내지 20용적을 사용하여 정용 여과 단계로 처리되는 것

    을 특징으로 하는 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

    단계(d)는 분획 분자량이 3,000 내지 30,000 daltons인 막을 사용하여 단백질 농도가 100 내지 400g/L이 되도록 투과액 농도를 증가시켜 잔류물을 제공함으로써 수행되고,

    상기 잔류물은 정용 여과 용액 2 내지 20용적을 사용하여 정용 여과 단계로 처리되는 것을 특징으로 하는 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
17. 제7항 또는 제13항에 있어서, 2S 단백질이 우세하게 구성된 캐놀라 단백질 분리물의 단백질 함량이 적어도 100중량%인 것을 특징으로 하는 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
18. 제1항 또는 3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따르는 캐놀라 단백질 분리물의 수용액.
19. 제12항에 있어서, 한외 여과로부터 수득한 농축된 상청액을 상기 열처리 단계 전에 정용 여과하며, 상기 정용 여과 단계가 분획 분자량이 3,000 내지 100,000 daltons인 막에 의해 물 2 내지 20용적을 사용하여 수행됨을 특징으로 하는, 2S 캐놀라 단백질의 비율이 증가된 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
20. 제16항에 있어서,

    잔류물의 농도가 200 내지 300g/L까지 증가되는 것을 특징으로 하는 캐놀라 단백질 분리물의 제조방법.
21. 제18항에 있어서, 캐놀라 단백질 분리물 강화 소프트 드링크인 캐놀라 단백질 분리물의 수용액.
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