大豆乳清蛋白组合物及其回收方法技术

本发明专利技术涉及大豆乳清蛋白组合物及其回收方法。本发明专利技术公开了从乳清工艺流中回收和分离大豆乳清蛋白和其它组分的方法。

【技术实现步骤摘要】
本申请为申请号为201080064855.0的分案申请，要求2009年12月30日的优先权。_2] 相关申请的交叉引用本专利申请要求提交于2009年12月30日的美国临时申请序列61/291，312的优先权，该临时申请全文以引用方式并入本文。专利
本公开提供了从大豆乳清工艺流中回收靶蛋白和其它有用组分的方法。具体地讲，本公开提供了利用一个或多个膜或层析分离操作以分离和移除大豆蛋白、包括新大豆乳清蛋白和纯化靶蛋白，以及糖、矿物和其它组分，从而形成纯化废水流的方法。_5] 专利技术背景大豆(Glycine max)是在世界各地生长的豆科作物。大豆作为食用油、高蛋白食物、食物成分和原料、以及许多工业产品的来源，具有巨大的经济重要性。当人类消费大豆蛋白时它通常为三种形式的其中一种。这些包括粉(粗磨粉)、浓缩物和分离物。所有三种类型均由脱脂大豆柏制成。粉和粗磨粉包含至少50%的蛋白并且通过研磨所述柏制成。基于干重，大豆蛋白浓缩物包含65重量％至90重量％的蛋白，并且主要的非蛋白组分是纤维。浓缩物通过用水重复洗涤所述大豆柏制成，大豆柏可任选地包含低水平的食品级醇或缓冲液。弃去来自重复洗涤过程的流出物并且干燥固体残余，从而产生期望的浓缩物。从原料中得到的浓缩物产量为大约60-70%。大豆蛋白浓缩物的制备一般产生两种流:大豆分离物和大豆糖浆流，它们可包含至多55重量％的大豆蛋白。在商业规模上，必须弃去产生的显著体积的这种糖浆。总蛋白含量可包含至多15重量％的大豆总蛋白含量，它们来源于所述大豆。因此，在通常用于大豆蛋白浓缩物制备的方法中弃去大部分大豆蛋白。大?蛋白分尚物是可商购获得的最闻度精纯的、以及最昂贵的大?蛋白广品。然而，与大豆蛋白浓缩物一样，多种有价值的矿物、维生素、异黄酮素和植物雌激素在制备分离物时被取出以形成废物流以及低分子量糖。大豆蛋白分离物包含基于干重最低90%的蛋白和很少或不溶解的碳水化合物或纤维。通常通过用稀碱(ρΗ〈9)提取脱脂大豆柏或大豆粉并离心来制备分离物。用食品级酸如硫酸、盐酸、磷酸或乙酸将提取物的pH调节至4.5在PH4.5，蛋白的溶解度是最低的，因此它们将沉淀析出。然后在调节至中性pH之后干燥蛋白沉淀，或者不进行任何PH调节就干燥蛋白沉淀以产生大豆蛋白分离物。分离物的产量为初始大豆粉的30%至50%以及大豆粉中蛋白的60%。这种极低的产量以及所需的多个加工步骤导致生产大豆蛋白分离物的高成本。至少部分地由于它们相对高的蛋白含量，期望大豆蛋白分离物用于多种用途。在常规的大豆蛋白分离物制造中，通常弃去在沉淀大豆蛋白分离物级份后剩余的水流(即，大豆乳清流)。在商 业规模上，处理和处置这种废水流导致可观的成本。例如，大豆乳清流是相对稀的(例如，小于约5重量％的固体，通常约2重量％的固体)。因此，在商业规模上，产生显著体积的大豆乳清流，它们必须被处理和/或弃去。此外，已经观察到大豆乳清流可包含很大比例的大豆总蛋白含量，所述大豆用于制备大豆蛋白分离物。实际上，大豆乳清流可包含至多45重量％的大豆总蛋白含量，大豆蛋白分离物来源于所述大豆。因此，在常规大豆蛋白分离物生产中通常弃去大部分大豆蛋白。从大豆乳清中回收产品的方法是本领域已知的。例如，使特定异黄酮级份与大豆乳清和大豆糖浆进料流分离的方法在美国专利6，033，714 ;5，792，503 ;和5，702，752中进行了描述。在另一个方法中，当真空蒸馏从脱脂大豆粗粉的含水乙醇提取物中移除乙醇时，得到大豆糖浆(也称为大豆溶解物)。根据期望异黄酮级份的特定溶解度将进料流加热到所选温度。然后使所述流通过超滤膜，其允许低于最大分子量的异黄酮分子透过。然后透过物可使用反向渗透膜进行浓缩。然后使浓缩物流通过使用至少一个液相层析柱的树脂吸附方法进一步分离所述级份。用于从大豆废物中移除低聚糖的方法也是本领域已知的。例如，Matsubara等人[Biosc1.Biotech.Biochem.60:421 (1996)]描述了使用反向渗透和纳滤膜从大豆废水流中回收大豆低聚糖的方法。JP07-082，287提出了使用溶剂萃取从大豆低聚糖糖浆中回收低聚糖的方法。该方法包括将有机溶剂加到包含低聚糖的水溶液中、加热所述混合物以提供均质溶液、冷却所述溶液以形成两个液体层、并分离和回收底层。加拿大专利申请2，006，957和2，013，190描述了在乙醇水溶液中进行的离子交换方法，该方法用于从谷物加工废物中回收小量的高值副产品。根据CA2，013，190，来自谷物的醇提取物通过阴离子和/或阳离子离子交换柱进行加工以获取微量但是经济上有价值的产品。大豆乳清和大豆糖浆也包含显著量的蛋白酶抑制剂。蛋白酶抑制剂已知至少抑制胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶以及可能抑制调控一些关键代谢功能的多种其它关键跨膜蛋白酶。蛋白酶的局部给药对于例如特应性皮炎的病症是有用的，特应性皮炎是皮肤炎症的一种普通形式，其可以局限于少数区块或者涉及身体的大部分。蛋白酶抑制剂的褪色活性和它们防止紫外线导致的色素沉着的能力在体外和体内均已被证明(参见，例如，Paine等人，J.1nvest.Dermatol.，116:587-595)。蛋白酶抑制剂还被报道有利于创伤愈合。例如，分泌性白细胞蛋白酶抑制剂被证明当被局部施用时逆转了组织的破坏并加速了创伤愈合过程。此外，丝氨酸蛋白酶抑制剂还能够有助于在红斑狼疮病人中降低疼痛(参见，例如，美国专利6，537，968)。天然存在的蛋白酶抑制剂可见于多种食物中，例如粮谷类(燕麦、大麦和玉米)、芽甘蓝、洋葱、甜菜根、小麦、龙爪稷和花生。所关注的一个来源是大豆。从大豆和其它豆类中已鉴定了两大类的蛋白酶抑制剂超家族，每一类具有多种同工抑制剂。Kunitz胰蛋白酶抑制剂(KTI)是第一类的重要成员，第一类的成员具有大约170-200个氨基酸，介于20-25kDa之间的分子量，并且主要针对胰蛋白酶。Kunitz胰蛋白酶抑制剂通常是具有以两个二硫键连接的4个半胱氨酸、并且具有一个位于由二硫键限定的环中的反应性位点的单链多肽。第二类的抑制剂包含60-85个氨基酸，具有6-10kDa范围的分子量，相对地热稳定，并且在独立的结合位点抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶。Bowman-Birk抑制剂(BBI)是这一类的一个实例。大豆中存在的蛋白酶抑制剂的平均水平，对于KTI和BBI而言分别是约1.4%和0.6%。要注意的是，这些低水平使得分离天然的蛋白酶抑制剂用于临床用途是不现实的。然而制备纯化BBI涉及昂贵的技术。此外，因为在大豆中存在的BBI平均含量仅为约0.6重量％，这一低含量使得分离天然蛋白酶抑制剂用于临床用途是不现实的和成本过高的。当前在本领域使用的纯化方法有多种。一些方法使用利用固载化胰蛋白酶或胰凝乳蛋白酶的亲和纯化。固载化胰蛋白酶将结合BBI和Kunitz胰蛋白酶抑制剂(KTI)，因此未分离出特别纯的BBI产品。作为另外一种选择，涉及使用固载化胰凝乳蛋白酶的方法，虽然它不结合KTI，具有多个问题，例如对于规模化生产性价比不高以及胰凝乳蛋白酶在多个使用和清洁步骤后可能从树脂中滤掉。许多较老的BBI纯化方法使用阴离子交换层析，该技术能够引起BBI异构体的精馏，此外，用阴离子交换层析获取无KTI的B本文档来自技高网...

【技术保护点】
大豆乳清蛋白组合物，包含在跨越约2至约10的含水介质的pH范围的酸性含水介质中以及在约25℃的温度下具有至少约80%的溶解度的大豆蛋白，其中所述组合物具有约2至10cP的粘度。

【技术特征摘要】
2009.12.30 US 61/2913121.大豆乳清蛋白组合物，包含在跨越约2至约10的含水介质的pH范围的酸性含水介质中以及在约25°C的温度下具有至少约80%的溶解度的大豆蛋白，其中所述组合物具有约2至IOcP的粘度。2.权利要求1的大豆乳清蛋白组合物，其中所述组合物来源于大豆工艺流。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：D马什，K克勒，CS沙斯蒂恩，B塔尔克，M梅克尔，J吴，
申请(专利权)人：索莱有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US