提取和纯化非变性蛋白质的方法技术

提供用于提取和纯化蛋白质的材料和方法。举例来说，本文所提供的材料和方法可用于提取和纯化在低温下变性的蛋白质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提取和纯化非变性蛋白质的方法相关申请案的交叉引用本申请案要求2014年10月6日申请的美国临时申请案第62/060,400号和2014年10月1日申请的62/058,211的优先权，它们都以全文引用的方式并入本文中。
本文涉及用于提取和纯化蛋白质的材料和方法，并且具体来说涉及用于提取和纯化在低温下变性的蛋白质的材料和方法。
技术介绍
未变性状态的低温变性蛋白质对于食品仿真产品(例如乳酪或肉类仿真产品，例如牛肉仿真产品)的成功至关重要。现有商业蛋白质提取工艺包括降解蛋白质的单元操作和条件，并且不适用于制造含有这类蛋白质的产品。另外，大部分蛋白质具有相关的颜色和气味，这可能对其在食品仿真产品中的效用有负面影响。
技术实现思路
本文至少部分基于用于从植物材料提取和纯化蛋白质，使得蛋白质保留其非变性状态而不具有其相关颜色和气味的工艺的开发。举例来说，本文至少部分基于如下出人意料的发现，亲水性聚合物并且具体来说聚乙二醇(PEG)可以从蛋白质溶液吸附有颜色和有气味的化合物。一方面，本文提供一种用于从生物质纯化蛋白质的方法。所述方法可以包括用含有PEG和任选地絮凝剂的水溶液提取生物质，产生含有大块固体和提取物的提取浆液；任选地将提取浆液的pH调整到pH2到10；收集提取物并且添加盐形成两相混合物；分离两相混合物产生PEG相和产物相；以及收集和过滤产物相产生含有蛋白质的经过滤的产物相。生物质可以包括植物材料。(例如花或叶子)。植物可以是藻类、玉米、小麦、大米、高粱、黑麦、芥花、小米、大麦、大豆、向日葵、红花、烟草、苜蓿、马铃薯、芸苔属、棉花、西红柿或烟草。蛋白质可以是核酮糖二磷酸羧化酶。PEG的分子量可以是约8000。絮凝剂可以包括烷基胺表氯醇。盐可以包括硫酸镁。分离步骤可以包括重力沉降或离心(例如使用圆盘堆叠离心机)。过滤可以包括微过滤。所述方法可以进一步包括浓缩和透滤经过滤的产物相，产生产物浓缩物。透滤可以包括使用超滤膜系统。所述方法可以进一步包括对产物浓缩物灭菌，获得经灭菌的产物浓缩物。灭菌可以包括UV照射、巴氏灭菌或微过滤。所述方法可以进一步包括干燥所述经灭菌的产物浓缩物。干燥可以包括在温和条件下使用喷雾干燥器或冷冻干燥器。另一方面，本文提供一种从蛋白质溶液去除杂质的方法。所述方法可以包括向蛋白质溶液添加亲水性聚合物和盐，产生聚合物富集相和蛋白质相，并且分离聚合物富集相与蛋白质相。亲水性聚合物可以是PEG。PEG的分子量可以是约8000。所述方法可以进一步包括向蛋白质溶液添加絮凝剂。絮凝剂可以含有烷基胺表氯醇。盐可以包括硫酸镁。所述方法可以进一步包括将蛋白质溶液的pH调整到pH2到10。蛋白质可以是核酮糖二磷酸羧化酶。分离可以包括重力沉降或离心(例如使用圆盘堆叠离心机离心)。所述方法可以进一步包括过滤所述蛋白质相产生经过滤的产物相(例如通过微过滤)。所述方法可以进一步包括浓缩和透滤经过滤的产物相，产生产物浓缩物。透滤可以包括使用超滤膜系统。所述方法可以进一步包括对产物浓缩物灭菌，获得经灭菌的产物浓缩物(例如通过UV照射、巴氏灭菌或微过滤)。所述方法可以进一步包括干燥所述经灭菌的产物浓缩物(例如在温和条件下使用喷雾干燥器或冷冻干燥器)。本文还提供一种含有核酮糖二磷酸羧化酶和亲水性聚合物的组合物，其中亲水性聚合物以低于约0.1％(w/w)的浓度存在。亲水性聚合物可以是PEG。亲水性聚合物可以低于约0.01％(w/w)的浓度存在。另一方面，本文提供一种用于纯化蛋白质的方法，其中所述方法包括提供已经去除固体的蛋白质悬浮液；任选地向蛋白质悬浮液添加盐；任选地将蛋白质悬浮液的pH调整到pH2到10；针对PEG溶液渗析蛋白质悬浮液，或使PEG在膜的渗透侧的方式对蛋白质悬浮液进行超滤；以及使经渗析或超滤的蛋白质溶液进行一或多个浓缩或过滤步骤，产生含有蛋白质的产物相。蛋白质悬浮液可以含有一或多种来自植物材料的蛋白质。植物材料可以包括花或叶子。植物可以是藻类、玉米、小麦、大米、高粱、黑麦、芥花、小米、大麦、大豆、向日葵、红花、烟草、苜蓿、马铃薯、芸苔属、棉花、西红柿或烟草。蛋白质可以是核酮糖二磷酸羧化酶。PEG的分子量可以是约8000。提供步骤可以包括提取经分解的生物质以去除固体并且产生蛋白质悬浮液，任选地向生物质添加絮凝剂。絮凝剂可以包括烷基胺表氯醇。提取可以包括使用重力沉降或离心来分离固体与蛋白质悬浮液。盐可以包括硫酸镁。一或多个过滤步骤可以包括透滤。所述方法可以包括浓缩和过滤经渗析或超滤的蛋白质溶液，产生产物浓缩物。所述方法可以进一步包括对产物浓缩物灭菌，获得经灭菌的产物浓缩物，和/或干燥经灭菌的产物浓缩物(例如在温和条件下使用喷雾干燥器或冷冻干燥器)。另一方面，本文提供一种用于纯化蛋白质的方法，其包含提供已经去除固体的蛋白质悬浮液；任选地向蛋白质悬浮液添加盐；任选地将蛋白质悬浮液的pH调整到pH2到10；向包含PEG的支撑物施加蛋白质悬浮液；以及收集未保留在支撑物上的蛋白质相。蛋白质悬浮液可以含有一或多种来自植物材料的蛋白质。植物材料可以包括花或叶子。植物可以是藻类、玉米、小麦、大米、高粱、黑麦、芥花、小米、大麦、大豆、向日葵、红花、烟草、苜蓿、马铃薯、芸苔属、棉花、西红柿或烟草。蛋白质可以是核酮糖二磷酸羧化酶。PEG的分子量可以是约8000。提供步骤可以包括提取经分解的生物质以去除固体并且产生蛋白质悬浮液，任选地向生物质添加絮凝剂。絮凝剂可以包括烷基胺表氯醇。提取可以包括使用重力沉降或离心来分离固体与蛋白质悬浮液。盐可以包括硫酸镁。所述方法可以包括用包含PEG的支撑物培育蛋白质悬浮液持续24到48小时。所述方法可以进一步包括浓缩蛋白质相产生产物浓缩物，和/或对产物浓缩物灭菌获得经灭菌的产物浓缩物，和/或干燥经灭菌的产物浓缩物(例如在温和条件下使用喷雾干燥器或冷冻干燥器)。除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语都具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。尽管可以使用与本文所述的那些方法和材料类似或等效的方法和材料实践本专利技术，但适合的方法和材料描述如下。本文提到的所有公开案、专利申请案、专利和其它参考文献都以全文引用的方式并入。在矛盾的情况下，将以本说明书(包括定义)为准。另外，材料、方法和实例仅仅是说明性的并且不打算是限制性的。在附图和以下描述中阐述本专利技术的一或多个实施例的细节。本专利技术的其它特征、目标和优势将在具体实施方式和附图以及权利要求书中显而易知。附图说明图1为显示如本文所提供的提取和纯化过程的通用实施例的步骤的流程图。图2A为显示如本文所提供的提取和纯化过程的一个实施例的步骤的流程图。图2B为描绘图2A中所描绘的方法的替代实施例的流程图。图3为显示如本文所提供的提取和纯化过程的另一个实施例的步骤的流程图。图4为显示基于pH的纯化过程的一个实施例的步骤的流程图。图5为显示色谱纯化过程的一个实施例的步骤的流程图。图6为显示膨胀床色谱纯化过程的一个实施例的步骤的流程图。图7为显示利用膜的纯化过程的一个实施例的步骤的流程图。图8为显示利用固定PEG的纯化过程的一个实施例的步骤的流程图。图9为显示PEG再循环方法的一个实施例的步骤的流程图。图10为显示如本文所提供的提取和纯化过程的另一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从生物质纯化蛋白质的方法，其包含：用含有聚乙二醇PEG以及任选地絮凝剂的水溶液提取所述生物质，产生含有大块固体和提取物的提取浆液；任选地将所述提取浆液的pH调整到pH 2到10；收集所述提取物并且添加盐以形成两相混合物；分离所述两相混合物以产生PEG相和产物相；以及收集和过滤所述产物相以产生含有所述蛋白质的经过滤的产物相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.01 US 62/058,211;2014.10.06 US 62/060,4001.一种从生物质纯化蛋白质的方法，其包含：用含有聚乙二醇PEG以及任选地絮凝剂的水溶液提取所述生物质，产生含有大块固体和提取物的提取浆液；任选地将所述提取浆液的pH调整到pH2到10；收集所述提取物并且添加盐以形成两相混合物；分离所述两相混合物以产生PEG相和产物相；以及收集和过滤所述产物相以产生含有所述蛋白质的经过滤的产物相。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物质包含植物材料。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述植物材料包含花或叶子。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述植物为藻类、玉米、小麦、大米、高粱、黑麦、芥花、小米、大麦、大豆、向日葵、红花、烟草、苜蓿、马铃薯、芸苔属、棉花、西红柿或烟草。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述蛋白质为核酮糖二磷酸羧化酶。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述PEG的分子量为约8000。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述絮凝剂包含烷基胺表氯醇。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述盐包含硫酸镁。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离包含重力沉降或离心。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述离心包含使用圆盘堆叠离心机。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述过滤包含微过滤。12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含浓缩和透滤所述经过滤的产物相，产生产物浓缩物。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述透滤包含使用超滤膜系统。14.根据权利要求12所述的方法，其进一步包含对所述产物浓缩物灭菌，获得经灭菌的产物浓缩物。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述灭菌包含UV照射、巴氏灭菌或微过滤。16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含干燥所述经灭菌的产物浓缩物。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述干燥包含在温和条件下使用喷雾干燥器或冷冻干燥器。18.一种从蛋白质溶液去除杂质的方法，其包含：向所述蛋白质溶液添加亲水性聚合物和盐，产生聚合物富集相和蛋白质相；以及分离所述聚合物富集相与所述蛋白质相。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述亲水性聚合物为PEG。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述PEG的分子量为约8000。21.根据权利要求18所述的方法，其进一步包含向所述蛋白质溶液添加絮凝剂。22.根据权利要求21所述的方法，其中所述絮凝剂包含烷基胺表氯醇。23.根据权利要求18所述的方法，其中所述盐包含硫酸镁。24.根据权利要求18所述的方法，其中所述蛋白质为核酮糖二磷酸羧化酶。25.根据权利要求18所述的方法，其中所述分离包含重力沉降或离心。26.根据权利要求25所述的方法，其中所述离心包含使用圆盘堆叠离心机。27.根据权利要求18所述的方法，其进一步包含过滤所述蛋白质相以产生经过滤的产物相。28.根据权利要求27所述的方法，其中所述过滤包含微过滤。29.根据权利要求27所述的方法，其进一步包含浓缩和透滤所述经过滤的产物相，产生产物浓缩物。30.根据权利要求29所述的方法，其中所述透滤包含使用超滤膜系统。31.根据权利要求29所述的方法，其进一步包含对所述产物浓缩物灭菌，获得经灭菌的产物浓缩物。32.根据权利要求31所述的方法，其中所述灭菌包含UV照射、巴氏灭菌或微过滤。33.根据权利要求31所述的方法，其进一步包含干燥所述经灭菌的产物浓缩物。34.根据权利要求33所述的方法，其中所述干燥包含在温和条件下使用喷雾干燥器或冷冻干燥器。35.一种包含核酮糖二磷酸羧化酶和亲水性聚合物的组合物，其中所述亲水性聚合物以低于约0.1％(w/w)的浓度存在。36.根据权利要求35所述的组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尼科特·卡利，兰亚尼·瓦拉丹，西蒙·克里斯托弗·戴维斯，
申请(专利权)人：非凡食品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US