本发明涉及用于处理含有cgmp(酪蛋白糖巨肽)的甜乳清材料以便获得适用于低变应原性婴儿配方食品的蛋白质材料的方法。
背景技术：
：人类母乳和母乳喂养代表婴儿营养方面无可争议的黄金标准。用作人类母乳的替代物或补充物的婴儿配方食品应满足婴儿的营养要求，具有可接受的味道，并且当以有变态反应风险的婴儿为目标时，还应为低变应原性的。婴儿配方食品必须符合监管营养要求，诸如欧洲于1991年5月14日颁布的有关婴儿配方食品的欧盟委员会指令91/321/eec，以及美国食品药品管理局(fda)的类似对应监管文件。已知对牛乳及含有牛乳蛋白质的婴儿配方食品的变态反应是由于这样的事实：牛乳的蛋白质不同于母乳的蛋白质，并且可构成人类的变应原。牛乳清蛋白质和/或酪蛋白通常用作婴儿配方食品中的乳蛋白质源。为了减弱变应原性，牛乳蛋白质经酶水解，因此被还原为肽。由此类牛乳蛋白质水解物构成的旨在预防变态反应的当前低变应原性配方食品还包含其它营养物质，诸如动物油、植物油、淀粉、麦芽糖糊精、乳糖和蔗糖。这些蛋白质水解物还可掺入到成人乳饮料或食品补充剂中。必须小心监测用于产生这些水解物的水解过程，使得最终产物水解物保留其营养价值和所需的物理特性，但为低变应原性的。水解物可被表征为“部分水解物”或“深度水解物”，具体取决于水解反应进行的程度。在本发明中，部分水解物是其中60％的蛋白质/肽群体具有小于1000道尔顿的分子量的水解物。部分水解物被视为低变应原性的(ha)。必要氨基酸或必需氨基酸是所考虑的生物体无法从头(从头开始)合成的氨基酸，因此必须在其饮食中提供。存在九种氨基酸人类无法合成，包括苏氨酸和色氨酸。婴儿配方食品法规的要求还涵盖氨基酸、特别是苏氨酸和色氨酸的含量。专利us687158涉及用于从乳酸原材料分离糖巨肽或酪蛋白糖巨肽(“cgmp”)的方法。cgmp是磷酸化且部分唾液酸化的巨肽，它是通过蛋白酶例如凝乳酶作用于哺乳动物乳汁κ-酪蛋白而形成的。cgmp占奶酪制作期间分离酪蛋白之后获得的甜乳清中的蛋白质的约20重量％。专利us6787158涉及用于从乳酸原材料提取cgmp的方法，该方法包括以下步骤：在足够的时间量内从乳酸原材料中去除阳离子，以获得ph为约1至4.5的基本上去离子的乳酸原材料；在足够的温度下使基本上去离子的乳酸原材料与具有疏水基质的阴离子树脂接触足够的时间量，以从基本上去离子的乳酸原材料中去除cgmp并获得经处理的液体材料；将树脂与经处理的液体材料分离；以及冲洗树脂以从中获得cgmp。当使用流化床反应器时，cgmp被去除的量在起始cgmp的85％至91％的范围内。由甜乳清获得的经处理的液体材料具有苏氨酸减少且富含芳族氨基酸诸如色氨酸的氨基酸组成。其可用于婴儿或膳食产品中作为蛋白质源或原材料。迄今为止，该经处理的液体用于蛋白质完整的标准婴儿配方食品中。这些婴儿配方食品使得酪蛋白/乳清比率为约30/70。该经处理的液体还用于与其他蛋白质原材料掺和的低变应原性婴儿配方食品中，以便符合监管要求。然而，对蛋白质部分地水解的低变应原性配方食品的需求日益增加。这些配方食品基于由100％乳清制成的蛋白质原材料。因此，us6787158中所述的现有方法无法提供满足这些低变应原性配方食品的蛋白质要求的蛋白质材料。因此本发明的目的是提供用于从甜乳清材料去除cgmp以便获得适用于低变应原性婴儿配方食品的蛋白质原材料的方法，或至少提供有用的替代方案。技术实现要素：在本发明的一个方面，提供了用于处理含有cgmp(酪蛋白糖巨肽)的甜乳清材料的方法，所述方法包括以下步骤：-对甜乳清材料进行去阳离子化，以便获得ph值为1至4.5的甜乳清；-在10℃至18℃的温度下，在存在特定体积的阴离子树脂的流化床反应器中处理所述甜乳清，其中所述甜乳清接触所述树脂，使得树脂吸收存在于甜乳清中的52％至58％的cgmp；以及-回收蛋白质材料。令人惊讶地，已发现，树脂中对存在于甜乳清中的较低水平cgmp的吸收(相对于现有技术中吸收的水平而言)对于树脂中的阴离子(特别是氯和磷阴离子)的对应吸收没有影响：树脂仍然吸收存在于甜乳清中的至少90％的阴离子。在本发明的优选实施方案中，蛋白质材料适用于低变应原性婴儿配方食品。附图说明图1是用于本发明方法中的设备的示意图。具体实施方式为了完全理解本发明及其优点，参考对本发明的以下详细说明。应当理解，本发明的各种实施方案可以与本发明的其它实施方案组合，并且仅是制备和使用本发明的具体方式的示例，当以权利要求书和以下详细说明进行考虑时并不限制本发明的范围。在本说明书中，给出了下列词语的定义，阅读和解释说明书、实施例和权利要求时应考虑这些定义。如本文所用，下列术语具有如下含义。术语“化合物的去除”意指存在于产品中的化合物被吸收到树脂中，从而产生该化合物的含量较低的产品。对应百分比是通过树脂的吸收而从产品去除的产品中的化合物的百分比。术语“适用于婴儿配方食品”意指产品可直接用于婴儿配方食品中，无需任何调整。这意味着不需要将产品与至少一种不同蛋白质和/或氨基酸源混合。术语“低变应原性的”意指60％的蛋白质/肽群体具有小于1000道尔顿的分子量。术语“婴儿”是指年龄在12个月以下的小孩。术语“早产儿”(或“早产婴儿”)是指37周胎龄之前出生的婴儿。术语“婴儿配方食品”是指旨在专用于供给四至六个月婴儿营养，而且本身可满足这类婴儿的多种营养需求的食品(符合欧盟委员会1991年5月14日颁发的针对婴儿配方食品和较大婴儿配方食品的第91/321/eec号指令中第1.2条的规定)。术语“早产儿配方食品”是指旨在用于早产儿的婴儿配方食品。本说明书中使用的词语“包括”、“包含”和类似的词语，都不应被理解为具有排他性或穷举性的含义。换句话讲，这些词语旨在是指“包括但不限于”。不能将本说明书中对现有技术文献中的任何参考视为承认此类现有技术为众所周知的技术或构成本领域普遍常识的一部分。根据本发明的方法有利地使得蛋白质材料适用于低变应原性婴儿配方食品。这意味着非期望的产物诸如阴离子和cgmp已在该方法期间被树脂吸收，使得它们以可接受的水平(杂质痕量)存在于蛋白质材料中。这还意味着甜乳清材料的蛋白质含量已经过调整，使得氨基酸诸如色氨酸和苏氨酸以可接受的水平存在于蛋白质材料中，这是由于树脂已吸收蛋白质和/或巨肽(诸如cgmp)。去阳离子化步骤基本上不改变甜乳清材料中的阴离子或cgmp的含量。因此，树脂对cgmp和阴离子的吸收可与它们在甜乳清材料中的含量有关，或者与它们在甜乳清材料中的含量有关。我们在此选择参考它们在甜乳清中的含量。在本发明的优选实施方案中，树脂吸收存在于甜乳清中的约55％的cgmp。在本发明的一个优选实施方案中，树脂吸收存在于甜乳清中的至少90％的阴离子。这些阴离子一般选自氯、磷、柠檬酸根、硫酸根和乳酸根。在本发明的一个优选实施方案中，树脂吸收存在于甜乳清中的至少90％的氯和磷。在本发明的一个优选实施方案中，甜乳清在流化床反应器中的处理以0.20kg/l至0.35kg/l的蛋白质与树脂之比实施。在本发明的一个优选实施方案中，甜乳清在流化床反应器中的处理以39g/l至41g/l的cgmp与树脂之比实施。在该方法中，甜乳清材料可为以下物质之一：在用凝乳酶凝聚的酪蛋白分离之后获得的甜乳清，甜乳清浓缩物，甜乳清或通过电渗析、离子交换、反渗透、电去离子或这些规程的组合进行脱矿物质的这种乳清，通过电渗析、离子交换、反渗透、电去离子或这些规程的组合进行脱矿物质的甜乳清浓缩物，通过超滤、之后的渗滤(伴有洗涤的超滤)获得的基本上不含乳糖的甜乳清的蛋白质浓缩物，乳糖从甜乳清中结晶的母液，甜乳清超滤的渗透物，通过使用无机酸酸析脱脂乳或通过生物酸化获得的、通过脱脂乳微滤获得的天然酪蛋白在蛋白酶作用下水解的产物，或酪蛋白酸盐在蛋白酶作用下水解的产物。优选地，甜乳清在其去阳离子化之后具有约10重量％至30重量％的固形物含量。甜乳清材料通常是可由固体乳清粉分散和/或溶解于液体中而获得的液体。有利地，树脂在与甜乳清接触之前用碱性材料进行处理。优选地，甜乳清在低于50℃的温度下在温和搅拌的反应器中与树脂接触一小时至十小时，以将合适量的cgmp吸附到树脂上。合适的树脂是碱性且呈大孔或巨交联凝胶形式的树脂。甜乳清通常接触树脂直至经处理的液体材料达到约4.2至约5.8的恒定ph，指示反应已进行到完成。有利地，甜乳清和树脂以1:1至30:1、优选地1:2至1:10的体积比存在。通过根据本发明的方法获得的蛋白质材料是旨在用于供婴儿(包括早产儿或低出生体重儿)使用、特别是低变应原性婴儿配方食品(包括低变应原性早产儿配方食品)中的蛋白质源。这些配方食品符合针对婴儿的所有监管要求，也就是说，除了该蛋白质源之外，它们还包含附加组分，诸如可利用碳水化合物源和脂质源。蛋白质材料的氯含量通常在1mg/100g之间，优选地为5mg/100g和80mg/100g，和/或蛋白质材料的磷含量为50mg/100g至150mg/100g，优选地90mg/100g至160mg/100g。蛋白质材料的色氨酸与苏氨酸之比一般为0.350至0.360，更优选地为约0.355。蛋白质材料有利地适用于低变应原性婴儿配方食品。图1示出了用于本发明的方法中的设备。反应器1在其上段中具有连接到下部的主罐2，该下部具有直径小于罐2的直径的隔室3。罐2具有冲洗液体入口通道4、允许加压气体进入的入口5、调节反应器1中的气体压力的安全阀6。在靠近罐2的基座处，存在用于排出液体的滤网7和通道8。与隔室3相连的反应器具有ph计9、气体入口10、与用于待处理的液体的入口通道12相连的三通阀11、以及用于去除经处理的液体的排放通道13。隔室3的基座具有用于收集树脂微球15的网格或穿孔板14。在网格14下方，排出通道16经由泵17将液体去除到缓冲罐18，该缓冲罐具有液位控制设备19。通道20经由泵21从缓冲罐18去除液体。通道20连接到通道12，或连接到排放溢流口22。现在描述使用该设备的方法，该方法在以下实施例中实施。初始甜乳清材料(乳清粉在水中的分散体)以前通过以下连续顺序的阳离子树脂柱进行去阳离子化：弱/强/强。经由通道12将所得甜乳清引入到反应器1中。通过经由单向阀23由入口10穿过基座鼓泡通入隔室3中来引入空气。建立树脂微球15的流化床，这些树脂微球包含基于聚苯乙烯的疏水基质的弱阴离子树脂(imachp661，罗门哈斯公司(rohm&haas)，以oh-形式再生)。将树脂微球15搅拌4小时，由于流化作用所产生的湍流，这些树脂微球与分散体接触。通过ph计9恒定地控制液体的ph。高效液相色谱(“hplc”)(未示出)对甜乳清的恒定分析说明了反应何时去除存在于甜乳清中的55％的cgmp。此时，由于去除了所需含量的cgmp，将入口10处的空气供应切断，并且通过反应器顶部的入口5在液位24上方引入空气。液体被加压，并且树脂微球沉降在反应器2的隔室3的下部中，它们在此处被网格14截留。在重力作用下排出经处理的液体材料和/或借助于泵17使之穿过通道8并穿过通道16朝向缓冲罐18泵送。随后借助于泵21将经处理的液体材料由通道20排放，并由通道12和13引导至出口。将经处理的液体材料标准化并进行ph调节，通过蒸发或纳滤浓缩，并且在干燥塔中对浓缩物进行喷雾干燥。cgmp的回收是任选的。但这在图1中示出。为了回收cgmp，用经由阀26穿过入口通道25并穿过入口通道4引入的去离子水洗涤反应器和树脂，并且经由通道12和13冲洗穿过反应器。用经由通道27和阀28引入的2％naoh水溶液穿过相同的回路对cgmp进行两次洗脱，并且用30l去离子水进行冲洗。在合并洗脱物体积和洗涤体积之后，通过采用标称截留分子量为3000道尔顿的膜的超滤或纳滤对该体积进行浓缩，从而获得渗余物和滤液。对渗余物进行冷冻干燥。一旦处理相当于10个体积的树脂床的体积后，就可定期在碱性再生之后对树脂进行酸性再生。在用如上所述的碱性溶液洗脱cgmp之后，用由通道29和阀30供应的浓hcl水溶液洗涤树脂，然后用由通道25和阀26供应的水洗涤树脂。通过将由通道27供应的浓naoh水溶液通入通道4中，然后将来自通道25的水通入通道4中，从而将树脂转化为oh-形式。将溶液经由通道16从反应器1去除，通过泵17转移到缓冲罐18。将溶液通过泵21从缓冲罐18去除，通过通道20和溢流口22排放，以进行流出物处理。在该操作之后，树脂做好准备进入另一个处理循环。将经处理的液体移出并用作根据本发明的蛋白质材料。现参考以下实施例进一步描述本发明。应当理解，受权利要求书保护的本发明并非旨在以任何方式限制于这些实施例。实施例实施例1：改编自us6787158的从甜乳清材料去除至少90％的cgmp的方法甜乳清材料是乳清浓缩物wpc31.5。其用弱/强/强阳离子交换树脂进行去阳离子化。弱树脂是imachp336，并且强树脂是imax1110na，两者均由陶氏化学公司(dowchemical)(原来的罗门哈斯公司(rohm&haas))出售。所得甜乳清具有约31.5％dm(表示干物质)的蛋白质含量，其中总固形物含量为18％，并且ph为1.85。将3700kg的该甜乳清泵入含有7500升弱阴离子交换树脂(hp661食品级)的反应器1中。使整个甜乳清体积与树脂接触。将树脂和甜乳清一起在15℃至18℃的温度下悬浮4小时。ph在4小时的反应时间内从1.85升高到5.1至5.3的最终ph。通过hplc监测cgmp去除。在4小时的反应时间之后，将所得的脱矿物质且cgmp耗尽的乳清泵出反应器。将该蛋白质材料乳清排出，并且用水洗涤树脂以便减少蛋白质和干物质的损失。通过洗脱和用4％naoh再生的组合步骤回收cgmp。在再生之后，将naoh用水排出，并且用水冲洗，直到ph达到约10.5。一旦达到该ph，反应器便已准备好进行下一次生产。在用naoh和koh进行标准中和之后，对产物进行热处理、蒸发和喷雾干燥。与该方法相关的数据汇总于下表1中。干物质(dm)负载(kg)3700树脂hp661量(l)7500每升树脂的dm(kg/l)0.60每升树脂的蛋白质(kg/l)0.19每升树脂结合的cgmp(g/l)39每kgdm的naoh(100％)(g/l)85反应时间(h)4循环时间(h)12trp/thr比率0.42实施例2(根据本发明)：根据本发明的从甜乳清材料去除55％的cgmp的方法甜乳清材料是乳清浓缩物wpc80。其用弱/强/强阳离子交换树脂进行去阳离子化。弱树脂是imachp336，并且强树脂是imax1110na，两者均由陶氏化学公司(dowchemical)(原来的罗门哈斯公司)出售。所得甜乳清具有约82％dm(表示干物质)的蛋白质含量，其中总固形物含量为12％，并且ph为3.40。将4235kg的该甜乳清泵入含11,600升弱阴离子交换树脂(hp661食品级)的反应器中。使整个甜乳清体积与树脂接触。将树脂和甜乳清一起在15℃至18℃的温度下悬浮4小时。ph在4小时的反应时间内从3.40升高到4.80的最终ph。通过hplc监测cgmp去除。在4小时的反应时间之后，所得脱矿物质的cgmp甜乳清减少55％，并且将该蛋白质材料泵出反应器。将该蛋白质材料排出，并且用水洗涤树脂以便减少蛋白质和干物质的损失。通过洗脱和用4％naoh再生的组合步骤回收cgmp。在再生之后，将naoh用水排出，并且用水冲洗，直到ph达到约10.5。一旦达到该ph，反应器便已准备好进行下一次生产。在用naoh和koh进行标准中和之后，对产物进行热处理、蒸发和喷雾干燥。与该方法相关的数据汇总于下表2中。干物质(dm)负载(kg)4235kg树脂量(l)11600每升树脂的dm(kg/l)0.37每升树脂的蛋白质(kg/l)0.30每升树脂结合的cgmp(g/l)39每kgdm的naoh(100％)(g/l)123反应时间(h)4循环时间(h)12trp/thr比率0.36色氨酸/苏氨酸(trp/thr)比率与雀巢公司(nestlé)出售的低变应原性婴儿配方食品nan1ha中的所述比率相同。相对于参数每升树脂的蛋白质而言，反应器的容量(即干物质负载)增加35％。再生效率(gnaoh/kgdm)提高，从51gnaoh/l树脂(＝85×0.6，表1中的数字)降至36.9gnaoh/l树脂(＝39×0.37，表2中的数字)。因此每kgdm生成的废水也更少。此外，由采用90％cgmp去除的方法产生的蛋白质材料中的氯的含量为11mg/100g的氯和100mg/100g的磷，这有助于使该蛋白质材料适用于低变应原性婴儿配方食品。令人惊讶地，虽然仅去除了55％的cgmp，但仍从甜乳清去除了90％的矿物质阴离子，诸如氯(cl)、磷(p)和柠檬酸根。实际上，甜乳清材料中的氯和磷阴离子的含量为180mg/100g的氯和370mg/100g的磷。由采用90％cgmp去除的对比方法产生的蛋白质材料中的氯和磷阴离子的含量为11mg/100g的氯和100mg/100g的磷。在此基础上，可以预期约55％的cgmp去除应得到以下计算(理论)值：100mg/100g的氯和200mg/100g的磷。实际上，由采用55％cgmp去除的方法产生的蛋白质材料中的氯的含量为9mg/100g的氯和104mg/100g的磷。因此由根据本发明的方法获得的去除55％cgmp的蛋白质材料令人惊讶地表现出与90％去除方法相同的矿物质分布，这有助于使蛋白质材料适用于低变应原性婴儿配方食品。实施例3(根据本发明)：根据本发明的从甜乳清材料去除55％的cgmp的方法甜乳清材料是乳清浓缩物wpc31.5。其用弱/强/强阳离子交换树脂进行去阳离子化。弱树脂是imachp336，并且强树脂是imax1110na，两者均由陶氏化学公司(dowchemical)(原来的罗门哈斯公司)出售。所得甜乳清具有约31.5％dm(表示干物质)的蛋白质含量，其中总固形物含量为18％，并且ph为1.75。将6785kg的该甜乳清泵入含8,500升弱阴离子交换树脂(hp661食品级)的反应器中。使整个甜乳清体积与树脂接触。将树脂和甜乳清一起在15℃至18℃的温度下悬浮4小时。ph在4小时的反应时间内从1.75升高到4.90的最终ph。通过hplc监测cgmp去除。在4小时的反应时间之后，所得脱矿物质的cgmp甜乳清减少55％，并且将该蛋白质材料泵出反应器。将该蛋白质材料排出，并且用水洗涤树脂以便减少蛋白质和干物质的损失。通过洗脱和用4％naoh再生的组合步骤回收cgmp。在再生之后，将naoh用水排出，并且用水冲洗，直到ph达到约10.5。一旦达到该ph，反应器便已准备好进行下一次生产。在用naoh和koh进行标准中和之后，对产物进行热处理、蒸发和喷雾干燥。与该方法相关的数据汇总于下表3中。干物质(dm)负载(kg)6785kg树脂量(l)8500每升树脂的dm(kg/l)0.80每升树脂的蛋白质(kg/l)0.25每升树脂结合的cgmp(g/l)39每kgdm的naoh(100％)(g/l)55反应时间(h)4循环时间(h)12trp/thr比率0.36色氨酸/苏氨酸(trp/thr)比率与雀巢公司(nestlé)出售的低变应原性婴儿配方食品nan1ha中的所述比率相同。相对于参数每升树脂的蛋白质而言，反应器的容量增加15％。再生效率(gnaoh/kgdm)提高，从51gnaoh/l树脂(＝85×0.6，表1中的数字)降至44gnaoh/l树脂(＝55×0.8，表3中的数字)。因此，每kgdm生成的废水也更少。实际上，由采用55％cgmp去除的方法产生的蛋白质材料中的氯的含量为14mg/100g的氯和135mg/100g的磷。因此，由根据本发明的方法获得的去除55％cgmp的蛋白质材料令人惊讶地表现出与90％去除方法相同的矿物质分布，这使该蛋白质材料适用于低变应原性婴儿配方食品。尽管以举例的方式对本发明进行了描述，但应当理解，在不脱离权利要求书中所限定的本发明范围的前提下，可作出变型和修改。此外，对于具体的特征如果存在已知的等同物，则应如同在本说明书中明确提到的那样来引入这些等同物。当前第1页12