大豆乳清蛋白组合物及其回收方法

专利名称：大豆乳清蛋白组合物及其回收方法
技术领域：
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。
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背景技术：
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(pH < 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pH 4. 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[Biosci. 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。JP 07-082，287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CA 2，013，190，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. Invest. Dermatol.，116 :587-595[2001])。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I. 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BBI级份、同时不显著损失BBI的产量一直是困难的。因此，当前已知的所有用于分离BBI的方法都有问题，这是由于缓慢的加工、低产量、低纯度、和/或需要导致时间和成本增加的多个步骤引起的。仅利用过滤作为唯一方法的纯化方法效用不大，这是由于膜污染、非蛋白组分与BBI蛋白不完全的和/或不完整的分离、以及BBI蛋白与其它蛋白的无效的分离。仅利用层析作为唯一方法的纯化方法也效用不大，这是由于结合能力和过载问题、不完全的和/或不完整的分离的问题(例如分离KTI与BBI)、蛋白与树脂的不可逆结合问题、树脂寿命问题、以及与其它技术相比该技术相对更昂贵。仅涉及硫酸铵沉淀作为唯一方法的纯化方法也效用不大，这是由于BBI蛋白的不可逆沉淀的可能性、BBI蛋白活性的潜在损失、BBI蛋白的不完全沉淀(即，产量损失)、以及从最终产品中移除硫酸铵的需求，这增加了一个附加 步骤和成本。尽管在工艺流中通常损失高比例的大豆乳清蛋白，一般来讲尚未认为回收蛋白是经济上可行的。至少部分地，这些潜在有价值的蛋白的损失迄今一直被认为是可接受的，这是因为在乳清中的总蛋白浓度相对较低，并且因此对于每单位质量的回收蛋白来说必须处理的废水体积很大，这产生大量的污染。回收蛋白的尝试已经受到蛋白和大豆乳清中存在的其它组分的复杂混合物、以及蛋白固体的粗混合物缺少商业用途等因素的阻碍。虽然已知大豆乳清包含某些生物活性蛋白，这些蛋白的商业价值已经受到限制，这是因为缺乏以高纯度形式回收它们的方法。由于Kunitz胰蛋白酶抑制剂(KTI)蛋白对BBI造成的污染，当前本领域已知的用于获取纯化BBI蛋白的方法受到纯度水平较低的困扰。取决于使用的分离方法，内毒素含量也可能是一个问题。当前的方法使用全大豆作为原料，然后通过多种装置将其脱脂。与之相反，本发明的方法使用脱脂大豆白柏作为原料。因此，现有技术尚未描述从大豆蛋白来源获得的、不使用酸或醇萃取或者丙酮沉淀的、具有高纯度水平的BBI产品。因此，存在对适用于高纯度BBI和变体的生产的方法和组合物的需求。因此，本领域需要一种可用于从大豆工艺流中回收新大豆乳清蛋白、以及其它有用组分并从而减少大规模处理此类废物带来的污染的方法。因此，本发明描述了使高纯度的多种组分与大豆工艺流分离的新方法。此外，本发明的方法利用比本领域当前已知方法更少的步骤，从而减少了时间和成本需求。发明概述本公开涉及纯化大豆工艺流的新方法，并且还包括从中回收大豆乳清蛋白和其它组分的新方法。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乳清蛋白、以及糖、矿物和其它组分，从而形成纯化废水流的方法。在另一方面，本发明方法使一种或多种大豆乳清蛋白与大豆工艺流分离和移除，所述大豆工艺流包含大豆乳清蛋白、一种或多种大豆贮藏蛋白、一种或多种糖、以及一种或多种矿物。在另一方面，本发明方法使一种或多种糖与大豆工艺流分离和移除，所述大豆工艺流包含一种或多种糖、一种或多种大豆乳清蛋白、一种或多种大豆贮藏蛋白、以及一种或多种矿物。在另一方面，本发明方法使一种或多种糖与大豆工艺流分离和移除，所述大豆工艺流包含一种或多种糖、一种或多种大豆乳清蛋白、一种或多种大豆贮藏蛋白、以及一种或多种矿物。本发明方法涉及包含至少两个连续步骤的方法，从而分离作为大豆工艺流处理部分的多个蛋白物质。因此，可通过本发明的方法分离以下蛋白BBI蛋白、KTI蛋白、以及它们的组合。除了分离蛋白外，还可从大豆工艺流中分离糖和矿物以形成纯化废水。以不同顺序合并下文详述的一系列步骤以包括从工艺流中回收大豆乳清蛋白的 总体方法。一般来讲，所述步骤可如下所述。步骤0是乳清蛋白预处理步骤，该步骤以预处理进料流开始。所述进料流通过多种加工助剂和分离技术处理，这导致产生包含水相中的可溶解组分的流和包含不溶解大分子量蛋白的流，所述不溶解大分子量蛋白如预处理大豆乳清、贮藏蛋白、以及它们的组合。步骤I是微生物减少步骤，该步骤可以获取自步骤0中的流(例如预处理大豆乳清)开始。使预处理大豆乳清通过至少一种分离技术以形成包含多种组分的流和包含纯化预处理大豆乳清的流，所述组分包括但不限于贮藏蛋白、微生物、硅、以及它们的组合。步骤2是水和矿物移除步骤，该步骤可以获取自步骤I的纯化预处理大豆乳清流或获取自步骤0的预处理大豆乳清流或在步骤4中去矿物化预处理大豆乳清开始。使预处理大豆乳清通过至少一种分离技术以形成包含纯化预处理大豆乳清的流和包含水、矿物、一价阳离子、以及它们的组合的流。步骤3是矿物沉淀步骤，该步骤可以来自步骤2的纯化预处理大豆乳清流或来自步骤0的预处理大豆乳清流或来自步骤I的流开始。使预处理大豆乳清通过至少一种分离技术处理，这导致形成纯化预处理大豆乳清和沉淀矿物的悬浮液。步骤4是矿物移除步骤，该步骤以悬浮纯化预处理大豆乳清并沉淀来自步骤3的矿物开始。使所述悬浮液和沉淀通过至少一种分离技术以形成包含去矿物化预处理大豆乳清的流和包含不溶解物质与蛋白矿物络合物的流。步骤5是蛋白分离和浓缩步骤，该步骤以来自步骤4的纯化预处理大豆乳清流、或来自步骤0、1、或2的预处理大豆乳清开始。使纯化预处理大豆乳清通过至少一种分离技术以形成包含大豆乳清蛋白、BBI、KTI、贮藏蛋白、其它蛋白、以及它们的组合的流和包含肽、大豆低聚糖、矿物、以及它们的组合的流。步骤6是蛋白洗涤纯化步骤，该步骤能够以来自步骤4或5的蛋白流、或来自步骤0、1、或2的预处理大豆乳清开始。使所述蛋白通过至少一种分离技术以形成包含大豆乳清蛋白、BBI、KTI、贮藏蛋白、其它蛋白(例如露那辛、凝集素、脱水蛋白、脂氧合酶)、以及它们的组合的流和包含肽、大豆低聚糖(例如蔗糖、棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖、单糖)、水、矿物、以及它们的组合的流。步骤7是水移除步骤，该步骤能够以来自步骤5和/或6的流开始。使所述流通过至少一种分离技术以形成包含肽、大豆低聚糖、水、矿物、以及它们的组合的流和包含水、矿物、以及它们的组合的流。步骤8是矿物移除步骤，该步骤能够以来自步骤5、6、和/或7的流开始。使所述大豆低聚糖通过至少一种分离技术以形成包含去矿物化大豆低聚糖的流和包含矿物、水、以及它们的组合的流。步骤9是颜色移除步骤，该步骤能够以来自步骤7、8、5和/或6的大豆低聚糖开始。使所述大豆低聚糖通过至少一种分离技术以形成包含颜色化合物的流和包含大豆低聚糖的流。步骤10是大豆低聚糖分馏步骤，该步骤能够以来自步骤9、5、6、7、和/或8的大豆低聚糖开始。使所述大豆低聚糖通过至少一种分离技术以形成包含大豆低聚糖如蔗糖、单糖、以及它们的组合的流和包含大豆低聚糖如棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖、以及它们的组合的流。步骤11是水移除步骤，该步骤能够以来自步骤10、9、8、7、6、和/或5的大豆低聚 糖开始。使所述大豆低聚糖通过至少一种分离技术以形成包含水的流和包含大豆低聚糖的流。步骤12是附加蛋白的分离步骤，该步骤能够以来自步骤7、5和/或6的流(即，肽、大豆低聚糖、水和矿物)开始。使所述流通过至少一种分离技术以形成包含大豆低聚糖、水、矿物、以及它们的组合(它们可用作步骤8中的原料)的流和包含肽和其它蛋白的流。步骤13是水移除步骤，该步骤能够以来自步骤12的肽和其它蛋白开始。使所述肽和其它蛋白通过至少一种分离技术以形成包含水的流和包含肽与其它蛋白的流，所述其它蛋白如露那辛、凝集素、脱水蛋白、脂氧合酶、以及它们的组合。步骤14是蛋白分馏步骤，该步骤能够以来自步骤5和/或6的蛋白流开始。使所述蛋白通过至少一种分离技术以形成包含贮藏蛋白的流和包含大豆乳清蛋白、BBI、KTI与其它蛋白的流，所述其它蛋白如露那辛、凝集素、脱水蛋白、脂氧合酶、以及它们的组合。这些蛋白的特性如图I所示。步骤15是水移除步骤，该步骤能够以来自步骤5、6和/或14的大豆乳清蛋白、BBI、KTI和其它蛋白开始。使所述蛋白通过至少一种分离技术以形成包含水的流和包含大豆乳清蛋白、BBI、KTI与其它蛋白的流。步骤16是热处理和闪蒸冷却步骤，该步骤能够以来自步骤5、6、14、和/或15的大豆乳清蛋白、BBI、KTI和其它蛋白开始。所述蛋白经超高温度处理以形成大豆乳清蛋白。步骤17是干燥步骤，该步骤能够以来自步骤5、6、14、15、和/或16的大豆乳清蛋白、BBI、KTI和其它蛋白开始。干燥所述蛋白以形成包含水的流和包含大豆乳清蛋白的流。附图简述图I是在乳清流中存在的蛋白以及它们的特性的示意图。图2图示了大豆乳清蛋白在pH 3-7的范围内与大豆蛋白分离物相比的溶解度。图3图示了大豆乳清蛋白与大豆蛋白分离物相比的流变学特性。图4A是描述用于从工艺流中回收纯化大豆乳清蛋白的方法中的步骤0至4的流程不意图。图4B是描述用于从工艺流中回收纯化大豆乳清蛋白的方法中的步骤5、6、14、15、16和17的流程示意图。图4C是描述用于从工艺流中回收纯化大豆乳清蛋白的方法中的步骤7至13的流程不意图。图 5 图不了当以 10mL/min、15mL/min、20mL/min 和 30mL/min (分别是 5. 7cm/min、
8.5cm/min、ll. 3cm/min、17. Ocm/min的线性流量)加载大豆乳清通过SP Gibco阳离子交换树脂床时对空载柱体积作图的穿透曲线。图6 图不了当使大豆乳清以 10mL/min、15mL/min、20mL/min 和 30mL/min(分别是5. 7cm/min>8. 5cm/min> 11. 3cm/min> 17. Ocm/min 的线性流量)通过 SP Gibco 阳离子交换树脂时它的蛋白吸附对空载柱体积的作图。图7图示了当以15mL/min加载大豆乳清并通过SP Gibco阳离子交换树脂床以3和5的因数浓缩大豆乳清时对空载柱体积作图的穿透曲线。 图8图示了当使大豆乳清和以3和5的因数浓缩的大豆乳清以15mL/min通过SPGibco阳离子交换树脂床时，SP Gibco阳离子交换树脂的蛋白吸附对空载柱体积的作图。图9图示了当使大豆乳清和以3和5的因数浓缩的大豆乳清以15mL/min通过SPGibco阳离子交换树脂床时，SP Gibco阳离子交换树脂的平衡蛋白吸附对在通过流中的平衡蛋白浓度的作图。

图10图示了以不同线性速度随时间解吸的大豆乳清蛋白的洗脱特征。图11图示了以不同线性速度与柱体积解吸的大豆乳清蛋白的洗脱特征。图12描述对Mimo6ME级份的十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析。图13描述对Mimo4SE级份的SDS-PAGE分析。 图14描述对Mimo6HE级份的SDS-PAGE分析。图15描述对Mimo6ZE级份的SDS-PAGE分析。优选方面的详述本文描述了用于从在大豆蛋白分离物的制造中产生的多种豆科植物工艺流(包括大豆乳清流和大豆糖浆流)中回收高度纯化靶蛋白和其它产品的新型方法。一般来讲，本公开的方法包括选择并设计用于回收期望蛋白或其它产品、或分离大豆乳清流的多个组分、或上述两者的一个或多个操作(例如膜分离操作)。回收大豆乳清蛋白(例如Bowman-Birk抑制剂(BBI)和Kunitz胰蛋白酶抑制剂(KTI)蛋白)和大豆乳清流的一种或多种其它组分(例如多种糖，包括低聚糖)可利用多种分离技术(例如膜、层析、离心、或过滤)。具体的分离技术将取决于有待通过将其与所述工艺流的其它组分分离而被回收的所期望的组分。例如，纯化KTI级份通常通过下列步骤制备移除一种或多种杂质(例如，微生物或矿物)，然后移除包括一种或多种大豆贮藏蛋白(即，大豆球蛋白和￠-伴球蛋白)的附加的杂质，然后移除一种或多种大豆乳清蛋白(包括，例如，BBI和其它非KTI的蛋白或钛)，和/或然后从大豆乳清中移除包括糖类的一种或多种附加的杂质。通过稀释除去使纯度降低的乳清流的其它主要组分(例如，贮藏蛋白、矿物和糖类)，同时同样地通过纯化蛋白级份提高纯度，改进了高纯度形式的多种靶组分的回收，其中所述纯化蛋白级份通过除去作为所述蛋白的拮抗物和/或具有有害效应的组分(例如，内毒素)进行。大豆乳清的多种组分的移除通常包括在所述大豆乳清的组分的移除之前和/或过程中对所述大豆乳清的纯化。本发明的方法也将减少加工大量含水垃圾产生的污染。贮藏蛋白、糖类、矿物和杂质的移除产生富集了单个靶蛋白，并且不含可能是拮抗剂或毒素或者可能在其它方面具有有毒效应的杂质的级份。例如，大豆贮藏蛋白富集的级份通常可以与富集了一种或多种大豆乳清蛋白的级份一起被回收。富集了一种或多种糖类(例如，低聚糖和/或多糖)的级份也通常被制备。因此，本方法提供适合作为用于回收单个靶蛋白的基料的级份，并且还提供能够被用作用于从含水大豆乳清中经济地回收其它有用产品的基料的其它级份。例如，糖类和/或矿物从大豆乳清流中的移除产生了有用的级份，糖类能够从其中被进一步分离，从而产生附加的有用的级份浓缩的糖和矿物级份(可以包括柠檬酸)，以及可以最低限度的处理(如果存在的话)被处置或作为工艺用水被回收的相对纯的含水级份。如此产生的工艺用水在本方法的实施中可以是尤其有用的。因此，本方法的优点还可以是与常规的分离制备方法相比降低的工艺用水需求。本公开的方法以至少两种方式提供了高于制造大豆蛋白分离物和浓缩物的常规 方法的优点。如所指出的，制造大豆蛋白物质的常规方法通常处理大豆乳清流(例如，含水的大豆乳清或大豆糖浆)。因此，通过本公开的方法回收的产品代表了附加的产品，和目前在与常规的大豆蛋白分离物和大豆蛋白浓缩物制造的关联中未实现的收益来源。此外，对大豆乳清流或大豆糖浆进行的用于回收产品的处理，可取地降低了与对大豆乳清流或大豆糖浆的处理或处置相关的成本。例如，如本文中其它地方所详述的，本发明的多种方法提供了相对纯的大豆工艺流，所述工艺流可以在多种其它方法中被容易地利用或者以最低限度的处理(如果存在的话)被处置，从而降低所述方法对环境的影响。某些成本与本公开的方法相关联地存在，但所分离的附加的产品和废物处理的最小化的益处弥补了任何增加的成本。A.大豆乳清蛋白根据本公开方法回收的大豆乳清蛋白代表着本领域中对于其它大豆蛋白和分离物的显著改进。如本文所指出的，从工艺流中回收的本公开大豆乳清蛋白与本领域存在的其它大豆蛋白相比具有独一无二的特性。大豆蛋白分离物通常在大豆贮藏蛋白的等电点(例如，约4.5的pH)从脱脂大豆柏或大豆粉的水提物中沉淀。因此，大豆蛋白分离物一般包括在酸性液体介质中不可溶的蛋白。类似地，大豆蛋白浓缩物(第二精纯的大豆蛋白物质)的蛋白同样在酸性液体介质中是不可溶的。然而，通过本公开的方法回收的大豆乳清蛋白的区别在于它们一般是酸可溶的，意味着它们在酸性液体介质中是可溶的。本公开提供了来源于含水大豆乳清的大豆乳清蛋白组合物，所述含水大豆乳清表现出比本领域存在的大豆蛋白有利的特性。例如，根据本发明方法分离的大豆乳清蛋白在环境条件(例如，约25°C的温度)下在跨越相对宽范围pH的含水(通常为酸性的)介质(例如，具有约2至约10、约2至约7、或约2至约6的pH的含水介质)中具有高溶解度(即SSI%大于80)。如表I和图2所示，据本公开的方法分离的大豆乳清蛋白的溶解度在所有测试的PH值下为至少80%，并且除一种情况(即，pH 4)外均为至少约90%。这些发现与大豆蛋白分离物进行比较，其在相同酸性PH值下显示不良的溶解度特性。这种独特的特性使本发明的大豆乳清蛋白能够在具有酸性PH水平的应用中使用，这代表对大豆分离物的显著优势。除溶解度之外，本公开的大豆乳清蛋白还具有比其它大豆乳清蛋白低得多的粘度。如表I和图3所示，本发明的大豆乳清蛋白表现出的粘弹性特性(即，流变学特性)与水的相似度高于与大豆蛋白分离物的相似度。水在20°C的粘度为约I厘泊(cP)。发现本公开的大豆乳清蛋白表现出在约2. OcP至10. OcP，优选地在约3. 6cP至7. 5cP范围内的粘度。除了它在酸性PH水平的高溶解度之外，这种低粘度也使得本公开的大豆乳清蛋白有用并且较好地适用于经常涉及使用其它蛋白的某些用途(例如在酸性饮料中)，因为它具有比大豆分离物好得多的流动特性。复I :大豆乳清与其它大豆蛋白相比的溶解度和粘弹性特性
权利要求
1.从エ艺流中回收大豆乳清蛋白的方法，其中所述方法包括以任何顺序执行以下步骤 (a)预处理进料流，该步骤使所述流通过至少一种分离技术以形成包含水相中大豆乳清的可溶解组分的流和包含不溶解大分子量蛋白的流，其中所述不溶解大分子量蛋白是贮减蛋白； (b)使预处理大豆乳清通过至少一种分离技术以形成包含多种组分的流和包含纯化预处理大豆乳清的流，所述组分包括但不限于贮藏蛋白、微生物、硅、以及它们的组合； (C)使(b)的纯化预处理大豆乳清流通过至少一种分离技术以形成包含纯化预处理大豆乳清的流和包含水、ー些矿物、一价阳离子、以及它们的组合的流； (d)使(C)的纯化预处理大豆乳清流通过至少一种分离技术以形成纯化预处理大豆乳清和沉淀矿物的悬浮液； (e)使(d)的纯化预处理大豆乳清和沉淀矿物的悬浮液通过至少一种分离技术以形成包含去矿物化预处理大豆乳清的流和包含不溶解物质与蛋白矿物络合物的流； (f)使(e)的去矿物化纯化预处理大豆乳清流通过至少一种分离技术以形成包含蛋白的流和包含肽、大豆低聚糖、矿物、以及它们的组合的流，所述蛋白选自大豆乳清蛋白、BBI、KTI、贮藏蛋白、其它蛋白、以及它们的组合； (g)使(f)的蛋白通过至少一种分离技术以形成包含蛋白的流和包含肽、水、矿物与大豆低聚糖的流，所述蛋白选自大豆乳清蛋白、BBI、KTI、贮藏蛋白、其它蛋白、以及它们的组合，其中所述大豆低聚糖选自蔗糖、棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖、单糖、以及它们的组合； (h)使(g)的蛋白通过至少一种分离技术以形成包含肽、大豆低聚糖、水、矿物的流和包含水与矿物的流； (i)使(h)的流通过至少一种分离技术以形成包含去矿物化大豆低聚糖的流和包含矿物、水、以及它们的组合的流； (j)使(i)的去矿物化大豆低聚糖通过至少一种分离技术以形成包含顔色化合物的流和包含大豆低聚糖的流； (k)使(j)的大豆低聚糖通过至少一种分离技术以形成包含蔗糖、单糖、以及它们的组合的流和包含棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖、以及它们的组合的流； (I)使(k)的流通过至少一种分离技术以形成包含水的流和包含大豆低聚糖的流； (m)使(g)的流通过至少一种分离技术以形成包含大豆低聚糖、水与矿物的流和包含肽与其它蛋白的流； (n)使(m)的流通过至少一种分离技术以形成包含水的流和包含肽与其它蛋白的流，其中所述蛋白选自露那辛、凝集素、脱水蛋白、脂氧合酶、以及它们的组合； (O)使(f)的流通过至少一种分离技术以形成包含贮藏蛋白的流和包含大豆乳清蛋白、BBI、KTI与其它蛋白的流，其中所述其它蛋白选自露那辛、凝集素、脱水蛋白、脂氧合酶、以及它们的组合； (P)使(0)的流通过至少一种分离技术以形成包含水的流和包含大豆乳清蛋白、BBI、KTI与其它蛋白的流；以及 (q)加热、闪蒸冷却并干燥(P)的流以形成大豆乳清蛋白。
2.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。
3.权利要求2的大豆乳清蛋白组合物，其中所述组合物来源于大豆エ艺流。
4.权利要求2的大豆蛋白组合物，其中所述酸性含水介质的pH是约2至约7。
5.权利要求2的大豆蛋白组合物，其中所述组合物具有约2至IOcP的粘度。
6.权利要求2的大豆蛋白组合物，其中所述组合物具有约3.6至7. 5cP的粘度。
7.大豆乳清蛋白组合物，包含具有约2至IOcP的粘度和在跨越约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，其中所述组合物来源于大豆エ艺流。
全文摘要
本发明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。
文档编号A23L1/0526GK102781255SQ201080064855
公开日2012年11月14日 申请日期2010年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者B.塔尔克, C.S.沙斯蒂恩, D.马什, J.吴, K.克勒, M.梅克尔 申请人:索莱有限责任公司