[发明专利]大豆乳清蛋白组合物及其回收方法

说明书

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。

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。

发明领域

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。

发明背景

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粕制成。粉和粗磨粉包含至少50％的蛋白并且通过研磨所述粕制成。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粕制成，大豆粕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。

大豆蛋白分离物是可商购获得的最高度精纯的、以及最昂贵的大豆蛋白产品。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)提取脱脂大豆粕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[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。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。