(57)【要約】油糧種子粗粉から油糧種子タンパク質が抽出され、得られるタンパク質水溶液は少なくとも200 g/Lのタンパク質含量に濃縮し、濃厚タンパク質溶液を、約15℃未満の温度の冷水に添加してタンパク質ミセルを形成し、それを沈降させてタンパク質ミセル塊(ＰＭＭ)を提供する方法により、少なくとも約100重量％(Ｎ×6.25)の高純度水準で、油糧種子タンパク質単離物、特にカノーラタンパク質単離物が製造される。タンパク質ミセル塊が上澄みから分離され、乾燥することができる。上澄みは、上澄みを濃縮し次に濃厚上澄みを乾燥することにより、加工してさらなる油糧種子タンパク質単離物を回収して、タンパク質含量が少なくとも90重量％であるタンパク質単離物が得られる。濃厚上澄みは、ＰＭＭの少なくとも一部と種々の割合で混合して、混合物を乾燥して、タンパク質含量が少なくとも約90重量％のタンパク質単離物を製造することができる。
2004519255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンパク質単離物を調製する方法であって、
(ａ)少なくとも約５℃の温度で油糧種子粗粉を抽出して、この油糧種子粗粉中でタンパク質の溶解を引き起こすと共にタンパク質含量が約５〜約３０ｇ／ＬでありｐＨが約５〜約６．８であるタンパク質水溶液を形成する工程、
(ｂ)残留油糧種子粗粉からタンパク質水溶液を分離する工程、
(ｃ)選択的膜技術を用いて、イオン強度を実質的に一定に維持しつつ、前記タンパク質水溶液のタンパク質濃度を少なくとも約２００ｇ／Ｌまで上昇させて、濃厚タンパク質溶液を提供する工程、
(ｄ)前記濃厚タンパク質溶液を約１５℃未満の冷却水中に希釈してタンパク質ミセルを形成させる工程、
(ｅ)タンパク質ミセルを沈降させて、無定形粘着性ゼラチン状グルテン様ミセル塊を形成する工程、および
(ｆ)乾燥重量基準のケルダール窒素×６．２５により決められる少なくとも約１００重量％のタンパク質濃度を有する上澄みからタンパク質ミセルを回収する工程
を含む方法。
【請求項２】
前記油糧種子粗粉の前記抽出が、イオン強度が少なくとも約０．１０でありｐＨが約５〜約６．８である食品級塩水溶液を用いて行われる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記食品級塩水溶液のイオン強度が約０．１５〜約０．６である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記食品級塩水溶液のｐＨが約５．３〜約６．２である請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記油糧種子粗粉の前記抽出が前記食品級塩水溶液を攪拌しつつ約１０分〜約３０分間行われる請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記抽出工程中における前記食品級塩水溶液中での油糧種子粗粉の濃度が約５〜約１５％ｗ／ｗである請求項５に記載の方法。
【請求項７】
抽出工程から得られる前記タンパク質水溶液の濃度が約１０〜約２５ｇ／Ｌである請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記油糧種子粗粉の前記抽出が、イオン強度が少なくとも約０．１０でありｐＨが約６．８〜約９．８である食品級塩水溶液を用いて行われ、残留油糧種子粗粉からのタンパク質水溶液の前記分離に続いて、タンパク質水溶液のｐＨを約５〜約６．８に調節する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記食品級塩水溶液のイオン強度が約０．１５〜約０．６である請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
タンパク質水溶液のｐＨが５．３〜約６．２に調節される請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記油糧種子粗粉がカノーラ油糧種子粗粉であり、残留カノーラ種荒粉からのタンパク質水溶液の前記分離に続いて、タンパク質水溶液を色素除去工程に付する請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記色素除去工程が、タンパク質水溶液のダイアフィルトレーションにより行われる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記色素除去工程が、色素吸着剤をタンパク質水溶液と混合し、続いて、タンパク質水溶液から色素吸着剤を除去することにより行われる請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
色素吸着剤が粉末活性炭である請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記油糧種子粗粉が水により抽出され、それに続いて食品級塩を、得られるタンパク質水溶液に添加して、イオン強度が少なくとも約０．１０であるタンパク質水溶液を提供する請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記濃縮工程が、約２０℃〜約６０℃の温度での限外濾過により行われて、タンパク質濃度が少なくとも約２５０ｇ／Ｌである濃厚タンパク質溶液が提供される請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記濃厚タンパク質溶液を、少なくとも約２０℃の温度で温めて、しかしそれを超えると濃厚タンパク質溶液の温度が希釈時のミセル形成を許容しなくなる温度を超えない温度に温めて、濃縮タンパク質溶液の粘度を低下する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記濃厚タンパク質溶液を、約２５℃〜約４０℃の温度に温める請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記濃厚タンパク質溶液を、所望の希釈度の達成に必要な体積の水に濃厚タンパク質溶液を添加することにより、約１５倍以下希釈する請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記水の温度が約１０℃未満である請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記濃厚タンパク質溶液を約１０倍以下希釈する請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
回収されたタンパク質ミセル塊を乾燥してタンパク性粉末にする請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記油糧種子粗粉がカノーラ種粗粉であり、そこからタンパク質ミセル塊を回収した後、上澄みを加工して更なる量のタンパク質単離物をそこから回収する請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
上澄みを約１００〜約４００ｇ／Ｌ、好ましくは約２００〜約３００ｇ／Ｌのタンパク質濃度に濃縮し、濃縮された上澄みを乾燥することにより、上澄みから前記更なる量のタンパク質単離物を回収する請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
上澄みを約１００〜約４００ｇ／Ｌ、好ましくは約２００〜約３００ｇ／Ｌのタンパク質濃度に濃縮し、濃縮された上澄みを、回収されたタンパク質ミセル塊と混合し、混合物を乾燥することにより、上澄みから前記更なる量のタンパク質単離物を回収する請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
上澄みを約１００〜約４００ｇ／Ｌ、好ましくは約２００〜約３００ｇ／Ｌのタンパク質濃度に濃縮し、前記濃縮された上澄みの一部を、回収されたタンパク質ミセル塊の少なくとも一部と混合し、得られる混合物を乾燥することにより、上澄みから前記更なる量のタンパク質単離物を回収する請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
濃縮された上澄みの残りを乾燥し、回収されたタンパク質ミセル塊の残りを乾燥する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記希釈、沈降および回収工程の代わりに、濃縮されたタンパク質溶液を透析してその塩含量を低下させると共にタンパク質ミセルの形成を引き起こし、乾燥重量基準のケルダール窒素×６．２５により決められる少なくとも約１００重量％のタンパク質濃度を有する透析された濃厚タンパク質溶液からタンパク質単離物を回収する請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記タンパク質単離物回収を、透析された濃厚タンパク質溶液を乾燥することにより行う請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記油糧種子粗粉がカノーラ油糧種子粗粉である請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
カノーラ油糧種子粗粉が冷圧されたカノーラ油糧種子粗粉である請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
カノーラ油糧種子粗粉が非遺伝的に変性されたカノーラ油糧種子から誘導される請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
油糧種子粗粉がナタネ粗粉である請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
油糧種子粗粉がカラシ種子粗粉である請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
請求項２４に記載の方法により製造される、乾燥重量基準のケルダール窒素×６．２５により決められる少なくとも約９０重量％のタンパク質濃度を有するカノーラタンパク質単離物。
【請求項３６】
請求項２５に記載の方法により製造される、乾燥重量基準のケルダール窒素×６．２５により決められる少なくとも約９０重量％のタンパク質濃度を有するカノーラタンパク質単離物。
【請求項３７】
請求項２６に記載の方法により上澄みから製造される、乾燥重量基準のケルダール窒素×６．２５により決められる少なくとも約９０重量％のタンパク質濃度を有するカノーラタンパク質単離物。
【請求項３８】
請求項２９に記載の方法により製造される、乾燥重量基準のケルダール窒素×６．２５により決められる少なくとも約９０重量％のタンパク質濃度を有するカノーラタンパク質単離物。
【請求項３９】
着色の減少したカノーラタンパク質単離物を調製する方法であって、
(ａ)少なくとも約５℃の温度でカノーラ油糧種子粗粉を抽出して、このカノーラ油糧種子粗粉中での可溶化を引き起こすと共にタンパク質含量が約５〜約２５ｇ／ＬでありｐＨが約５〜約６．８であるタンパク質水溶液を形成する工程、
(ｂ)残留カノーラ油糧種子粗粉からタンパク質水溶液を分離する工程、
(ｃ)タンパク質水溶液を色素除去工程に付する工程、
(ｄ)選択的膜技術を用いて、イオン強度を実質的に一定に維持しつつ、前記タンパク質水溶液のタンパク質濃度を少なくとも約２００ｇ／Ｌまで上昇させて、濃厚タンパク質溶液を提供する工程、
(ｅ)前記濃厚タンパク質溶液を約１５℃未満の冷却水中に希釈してタンパク質ミセルを形成させる工程、
(ｆ)タンパク質ミセルを沈降させて、無定形粘着性ゼラチン状グルテン様ミセル塊を形成する工程、および
(ｇ)乾燥重量基準のケルダール窒素×６．２５により決められる少なくとも約９０重量％のタンパク質濃度を有する上澄みからタンパク質ミセルを回収する工程
を含んでなる方法。
【請求項４０】
前記色素除去工程が、タンパク質水溶液のダイアフィルトレーションにより行われる請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記色素除去工程が、色素吸着剤をタンパク質水溶液と混合し、続いて、タンパク質水溶液から色素吸着剤を除去することにより行われる請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記色素吸着剤が粉末活性炭である請求項４１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の開示）
本出願は、2001年5月4日付け出願の同時係属米国特許出願第60/288,415号、2001年10月5日付け出願の第60/326,987号、2001年11月7日付け出願の第60/331,066号、および2001年11月26日付け出願の第60/333,494号からの35USC119(e)による優先権を請求する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、油糧種子タンパク質単離物、特にカノーラタンパク質単離物を製造するための改良された方法に関する。
【０００３】
（背景技術）
譲受者に譲受されその開示がここで参考のために取り込まれる米国特許第5,844,086号および第6,005,076号(「Murray II」)において、脂肪含量の多いカノーラ油糧種子粗粉を含む、脂肪含量の多い油糧種子粗粉からタンパク質単離物を単離するための方法が開示されている。このプロセスに含まれる工程は、油糧種子粗粉からのタンパク質材料を可溶化し、粗粉中の脂肪も可溶化し、得られるタンパク質水溶液から脂肪を除去することを含む。タンパク質水溶液は、脂肪除去工程の前または後に残留油糧種子粗粉から分離することができる。次に、イオン強度を実質的に一定に維持しつつ、脱脂タンパク質溶液を濃縮してタンパク質濃度を上昇させ、その後、濃縮されたタンパク質溶液をさらなる脂肪除去工程に付することができる。次に、濃縮されたタンパク質溶液を希釈して、ミセル状の分離したタンパク質滴として高度に会合したタンパク質分子の曇状塊の形成を引き起こす。タンパク質ミセルを沈降させて、「タンパク質ミセル塊」すなわちＰＭＭと呼ばれる凝固し癒着した濃い無定形の粘着性のグルテン様タンパク質単離物塊を形成し、これを、残留水相から分離し乾燥する。
【０００４】
タンパク質単離物は、(ケルダールＮ×6.25により決められる)少なくとも約90重量％のタンパク質含量を有し、実質的に非変性(示差走査熱量測定により決められる)であり、低残留脂肪含量を有する。ここで用いられる「タンパク質含量」という用語は、乾燥重量基準で表される、タンパク質単離物中のタンパク質の量を意味する。乾燥タンパク質単離物として回収される油糧種子粗粉から抽出されるタンパク質の割合としての、この手順を用いて得られるタンパク質単離物の収率は、通常、40重量％より小さい、典型的には約20重量％であった。
【０００５】
前記Murray II特許に記載された手順は、米国特許第4,208,323号(Murray IB)に記載のように、油糧種子を含む種々のタンパク質源材料からタンパク質単離物を形成するための手順の変更としておよび改良のために開発された。米国特許第4,208,323号が発行された1980年に入手できた油糧種子粗粉は、Murray II特許の際に利用できたカノーラ油糧種子粗粉の油糧混入水準を有しておらず、その結果、米国特許第4,208,323号の手順は、Murray IIプロセスにより加工されたそのような油糧種子粗粉から、タンパク質含量が90重量％を越えるタンパク質材料を製造することができない。出発材料としてナタネ(カノーラ)粗粉を用いて行われるいかなる特定の実験も米国特許第4,208,323号において記載されていない。
【０００６】
米国特許第4,208,323号それ自体は、希釈前に濃縮工程を導入してＰＭＭを形成することにより米国特許第4,169,090号および第4,285,862号(Murray IA)に記載のプロセスを改良するために設計された。Murray IAの特許は、ナタネ油を含むが、生成物の純度は指示していない一つの実験を記載している。Murray IBの特許に記載の濃縮工程は、Murray IAのプロセスについての約20％から、タンパク質単離物の収率を改良するのに役立った。
【０００７】
（発明の開示）
これらの従来技術のタンパク質単離物プロセスを改良して、それらを油糧種子、特にカノーラに適用して、油糧種子から抽出されたタンパク質の割合として、少なくとも40重量％または多くの場合それ以上、少なくとも80重量％の乾燥タンパク質単離物の向上した収率を得、ケルダール窒素転化率Ｎ×6.25において少なくとも約100重量％の高い純度のタンパク質単離物を得ることができることが分かった。
【０００８】
さらに、カノーラ粗粉に適用されるようなMurray IAおよびIB、ならびにMurray IIのプロセスにおいて粗粉から抽出されたカノーラタンパク質のかなりの部分が、ＰＭＭ形成工程からの上澄みの廃棄の結果として、失われることがわかった。ここで、従来の手順へのさらなる改良が提供され、それによりタンパク質の全収率が改良され、ここで、上澄み中に存在するタンパク質は、通常、濃縮して不純物を除去し濃厚物を乾燥する工程により回収される。上澄みから得られた生成物は、通常、タンパク質濃度(Ｎ×6.25)が100％を超える新規カノーラタンパク質単離生成物である。そのような新規生成物が、本発明のさらなる局面を提供する。
【０００９】
従来の手順に対するさらなる改良として、濃縮された上澄みをＰＭＭと混合し、混合物を乾燥することができる。別の方法として、濃縮上澄みの一部を、ＰＭＭの少なくとも一部と混合して、得られる混合物を乾燥することができる。後者の生成物は新規カノーラタンパク質単離生成物であり、本発明のさらなる局面を構成する。
【００１０】
本発明の一つの局面によれば、タンパク質単離物を調製する方法であって、(a)少なくとも約5℃、好ましくは約35℃までの温度で油糧種子粗粉を抽出して、この油糧種子粗粉中でタンパク質の溶解を引き起こすと共にタンパク質含量が約5〜約25 g/LでありpHが約5〜約6.8であるタンパク質水溶液を形成する工程、(b)残留油糧種子粗粉からタンパク質水溶液を分離する工程、(c)選択的膜技術を用いて、イオン強度を実質的に一定に維持しつつ、前記タンパク質水溶液のタンパク質濃度を少なくとも約200 g/Lまで上昇させて、濃厚タンパク質溶液を提供する工程、(d)前記濃厚タンパク質溶液を約15℃未満の冷却水中に希釈してタンパク質ミセルを形成させる工程、(e)タンパク質ミセルを沈降させて、無定形粘着性ゼラチン状グルテン様ミセル塊を形成する工程、および(f)乾燥重量基準のケルダール窒素×6.25により決められる少なくとも約100重量％のタンパク質濃度を有する上澄みからタンパク質ミセルを回収する工程を含んでなる方法が提供される。回収されたタンパク質ミセル塊を乾燥することができる。タンパク質単離物は実質的に非変性(示差走査熱量分析により決められる)である。
【００１１】
タンパク質ミセル塊状のタンパク質単離生成物を、ここで「グルテン様」と記載する。この記載は、単離物の外観および感触が、生体小麦グルテンと類似していることを示すことを意図しており、グルテンとの化学的同一性を示すことを意図していない。
【００１２】
この方法の一つの態様において、沈降工程からの上澄みは濃縮され、得られる濃厚上澄みは乾燥されて、乾燥重量で少なくとも約90重量％(Ｎ×6.25)のタンパク質濃度を有するタンパク質単離物が提供される。そのようなタンパク質単離物は新規生成物であり、本発明のさらなる局面により提供される。
【００１３】
この方法のもう一つの態様において、沈降工程からの上澄みが濃縮され、得られる濃縮上澄みがタンパク質ミセル塊と混合されてから乾燥され、得られる混合物が乾燥されて、乾燥重量で少なくとも約90重量％(Ｎ×6.25)のタンパク質濃度を有するタンパク質単離物が提供される。そのようなタンパク質単離物は新規生成物であり、本発明のもう一つの局面により提供される。
【００１４】
本発明のさらなる態様において、得られる工程からの上澄みが濃縮され、得られる濃縮上澄みの一部のみがタンパク質ミセル塊の少なくとも一部と混合されてから乾燥されて、乾燥重量で少なくとも約90重量％(Ｎ×6.25)のタンパク質濃度を有する本発明の他の新規タンパク質単離物が提供される。
【００１５】
本発明の方法における重要な工程であって、少なくとも100重量％の純度でタンパク質単離物を今まで得られていたよりも高い収率で得るための性能は、前述の従来手順におけるよりもかなり高い値である少なくとも約200 g/Lのタンパク質濃度までタンパク質溶液を濃縮することである。もう一つの重要な工程は、タンパク質ミセル塊のみが回収される場合、要すれば濃縮タンパク質溶液を温めてから、1:15より小さな希釈率で冷水中に希釈する工程である。この特異的な組み合わせのパラメーターは、従来技術に記載されておらず、ここに記載の高タンパク質収率および高純度タンパク質単離物の有利な結果でもない。特にカノーラ粗粉の場合にタンパク質収率を向上させるさらなる工程は、ＰＭＭ形成からの上澄みからさらなる量のタンパク質を回収すること、および沈降工程である。
【００１６】
本発明のもう一つの局面によれば、着色の減少したカノーラタンパク質単離物を調製する方法であって、(a)少なくとも約5℃の温度でカノーラ油糧種子粗粉を抽出して、このカノーラ油糧種子粗粉中での可溶化を引き起こすと共にタンパク質含量が約5〜約25 g/LでありpHが約5〜約6.8であるタンパク質水溶液を形成する工程、(b)残留カノーラ油糧種子粗粉からタンパク質水溶液を分離する工程、(c)タンパク質水溶液を色素除去工程に付する工程、(d)選択的膜技術を用いて、イオン強度を実質的に一定に維持しつつ、前記タンパク質水溶液のタンパク質濃度を少なくとも約200 g/Lまで上昇させて、濃厚タンパク質溶液を提供する工程、(e)前記濃厚タンパク質溶液を約15℃未満の冷却水中に希釈してタンパク質ミセルを形成させる工程、(f)タンパク質ミセルを沈降させて、無定形粘着性ゼラチン状グルテン様ミセル塊を形成する工程、および(g)乾燥重量基準のケルダール窒素×6.25により決められる少なくとも約90重量％のタンパク質濃度を有する上澄みからタンパク質ミセルを回収する工程を含んでなる方法が提供される。
【００１７】
ここで本発明により製造されたタンパク質単離物は、加工食品のタンパク質強化、油の乳化、焼成品における本体部形成材料、およびガスを補足する生成物中の起泡剤のようなタンパク質単離物の従来の用途において用いることができる。さらに、タンパク質単離物は、肉類似物において有用なタンパク質繊維に形成することができ、卵白代替物として、もしくは卵白がバインダーとして用いられる食品中の増量剤として用いることができる。カノーラタンパク質単離物は、栄養補助食品として用いることができる。カノーラタンパク質単離物の他の用途は、ペットフード、動物飼料、産業および化粧用途ならびにパーソナルケア製品である。
【００１８】
（図面の簡単な説明）
図１は、本発明の一つの態様により、油糧種子タンパク質単離物および他の生成物を製造するための手順の概略的フローシートである。
【００１９】
（発明の詳細な説明）
本発明の最初の工程は、油糧種子粗粉、特にカノーラ粗粉からのタンパク質材料を可溶化することを含むが、この方法は、大豆、在来種ナタネ、在来種アマ、リノーラ(linola)、ヒマワリおよびカラシ油糧種子粗粉のような他の油糧種子粗粉に適用してよい。本発明をここでは特にカノーラ種子粗粉について説明する。
【００２０】
カノーラ種子粗粉から回収されたタンパク質材料は、カノーラ種子または他の油糧種子において天然に発生するタンパク質であって良い、またはタンパク質材料は、遺伝的操作により変性されているが、天然タンパク質の疎水性で極性の特性を有することを特徴とするタンパク質であってよい。カノーラ粗粉は、例えば熱ヘキサン抽出または冷間脂肪押出し法により得られる、種々の非変性タンパク質を含むカノーラ油糧種子からカノーラ油糧を除去することにより生じるカノーラ粗粉であってよい。カノーラ油糧種子からのカノーラ油糧の除去は通常本発明のタンパク質単離物回収手順とは別途の操作により行われる。
【００２１】
タンパク質可溶化は、塩の存在が油糧種子粗粉からの可溶性タンパク質の除去を向上させるので、食品級塩溶液を用いることにより最も効率的に行われる。食品級塩は通常塩化ナトリウムであるが、塩化カリウムのような他の塩を用いてよい。食品級塩溶液は少なくとも約0.10、好ましくは少なくとも約0.15のイオン強度を有し、それにより多量のタンパク質の可溶化を行うことが可能になる。塩溶液のイオン強度が上昇すると、油糧種子中のタンパク質の可溶化度が最初に上昇し最大値が達成されるまで上昇する。いかなるその後のイオン強度の増加も可溶化された全タンパク質を増加させない。最大のタンパク質可溶化を引き起こす食品級塩溶液のイオン強度は、関与する塩および選択された油糧種子粗粉により変化する。
【００２２】
イオン強度が増すタンパク質沈降に必要なより大きな希釈度を考慮すると、通常約0.8未満、より好ましくは約0.15〜約0.6のイオン強度を利用することが好ましい。
【００２３】
タンパク質の塩可溶化は、好ましくは攪拌を伴って、少なくとも約5℃、好ましくは約35℃までの温度で行われ、それにより、通常約10分〜約60分である可溶化時間を短縮させる。全体として高い生成物収率が提供されるように、油糧種子粗粉から実質的に最大量のタンパク質を抽出するために可溶化を行うことが好ましい。
【００２４】
この温度より低いと可溶化が非実用的に遅いので約5℃の温度下限が選択され、バッチ式でより温度が高いとプロセスが非経済的になるので約35℃の好ましい温度上限が選択される。
【００２５】
食品級塩水溶液および油糧種子粗粉は、約5〜約6.8の天然pHを有し、それにより、以下により詳細に説明するようなミセル経路によりタンパク質単離物を形成することが可能になる。タンパク質単離物の最大収率のための最適pH値は、選択される油糧種子粗粉により変化する。
【００２６】
pHの限界およびその周囲においては、ミセル経路を通してタンパク質単離物の形成は部分的にしか生じず、そのpH領域の他の部分で得られるよりも収率が低い。これらの理由により、約5.3〜約6.2のpH値が好ましい。
【００２７】
必要により、通常塩酸である任意の都合の良い食品級酸、または通常水酸化ナトリウムである食品級アルカリを使用して、抽出工程において用いるための約5〜約6.8の範囲内の任意の望ましい値に食品級塩溶液のpHを調節することができる。
【００２８】
可溶化工程中における食品級塩溶液中の油糧種子粗粉の濃度は、広範囲に変化して良い。典型的な濃度値は、約5〜約15 w/v％である。
【００２９】
塩水溶液を用いるタンパク質抽出工程は、カノーラ粗粉中に存在し得る油糧を可溶化するさらなる効果を有しており、それにより水相中に脂肪が存在することになる。
【００３０】
抽出工程から生じるタンパク質溶液は、通常、タンパク質濃度が約5〜約30 g/Lであり、好ましくは約10〜約25 g/Lある。
【００３１】
抽出工程が生じる水相は、次に、真空濾過のような任意の従来の方法により残留カノーラから分離し、続いて、遠心分離および／または濾過により残留粗粉を除去することができる。分離された残留粗粉は、処分のために乾燥することができる。
【００３２】
最終的カノーラタンパク質単離物の色は、粉末活性炭または他の色素吸着剤を、分離されたタンパク質水溶液と混合し、続いて、都合良くは濾過により吸着剤を除去することにより、薄い色で弱い黄色に改良することができる。分離されたタンパク質水溶液のダイアフィルトレーションも、色素除去に用いることができる。
【００３３】
そのような色素除去工程は、任意の従来の条件、通常、分離されたタンパク質水溶液の周囲温度で、任意の適当な色素吸着剤を用いて行われる。粉末活性炭の量は、約0.025 w/v％〜約5 w/v％、好ましくは約0.05 w/v％〜約2 w/v％である。
【００３４】
Murray II特許に記載のように、カノーラ油糧種子が多量の脂肪を含む場合、そこに記載の脱脂工程を、分離されたタンパク質水溶液および濃縮されたタンパク質水溶液について行うことができる。
【００３５】
食品級塩水溶液を用いる油糧種子粗粉の抽出の代替手段として、水のみを用いてそのような抽出を行うことができるが、水のみの利用は、食品級塩水溶液の場合よりも、油糧種子粗粉からのタンパク質の抽出量が少なくなる傾向がある。そのような代替手段を用いる場合、以下に記載の濃縮工程中に溶液中にタンパク質を維持するために残留油糧種子粗粉から分離した後に、前述の濃度の食品級塩をタンパク質溶液に添加することができる。色除去工程および／または最初の脂肪除去工程を行う場合、通常、そのような操作の完了後に食品級塩が添加される。
【００３６】
もう一つの代替手順は、約6.8の比較的高いpH値、通常、約9.8までのpH値において食品級塩溶液を用いて油糧種子粗粉を抽出することである。食品級塩容器のpHは、水酸化ナトリウム水溶液のような従来の任意の食品級アルカリを用いて、アルカリpHに調節することができる。そのような代替手段を用いる場合、油糧種子粗粉抽出工程から生じる水相は、次に、真空濾過のような任意の従来の方法において残留カノーラ粗粉から分離され、続いて、遠心分離および／または濾過により残留粗粉が除去される。分離された残留粗粉は、処分のために乾燥することができる。
【００３７】
高pH抽出工程から得られるタンパク質水溶液は、次に、前述のように約5〜約6.8、好ましくは約5.3〜約6.2の範囲にpH調節され、その後、以下に記載のようにさらに加工する。そのようなpH調節は、塩酸のような任意の従来の食品級酸を用いて行うことができる。
【００３８】
タンパク質水溶液は、次に、そのイオン強度を実質的に一定に維持しつつ、濃縮されてそのタンパク質濃度が増加する。そのような濃縮は、タンパク質濃度が少なくとも約200 g/L、好ましくは少なくとも約250 g/Lである濃厚タンパク質を提供するために行われる。
【００３９】
濃縮工程は、異なる膜材料および構造を有する、約3000〜約5000ダルトンの適当な分子量切り捨て型の中空−繊維膜または螺旋巻膜のような膜を用いる限外濾過またはダイアフィルトレーショのような従来の選択的膜技術により行うことができる。
【００４０】
濃縮工程は、任意の好都合な温度で、通常約20℃〜約60℃の温度で、所望の濃縮度を得るための時間、行うことができる。温度およびある程度の他の条件は、濃縮を行うために用いられる膜技術、および溶液の所望のタンパク質濃縮に依存する。
【００４１】
Murray IおよびMurray IIプロセスを用いる場合に以前に考えられ達成される水準をはるかに越えている、約200 g/Lを超える濃度にこの工程においてタンパク質溶液を濃縮することは、乾燥タンパク質単離物として回収される抽出タンパク質の割合として約40重量％を越える、好ましくは約80重量％を超える水準にプロセス収率を上昇させるのみならず、乾燥後の最終タンパク質単離物の塩濃度も低下させる。単離物の塩濃度を制御する性能は、塩濃度の変化が特定の食品用途における機能および感覚特定に影響を与える場合、単離物の適用において重要である。
【００４２】
よく知られているように、限外濾過および類似の選択的膜技術により、低分子量種がそこを通過することができるが、高分子量種の通過は防止される。低分子量種は、食品級塩のイオン種のみならず、炭水化物、ペプチド、色素および抗栄養因子のような供給源材料から抽出された低分子量材料、並びに低分子量型のタンパク質も含む。上記の膜による分子量カットオフは、通常、溶液中のタンパク質のかなりの割合の維持を確保するように選択され、一方異なる膜材料および構造に係わらず不純物が通過するように選択される。
【００４３】
濃縮工程で用いられる温度に依存して、濃厚タンパク質溶液を少なくとも約20℃および約60℃まで、好ましくは約25℃〜約40℃の温度に温めることにより、濃厚タンパク質溶液の粘度を低下させて、その後の希釈工程およびミセル形成の性能を容易にする。濃厚タンパク質溶液は、その温度を越えると濃厚タンパク質溶液が冷水による希釈時にミセル形成を許容しない、という温度を超えて加熱してはならない。濃厚タンパク質溶液は、要すればMurray IIにより記載のようなさらなる脱脂操作に付することができる。
【００４４】
濃縮工程および任意の脱脂工程から生じる濃厚タンパク質溶液は、次に、所望の希釈度を達成するのに必要な体積を有する水中に濃厚タンパク質溶液を添加することにより、ミセル形成が行われるように希釈される。ミセル経路により得られることが望まれるカノーラタンパク質、および上澄みからのタンパク質の割合に依存して、濃厚タンパク質溶液の希釈度を変えることができる。通常、希釈水準が高いと、より多くの割合のカノーラタンパク質が水相中に残る。
【００４５】
ミセル経路により最も大きな割合のタンパク質を提供することが望まれる場合、濃厚タンパク質溶液は約15倍以下、好ましくは約10倍以下希釈される。
【００４６】
濃厚タンパク質溶液がそこに供給される水は、約15℃未満、通常約3℃〜約15℃、好ましくは約10℃未満の温度であるが、これは、用いられる希釈係数においてこれらの冷たい温度でタンパク質ミセル塊状のタンパク質単離物の改良された収率が達成されるからである。
【００４７】
濃厚タンパク質溶液の希釈およびその後のイオン強度の低下は、ミセル状の分離したタンパク質滴として高度に会合したタンパク質分子の曇状塊の形成を引き起こす。タンパク質ミセルは、沈降されて、凝固し癒着した濃い無定形の粘着性のグルテン様タンパク質単離物塊が形成される。沈降は、遠心分離などにより補助することができる。そのような低下した沈降により、タンパク質ミセル塊の液体含量が減少し、それにより、湿分含量が、通常、ミセル塊全体の約70重量％〜約95重量％から、約50重量％〜約80重量％に低下される。このようにミセル塊の湿分含量が減少すると、ミセル塊の吸臓塩含量も減少し、乾燥単離物の塩含量も減少する。
【００４８】
タンパク質溶液を少なくとも約200 g/Lのタンパク質含量に濃縮することと、約15未満の希釈係数を用いることを組み合わせることにより、前述の従来技術の手順(Murray IA、IBおよびII)のどれかを用いて達成される場合と比べて、最初の粗粉抽出物からのタンパク質ミセル塊状のタンパク質の回収率としての収率が高くなり、多くの場合、かなり収率が高くなり、タンパク質含量においてより純粋な単離物が得られる。
【００４９】
「タンパク質ミセル塊」すなわちＰＭＭと呼ばれる無定形の凝固した粘着性のゼラチン状グルテン様タンパク質塊としての沈降単離物は、沈降塊からの残留水相のデカントまたは遠心分離により、残留水相または上澄みから分離される。ＰＭＭは、湿潤状態で用いるまたは、噴霧乾燥、凍結乾燥または真空ドラム乾燥のような任意の従来技術により乾燥して乾燥状態にして良い。乾燥ＰＭＭは、約100重量％タンパク質(ケルダールＮ×6.25と呼ばれる)を超える高いタンパク質含量を有し、実質的に非変性である(示差操作熱量分析により決められる)。油糧種子粗粉から単離された乾燥ＰＭＭも、Murray IIの手順を用いた場合、約１重量％を下回る低い残留油糧含量を有する。
【００５０】
本発明の一つの局面によれば、特にカノーラタンパク質に適用した場合、ＰＭＭ形成および沈降工程からの上澄みが、多くの量のカノーラタンパク質を含み、希釈工程で沈降しないことがわかった。Murray IA、IBおよびIIの特許において、上澄みからさらなるタンパク質を回収する試みは提案されておらず、上澄みの潜在的タンパク質含量について、この従来技術において、観察されていない。本発明のこの局面によれば、上澄みからカノーラタンパク質を回収する工程が行われる。
【００５１】
そのような手順において、希釈工程からの上澄みは、ＰＭＭの除去に続いて、そのタンパク質濃度を上昇させるために濃縮することができる。そのような濃縮は、カノーラタンパク質を溶液中に維持しつつ、食品級塩および供給源材料から抽出された他の非タンパク質低分子量材料を含む低分子量種が膜を通過できるようにする適当な分子量の膜を用いる限外濾過のような任意の従来の選択的膜技術を用いて行われる。異なる膜および構造に係わらず約3000〜約10000ダルトンの分子量切り捨ての限外濾過膜を用いることができる。このように上澄みを濃縮すると、タンパク質を回収するために乾燥することが必要な液体の体積も低下し、従って、乾燥に必要なエネルギーも低下する。上澄みは、通常、乾燥前に、約100〜400 g/L、好ましくは約200〜約300 g/Lのタンパク質濃度に濃縮される。
【００５２】
濃縮された上澄みは、噴霧乾燥、凍結乾燥または真空ドラム乾燥のような任意の従来技術により、乾燥状態に乾燥して、さらなるカノーラタンパク質単離物を提供することができる。そのようなさらなるカノーラタンパク質単離物は、通常約90重量％タンパク質(ケダールＮ×6.25と計算される)を超える高いタンパク質含量を有しており、実質的に非変性である(示差操作熱量分析により決められる)。要すれば、湿ったＰＭＭは、濃縮された上澄みと組み合わせてから、任意の従来技術により組み合わせたタンパク質流を乾燥して、組み合わされたカノーラタンパク質単離物が提供される。組み合わされたカノーラタンパク質単離物は、約90重量％タンパク質(ケダールＮ×6.25と計算される)を超える高いタンパク質含量を有しており、実質的に非変性である(示差操作熱量分析により決められる）。
【００５３】
もう一つの別の手順において、濃縮された上澄みの一部のみを、ＰＭＭの少なくとも一部と混合して、得られる混合物を乾燥することができる。濃縮された上澄みの残りは、ＰＭＭの残りと同様に乾燥することができる。さらに、乾燥されたＰＭＭおよび乾燥された上澄みも、任意の相対的比率で混合することができる。
【００５４】
このように操作することにより、多くのカノーラタンパク質単離物を、乾燥ＰＭＭ、乾燥上澄みおよび、通常重量基準で約5:95〜約95:5であるＰＭＭと上澄みとの種々の重量割合での乾燥混合物として回収することができ、これは異なる機能および栄養特性を達成するのに望ましいものである。
【００５５】
濃厚タンパク質溶液を冷水中に希釈し、得られる沈殿および上澄みを前述のように加工することの代替手段として、濃厚タンパク質溶液を透析することにより濃厚タンパク質溶液からタンパク質を回収してその塩濃度を低下させることができる。濃厚タンパク質溶液の塩含量を低下させると、透析管中にタンパク質ミセルが形成される。透析に続いて、前述のように、タンパク質ミセルを沈降させ、収集し乾燥することができる。タンパク質ミセル沈降工程からの上澄みを前述のように加工して、さらなるタンパク質をそこから回収することができる。また、透析管の内容物を直接乾燥することができる。後者の代替手順は、実験室規模での少量のタンパク質が必要な場合、有効である。
【００５６】
（好ましい実施形態の説明）
図1において、本発明の一つの態様のフローシートを模式的に示す。カノーラ油糧種子粗粉および水性抽出媒体が、ライン10により抽出容器12に送られ、そこで、油糧種子粗粉を抽出し、タンパク質水溶液が形成される。タンパク質水溶液および残留油糧種子粗粉のスラリーが、ライン14により真空濾過ベルト16に送られ、残留油糧種子粗粉が分離され、これがライン18により除去される。タンパク質水溶液は、次に、ライン20により清澄化操作22に送られ、そこでタンパク質水溶液が遠心分離され濾過されて細かい成分が除去され、これがライン24により回収される。
【００５７】
清澄化タンパク質水溶液は、ライン26により限外濾過膜28を通すようにポンプ送りされて、ライン30内の濃縮物として濃厚タンパク質溶液が提供され、透過物がライン32により回収される。濃厚タンパク質溶液が、ライン36により供給された冷水を含む沈降容器34内に送られる。沈降容器34で形成されたタンパク質ミセル塊は、ライン38により除去され、噴霧乾燥機40を通過して乾燥カノーラタンパク質単離物42を提供する。
【００５８】
沈降容器34からの上澄みはライン44により除去され、限外濾過膜46を通すようにポンプ送りされて、ライン48内の濃縮物としての濃厚タンパク質溶液を提供し、透過物がライン50により除去される。濃厚タンパク質溶液は、噴霧乾燥機52を通して送られ、さらなる乾燥カノーラタンパク質単離物54が提供される。
【００５９】
代替手段として、ライン48内の濃厚タンパク質溶液をライン56により送ってタンパク質ミセル塊と混合してから、この混合物が噴霧乾燥機40により乾燥される。
【００６０】
（実施例）
（実施例１）
この実施例は、本発明の方法を説明する。
【００６１】
市販のカノーラ粗粉「a」 kgを、周囲温度で、0.15M NaCl溶液「b」 Lに添加し、30分間攪拌して、タンパク質含量「c」 g/Lのタンパク質水溶液を提供する。残留カノーラ粗粉を除去し、真空濾過ベルト上で洗った。得られるタンパク質溶液を遠心分離により清澄化して、タンパク質含量「e」 g/Lの清澄化タンパク質溶液「d」 Lを提供した。
【００６２】
タンパク質抽出物溶液すなわち「f」 Lのタンパク質抽出物溶液を、「h」ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過系上で濃縮して体積を「g」 Lまで下げた。得られる濃厚タンパク質溶液はタンパク質含量が「i」 g/Lであった。
【００６３】
「j」℃の濃厚溶液を4℃の水中に希釈「k」した。白く曇ったタンパク質ミセルが直ちに形成され、沈降させた。上側の希釈水を除去し、沈降した粘性の粘着性塊(ＰＭＭ)を、容器の底部から、抽出されたタンパク質の「l」重量％の収率で回収し、乾燥した。乾燥したタンパク質は、タンパク質含量が「m」重量％(Ｎ×6.25)d.b.であることが分かった。生成物は、「n」の表示を与えられた。パラメーター「a」〜「n」を、以下の表１に概説する。
【００６４】
【表１】
2004519255.tif 000003
【００６５】
（実施例２）
手順の条件を変化させて実施例1の方法を繰り返した。多くのパラメーターを検討した。
【００６６】
(a)抽出パラメーター
得られるタンパク質溶液の濃度へのその効果を確認するために抽出パラメーターを変化させた。結果を以下の表２に示す。
【００６７】
【表２】
2004519255.tif 000004
【００６８】
(b)希釈パラメーター
希釈工程からのＰＭＭの収率へのその効果を確認するために、希釈パラメーターを変化させた。結果を、以下の表３に示す。
【００６９】
【表３】
2004519255.tif 000005
【００７０】
（実施例３）
この実施例は、生成物であるタンパク質単離物の収率に対する希釈水温度の影響を示す。
【００７１】
市販のカノーラ粗粉1200 kgを周囲温度で0.15M NaCl 8000 Lに添加し、30分間攪拌してタンパク質含量が17.4 g/Lであるタンパク質水溶液を提供した。残留カノーラ粗粉を除去し、真空濾過ベルト上で洗った。得られるタンパク質溶液を遠心分離により清澄化して、タンパク質含量が14.8 g/Lである清澄化タンパク質溶液7464 Lを得た。
【００７２】
タンパク質抽出物溶液を、3000ダルトン膜を利用して限外濾過系上で濃縮して体積を低下させた。得られる濃縮されたタンパク質溶液は、タンパク質含量が230 g/Lであった。
【００７３】
濃縮した溶液50mlを30℃まで温め、15℃の水道水中に1:10で希釈した。僅かに白色に曇った非常に小さなミセルが形成され、沈降させた。上側の希釈水を除去すると、非常に少量の沈降物が残った。沈降物は、4℃の水道水中に希釈した場合に達成される典型的な50重量％ではなく、濃縮された溶液50ml中に4.5重量％のタンパク質しか示さなかった。BW-AH012-H14-01Aと表示されるバッチから50mlの部分を得た。この実施例からのデータも、希釈比に関連させて上記表３に示す。
【００７４】
（実施例４）
この実施例は、希釈率への、濃縮された溶液の温度の影響を示す。
【００７５】
市販のカノーラ油糧種子粗粉1200 kgを周囲温度で0.15M NaCl 8000 Lに添加し、13℃で30分間攪拌してタンパク質含量が「a」 g/Lであるタンパク質水溶液を提供した。残留カノーラ粗粉を除去し、真空濾過ベルト上で洗った。得られるタンパク質溶液を遠心分離により清澄化して、タンパク質含量が「b」 g/Lである清澄化溶液を得た。
【００７６】
清澄化タンパク質溶液すなわち「c」の量のタンパク質抽出物溶液を、「e」ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過系上で体積を「d」に低下させた。得られる濃縮されたタンパク質溶液は、タンパク質含量が「f」 g/Lであった。ロットに「g」の表示を付した。
【００７７】
パラメーター「a」〜「g」を以下の表４に示す。
【００７８】
【表４】
2004519255.tif 000006
【００７９】
ロットBW-AL011-J16-01Aの濃縮物50mlを30℃および60℃まで温めてから、4℃の水道水中に1:10で希釈した。各場合において、白色に曇ったタンパク質ミセルが直ちに形成され、沈降させた。上側の希釈水を除去し、沈降した粘性の粘着性塊(ＰＭＭ)を乾燥した。ＰＭＭを各実験から回収し、希釈工程の収率を計算した。各場合において、濃縮物の温度が30℃ではタンパク質回収率は57.1重量％であり、60℃では収率は23.7重量％であった。
【００８０】
ロットBW-AL017-D11-02Aの濃縮物5mlを30℃〜60℃の種々の温度まで温めてから、4℃の水中に1:10または1:15の希釈比で希釈した。各場合において、白色に曇ったタンパク質ミセルが直ちに形成され、沈降させた。上側の希釈水を除去し、沈降した粘性の粘着性塊(ＰＭＭ)を乾燥した。ＰＭＭを各実験から回収し、希釈工程の収率を計算した。得られた結果を以下の表５に示す。
【００８１】
【表５】
2004519255.tif 000007
【００８２】
この表からわかるように、やや高い温度では高い収率が得られるが、かなり高い温度では収率が低下する傾向がある。
【００８３】
（実施例５）
この実施例は、さらに粉末活性炭での処理を含む、種々のパラメーターの組み合わせでの、さらなるカノーラタンパク質単離物の調製を示す。
【００８４】
市販のカノーラ粗粉「a」 kgを、周囲温度で、0.15M NaCl溶液「b」 Lに添加し、「c」分間攪拌して、タンパク質含量「d」 g/Lのタンパク質水溶液を提供する。残留カノーラ粗粉を除去し、真空濾過ベルト上で洗った。得られるタンパク質溶液を遠心分離により清澄化して、タンパク質含量「e」 g/Lの清澄化タンパク質溶液を提供した。
【００８５】
「f」重量％粉末活性炭(ＰＡＣ)を清澄化溶液に添加した。上澄みを15分間混合し、それに続いて、ＰＡＣを濾過により除去し、「h」 g/L抽出物「g」 Lを得た。
【００８６】
ＰＡＣ処理工程からのタンパク質抽出物溶液「i」 Lを、30000ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過系上で体積を「j」 Lに下げた。得られる濃厚タンパク質溶液はタンパク質含量が「k」 g/Lであった。
【００８７】
「l」℃の濃厚溶液を4℃の水道水中に1:「m」比で希釈した。直ちに、白色曇りが形成され、沈降させた。上側の希釈水を除去し、沈降した粘性の粘着性塊を乾燥した。形成された乾燥タンパク質は、タンパク質含量が「n」重量％(Ｎ×6.25)d.b.であった。全生成物収率、すなわち、抽出工程中で可溶化されたタンパク質の百分率として表される乾燥タンパク質単離物の平均は「o」重量％であった。生成物は、ＣＰＩ「p」の表示を与えられた。
【００８８】
これらの異なるタンパク質生成物のサンプルのための特定のパラメーター「a」〜「p」を以下の表６に示す。
【００８９】
【表６】
2004519255.tif 000008
【００９０】
カノーラタンパク質単離物の色への、粉末活性炭の添加の効果を以下の実施例7に示す。
【００９１】
（実施例６）
この実施例は、抽出段階において水が用いられ続いて塩が添加される本発明の態様を示す。
【００９２】
市販のカノーラ粗粉150 kgを13℃で水1000 Lに添加し、30分間攪拌して、濃度4.5 g/Lのタンパク質溶液を得た。残留カノーラ粗粉を除去し、真空濾過ベルト上で洗った。タンパク質水溶液を遠心分離により清澄化し、3.8 g/L抽出物1100 Lを得た。
【００９３】
粉末活性炭(ＰＡＣ)を、フィルターパッド上に予備被覆してから、清澄化溶液を濾過して、3.2 g/L抽出物1000 Lを得た。
【００９４】
塩化ナトリウムを、0.15Ｍの濃度まで後者のタンパク質溶液に添加した。タンパク質溶液の体積を、30000ダルトン膜を用いる限外濾過系で10 Lに減少させた。濃縮された溶液はタンパク質含量が292 g/Lであった。濃厚タンパク質溶液を30℃まで温めてから、4℃の水中に1:3で希釈した。
【００９５】
直ちに白色曇りが形成され、沈降させた。上側の希釈水を除去し、沈降した粘性の粘着性塊(ＰＭＭ)を乾燥した。CPI A07-18と示された乾燥したカノーラタンパク質単離物は、タンパク質含量が96重量％タンパク質(Ｎ×6.25)であった。タンパク質回収率は、最初に抽出されたタンパク質の59重量％であった。
【００９６】
（実施例７）
この実施例は、噴霧乾燥された卵白、従来の大豆タンパク質単離物およびMurray IIにより製造された生成物と比較した、ここで製造された特定のカノーラタンパク質単離物の色の比較を提供する。
【００９７】
タンパク質単離物のサンプルを、Minolta比色計を用いて、明度(L)および色度(aおよびb)について評価した。Lab色空間において、値は0〜100で変化し、100が白色で0が黒色である。色度座標であるaおよびｂは、いずれも、最大値が+60および-60であり、+aが赤色方向であり、-aが緑色方向であり、+bが黄色方向であり、-bが青色方向である。
【００９８】
以下の表７は、得られた結果を示す。
【００９９】
【表７】
2004519255.tif 000009
【０１００】
表７に示す結果は、粉末活性炭の使用による、色に対する有益な効果、すなわち、より白く黄色味が少ないことを示している。
【０１０１】
（実施例８）
この実施例は、上澄みから回収されたタンパク質を含む、さらなるカノーラタンパク質単離物の調製を示す。
【０１０２】
市販のカノーラ粗粉「a」 kgを、周囲温度で、0.15M NaCl溶液「b」 Lに添加し、30分間攪拌して、タンパク質含量「c」 g/Lのタンパク質水溶液を提供する。残留カノーラ粗粉を除去し、真空濾過ベルト上で洗った。得られるタンパク質溶液を遠心分離により清澄化して、タンパク質含量「d」 g/Lの清澄化タンパク質溶液を提供し、続いて1重量％粉末活性炭(ＰＡＣ)を添加した。
【０１０３】
上澄みを15分間混合し、それに続いて、ＰＡＣを濾過により除去し、「f」 g/L抽出物「e」 Lを得た。
【０１０４】
ＰＡＣ処理工程からのタンパク質抽出物溶液「g」 Lを、30000ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過系上で体積を「h」 Lに下げた。得られる濃厚タンパク質溶液はタンパク質含量が「i」 g/Lであった。
【０１０５】
「j」℃の濃厚溶液を4℃の水道水中に1：「k」比で希釈した。直ちに、白色曇りが形成され、沈降させた。上側の希釈水を除去し、体積減少係数「l」で3000ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過することにより体積を低下させた。この濃厚物を、沈降した粘性の粘着性塊に添加し、混合物を乾燥した。形成された乾燥タンパク質混合物は、タンパク質含量が「m」重量％(Ｎ×6.25)であった。生成物は、ＣＰＩ「n」の表示を与えられた。
【０１０６】
タンパク質生成物の2つの異なるサンプルの特定のパラメーター「a」〜「n」を以下の表８に示す。
【０１０７】
【表８】
2004519255.tif 000010
【０１０８】
（実施例９）
この実施例は、さらに、ＰＡＣ処理せずに上澄みから回収されたタンパク質を含むさらなるカノーラタンパク質単離物を調製を説明する。
【０１０９】
カノーラ粗粉「a」 kgを、20℃で、0.15M NaCl溶液「b」 Lに添加し、30分間攪拌して、タンパク質含量「c」 g/Lのタンパク質水溶液を提供する。得られるカノーラ粗粉を除去し、真空濾過ベルト上で洗った。得られるタンパク質溶液を遠心分離により清澄化して、濾過によりタンパク質含量「d」 g/Lの清澄化タンパク質溶液を提供した。
【０１１０】
タンパク質抽出物溶液すなわち「e」 Lのタンパク質抽出物溶液を、「f」ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過系上で体積を低下させた。得られる濃厚タンパク質溶液はタンパク質含量が「g」 g/Lであった。
【０１１１】
「h」℃の濃厚溶液を「j」℃の水中に希釈「I」した。直ちに、白色曇りが形成され、沈降させた。上側の希釈水を除去し、3000ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過することにより濃縮して、タンパク質含量が「k」 g/Lである濃縮された上澄みを提供した。濃厚物を、沈殿した粘性の粘着性塊に添加し、混合物を乾燥した。
【０１１２】
乾燥されたタンパク質混合物は、タンパク質含量が「l」重量％(Ｎ×6.25)であることが分かった。タンパク質溶液抽出物からのカノーラタンパク質単離物の収率は「m」重量％であった。生成物は、「n」と表示した。
【０１１３】
タンパク質生成物の2つの異なるサンプルの特定のパラメーター「a」〜「n」を以下の表9に示す。
【０１１４】
【表９】
2004519255.tif 000011
【０１１５】
（実施例１０）
この実施例は、比較的高いpHでのカノーラタンパク質単離物の抽出、および上澄みからのタンパク質の回収を示す。
【０１１６】
市販のカノーラ粗粉150 kgを、周囲温度で、水酸化ナトリウムの添加によりpHが9.5に調節された0.15M NaCl溶液2000 Lに添加し、30分間攪拌して、タンパク質含量13.2 g/Lのタンパク質水溶液を提供する。残留カノーラ粗粉を遠心分離により清澄化し、濾過して、タンパク質含量12.1 g/Lの清澄化タンパク質溶液1210 Lを提供した。
【０１１７】
塩酸の添加により清澄化タンパク質溶液のpHを6.2に調節した。タンパク質抽出物溶液900 Lを3000ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過系上で濃縮することにより体積を50 Lに低下させた。得られる濃厚タンパク質溶液はタンパク質含量が276.2 g/Lであった。
【０１１８】
30℃の濃厚溶液を4℃の水中に1:15で希釈した。直ちに、白色曇りが形成され、沈降させた。上側の希釈水を除去し、3000ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過することにより、この上澄み390 Lを24 Lまで濃縮して、タンパク質含量が149.0 g/Lである濃縮された上澄みを提供した。濃厚物を、沈殿した粘性の粘着性塊に添加し、混合物を乾燥した。
【０１１９】
乾燥されたタンパク質混合物は、タンパク質含量が103.3重量％(Ｎ×6.25)であることが分かった。タンパク質溶液抽出物からのカノーラタンパク質単離物の収率は48.3重量％であった。生成物はBW-AL017-D08-02Aと表示した。
【０１２０】
（実施例１１）
この実施例は、上澄みの加工によるカノーラタンパク質単離物の調製を示す。
【０１２１】
市販のカノーラ粗粉「a」kgを、周囲温度で、0.15M NaCl溶液「b」 Lに添加し、30分間攪拌して、タンパク質含量「c」 g/Lのタンパク質水溶液を提供する。残留カノーラ粗粉を除去し、真空濾過ベルト上で洗った。得られるタンパク質溶液を遠心分離により清澄化して、タンパク質含量「d」 g/Lの清澄化タンパク質溶液を提供した。
【０１２２】
清澄化タンパク質溶液を、30000ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過系上で体積を下げた。得られる濃厚溶液はタンパク質含量が「e」 g/Lであった。
【０１２３】
「f」℃の濃厚溶液を４℃の水道水中に希釈「g」した。直ちに、白色曇りが形成され、沈降させた。上側の希釈水を除去し、沈降した粘性の粘着性塊(ＰＭＭ)を容器の底部から回収して、乾燥した。乾燥されたタンパク質は、タンパク質含量が「k」重量％(Ｎ×6.25)であった。
【０１２４】
除去された上側希釈水を、3000ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過することにより体積を低下させてタンパク質濃度「i」 g/Lとした。濃厚物を乾燥した。形成された乾燥タンパク質は、タンパク質含量が「j」重量％(Ｎ×6.25)であった。生成物に「l」の表示を与えた。
【０１２５】
タンパク質生成物の２つの異なるサンプルの特定のパラメーター「a」〜「l」を以下の表１０に示す。
【０１２６】
【表１０】
2004519255.tif 000012
【０１２７】
（実施例１２）
この実施例は、冷圧カノーラ粗粉および上澄みからのさらなるタンパク質の回収への、本発明の方法の適用を示す。
【０１２８】
カノーラ粗粉50 kgを圧縮して、脂肪13 Lを回収した。得られる破砕粗粉30 kgを、20℃で0.15M NaCl溶液300 Lに添加し、混合物を40分間攪拌して、続いて30分間沈降させた。タンパク質含量19.5mg/mlのタンパク質水溶液200 Lを得た。
【０１２９】
Murray IIの手順に従って、タンパク質水溶液を4℃に冷却し、その温度で16時間冷蔵して、粗粉中に脂肪を存在させ、抽出工程で抽出して、分離した。得られる脂肪層を、タンパク質水溶液の表面から除去した。残りのタンパク質水溶液を、20μｍフィルターパッドを有するフィルタープレスにより濾過して、残りの籾殻の粒子および細胞壁材料、ならびに脂肪の残留粒子を除去した。タンパク質含量14.6 mg/mlの濾液200 Lを得た。
【０１３０】
タンパク質水溶液を、10000ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過系上で濃縮することにより体積を10.5 Lに低下させた。得られる濃厚タンパク質溶液はタンパク質含量が200 g/Lであり、これは、カノーラ粗粉から最初に抽出されたタンパク質の67重量％の収率を示している。得られる10.5 Lの溶液を、再び４℃に冷却し、この温度で16時間冷蔵した。次に、溶液を10000×ｇで5分間遠心分離し、分離した脂肪を、濃厚タンパク質溶液から除去した。
【０１３１】
タンパク質溶液を30℃に温め、4℃の水中に1:9の希釈比で添加した。一晩沈降後、上澄み85 Lをデカントして、沈降した粘性の粘着性塊(ＰＭＭ)約9 Lを得た。ＰＭＭをさらに、10000×ｇで5分間遠心分離し、少量の遠心分離したＰＭＭを凍結乾燥してそのタンパク質含量を決めた。凍結乾燥されたＰＭＭは、タンパク質含量が105.5重量％(Ｎ×6.25)であることがわかった。
【０１３２】
ＰＭＭ形成工程からの上澄みを、10000ダルトン分子量切り捨て膜を用いて限外濾過系上で濃縮することにより体積を11 Lに低下させた。この後者の濃厚タンパク質溶液はタンパク質含量が89.7 mg/mlであった。少量のこの濃縮された溶液を凍結乾燥してそのタンパク質含量を決めた。凍結乾燥されたタンパク質は、タンパク質含量が101.7重量％(Ｎ×6.25)であることがわかった。
【０１３３】
カノーラ粗粉から抽出されたタンパク質からの上澄みから回収されたＰＭＭとしてのタンパク質の合計収率は50重量％であった。
【０１３４】
（実施例１３）
この実施例は、高エルカ酸ナタネへの本発明の方法の適用を示す。
【０１３５】
市販の高エルカ酸ナタネ粗粉35 kgを、15℃で、0.3M NaCl溶液 (10％w/v) 350 Lに添加し、1時間攪拌して、タンパク質含量7.71 g/Lのタンパク質水溶液を提供した。同じ条件下の第2の実施により、タンパク質含量7.36 g/Lのタンパク質水溶液を製造した。抽出溶液をデカントし、20μｍフィルターパッドを通して濾過することにより清澄化して、残留粗粉を除去すると共に、合計濾液体積550 Lを得た。
【０１３６】
次に、濾液を、10000ダルトン分子量切り捨て膜を有する中空繊維限外濾過系を用いて9 Lに濃縮した。得られる濃厚タンパク質溶液は、タンパク質含量が232 g/Lであった。
【０１３７】
次に、30℃の濃厚タンパク質溶液を4℃の水中に1:9の希釈比で添加した。直ちに白色曇りが形成され、4℃で16時間沈降させた。上澄み80 Lをデカントし、ダイアフィルトレーション濃縮により体積を減少させて、タンパク質含量が47.7 g/Lの濃厚上澄み7 Lを得た。
【０１３８】
沈降した粘性の粘着性塊(ＰＭＭ)を集め、凍結乾燥した。濃縮した上澄み1 Lを凍結乾燥した。この方法によりタンパク質含量が106重量％(Ｎ×6.25)の凍結乾燥ＰＭＭ1393 gを得た。凍結乾燥した濃厚上澄み1 Lから67 gが得られ、濃厚上澄み7 Lは乾燥タンパク質469 gを含んでおり、油糧種子粗粉から抽出されたタンパク質からの全タンパク質収率は47重量％であった。凍結乾燥濃厚上澄みは、タンパク質含量が83重量％(Ｎ×6.25)であり、ＰＭＭと、濃厚上澄みからのタンパク質との混合物は、乾燥重量基準でタンパク質含量が102重量％(Ｎ×6.25)であった。
【０１３９】
（実施例１４）
この実施例は、カラシ粗粉への本発明の方法の適用を示す。
【０１４０】
市販のカラシ粗粉75 kgを、20℃で、0.15M NaCl溶液(15％w/w)750 mLに添加し、30分間攪拌した。抽出スラリーを10000×gで10分間遠心分離して、抽出タンパク質から用いられた粗粉を分離した。次に、タンパク質含量が18.05 mg/mlの得られるタンパク質溶液500mLを、Whatman #4フィルターを通して濾過して、溶液をさらに清澄化した。
【０１４１】
清澄化溶液を、10000分子量切り捨て膜を用いてMiliporeミニ限外濾過攪拌セルシステムで、27mlまで濃縮した。得られる濃厚タンパク質溶液はタンパク質濃度が218 g/Lであった。
【０１４２】
30℃で、合計27mlの濃厚タンパク質溶液の22.2mlを、4℃の水道水中に1:9で希釈した。直ちに白色曇りが形成され、4℃で16時間沈降させた。上澄み200mlをデカントした。
【０１４３】
沈降した粘性の粘着性の塊(ＰＭＭ)を集め、10000×gで5分間遠心分離して、ペレットの湿分含量を低下させ、次に凍結乾燥させた。凍結乾燥ペレット4.48 gが得られ、これは、油糧種子粗粉から抽出されたタンパク質中のタンパク質からの凍結乾燥ペレット中のタンパク質の収率が50重量％(合計で27mlの濃縮物が希釈された場合、最終的収率は外挿されて約60重量％とされる)であることを表している。この方法により得られた凍結乾燥ＰＭＭは、タンパク質含量が103重量％(Ｎ×6.25)であった。
【０１４４】
（実施例１５）
この実施例は、非ＧＭＯカノーラへの本発明の方法の適用を示す。
【０１４５】
非ＧＭＯカノーラ粗粉450 gを、20℃で、0.15M NaCl溶液(15％w/w) 3 Lに添加し、30分間攪拌して、タンパク質含量が8.08 g/Lのタンパク質水溶液を得た。混合物を30分間放置して、残留粗粉とタンパク質溶液とを分離した。タンパク質溶液をデカントし、10000×ｇで10分間遠心分離し、Whatman#4濾紙を通して濾過して、溶液をさらに清澄化した。
【０１４６】
濾液を、10000分子量切り捨て膜を用いる中空繊維限外濾過システムにより17mlまで濃縮した。得られる濃厚タンパク質溶液はタンパク質濃度が205 g/Lであった。
【０１４７】
30℃で、濃厚物サンプル14mlを、4℃の水道水中に1:9で希釈した。直ちに白色曇りが形成され、沈降させた。上澄みをデカントし、沈降した粘性の粘着性塊(ＰＭＭ)を集め、凍結乾燥した。この方法によりタンパク質含量が103重量％(Ｎ×6.25)の凍結乾燥ＰＭＭ2.3 gを得た。
【０１４８】
油糧種子粗粉からのタンパク質抽出物に対するタンパク質の合計収率は41重量％であった。合計17mlの濃厚物を希釈した場合、乾燥タンパク質約2.66 gが、46重量％の収率で回収された。
【０１４９】
（実施例１６）
この実施例は、透析手順によるカノーラタンパク質単離物からの回収を示す。
【０１５０】
市販のカノーラ粗粉「a」 kgを、周囲温度で、0.15M NaCl溶液「b」 Lに添加し、30分間攪拌して、タンパク質含量「c」 g/Lのタンパク質水溶液を提供する。残留カノーラ粗粉を除去し、真空濾過ベルト上で洗った。得られるタンパク質溶液を遠心分離により清澄化して、タンパク質含量「e」 g/Lの清澄化タンパク質溶液「d」 Lを製造した。
【０１５１】
「f」の量のタンパク質抽出物溶液を、「h」ダルトン分子量切り捨て膜を用いる限外濾過系で濃縮することにより、体積を「g」 Lに低下させた。得られる濃厚溶液はタンパク質含量が「i」 g/Lであった。濃厚物は、「j」と表した。パラメーター「a」〜「j」を以下の表11に概説する。
【０１５２】
【表１１】
2004519255.tif 000013
【０１５３】
BW-AL017-D17-02Aの濃縮物3.5 Lを、4℃の水120 L中で透析した。水を毎日、数日間変え、最後の2日間には流水を用いた。濃厚物の伝導度は6.89ミリジーメンス(ms)から0.32 msに低下した。伝導度が低下すると濃厚物中でミセルが形成し始めた。透析完了時に各透析管の底部に多量のＰＭＭが存在していた。ＰＭＭを回収し、乾燥した。カノーラタンパク質単離物はタンパク質含量が103.0重量％d.b.であった。
【０１５４】
透析を60℃の水中で行った以外は、BW-AL017-D22-02Aを用いて手順を繰り返した。伝導度が低下すると溶液は曇ったが、非常に小さなミセルが形成した。透析溶液を一旦10℃に冷却するとミセル形成が起こった。得られるＰＭＭは乾燥時にタンパク質含量が106重量％d.b.であった。
【０１５５】
（開示の要約）
この開示を要約すると、本発明は、以前に達成されていたよりも向上した収率およびタンパク質含量で、油糧種子からタンパク質を単離するための新規手順を提供する。変更は本発明の範囲内で可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】図１は、本発明の一つの態様により、油糧種子タンパク質単離物および他の生成物を製造するための手順の概略的フローシートである。
【図１】
2004519255.tif 000014
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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