用于從菜籽獲得napin和cruciferin或它們的混合物的方法技術

本發明專利技術描述了用于從廢菜籽中獲得純形式的菜籽蛋白napin和cruciferin的混合物、或單獨蛋白的方法，其中在利用適宜的提取介質獲得原始提取物之后，在限定pH水平下，在各種洗滌階段，從所述原始提取物中洗出所期望的蛋白質。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及從菜籽粗粉(rapeseedmeal)中來獲得純形式(inpureform)的菜籽蛋白napin和cruciferin的限定混合物，或分別獲得單獨蛋白質的方法，其中在利用適宜的提取介質獲得原始提取物(rawextract)以后，通過多個純化步驟，在限定的pH水平下，從原始提取物中純化所期望的蛋白質。植物貯藏蛋白主要是球蛋白、很少的白蛋白。菜籽是最重要的植物，其種子中存在較大量的白蛋白。菜籽白蛋白被稱為napin。菜籽球蛋白被稱為cruciferin。天然地，在菜籽中存在約60％cruciferin和約20％napin。在許多應用領域商業上需要白蛋白。由于白蛋白在植物中的低豐度以及由于缺乏用于napin的工業純化方法，所以至今沒有植物來源的白蛋白可用于工業應用。菜籽蛋白是至今很少開發的可再生資源的儲庫(reservoir)。例如，在由菜籽的油生產過程中以及在其它農業過程中，它們大量地產生為副產物。主要地，它們是用作動物飼料的廢物，因為借助于經濟上和技術上適用的方法不能從其中獲得純的，從而技術上可用的組分。在菜籽中的兩種主要貯藏蛋白，napin和cruciferin，其至今僅可以獲得為粗品部分(crudefraction)，例如，基于它們的分離的組分的物理化學性能，有資格用于泡沫或膠水(glue)(napin)或有資格用于薄片(foil)的生產(cruciferin)。此外，它們還適用于食品行業，例如作為發泡劑或穩定劑。至今，主要地，沉淀和提取方法已用于在技術規模上獲得粗蛋白部分或富集的化合物。在這種情況下，它是指美國專利4,370,267和4,368,151，其中描述了在等電沉淀以后通過在合適條件下的提取，植物來源的儲存組分的富集。在WO2008/14439A1中描述了用于從菜籽植物中蛋白提取的另一種方法。在現代技術水平中的所有這些方法的特征在于低效率。此外，通過這種方式，不可能獲得純組分，而僅獲得部分，以及主要地，僅優化這樣的方法用于從蛋白質混合物中獲得單一組分。至今僅通過復雜的實驗室規模過程來獲得更純的物質，上述過程包括不同的純化步驟的組合，例如，通過沉淀、透析、凝膠層析、和離子交換層析的組合來從菜籽中獲得12S球蛋白。此外，導致蛋白分離物的方法是已知的，其組成隨處理條件而變化并不允許獲得限定的產物(WO2002/089597A1、WO2003/043438、WO2013/000066A1)。在這里，既未獲得純組分(napin/cruciferin)也未獲得純蛋白質混合物，而是獲得仍然含有高水平的其它化合物的分離物。此外，在WO2002/05922中，描述了從菜籽蛋白中提取napin和cruciferin，其中通過“膨脹床(expandedbed)”陽離子交換層析，從水提取物中獲得napin，以及通過“膨脹床”陰離子交換層析的運行來獲得cruciferin。然而，通過這種描述的方法，不能從工業用原料以足夠令人滿意的純度獲得蛋白質。在WO2009/018660A1中已描述了一種類似的方法。其中提出了一種方法，借此，基本上一種純的2S菜籽蛋白將獲自菜籽粗粉。在約0.25至0.35M的鹽濃度下，在約5至6的pH下，進行從油性鹽溶液中菜籽蛋白的溶解。在陽離子交換柱上進行2S菜籽蛋白的純化，然后通過利用鹽濃度為0.55至0.7M的鹽溶液從柱上分離蛋白質。這是非常高的鹽濃度并且可以預期，在使用前，必須對產物加以脫鹽。在2013年4月15-16日在Nuthetal(德國)的“植物蛋白(PlantProtein)”會議期間的公告上Hansen等已提出了用于菜籽蛋白混合物的另一種層析純化方法。在Kristjansson等的出版物(AnnualTransactionsoftheNordicRheologySociety,Vol.21,p.317-320,2013)中描述了反應條件。在施加于兩個柱以后，獲得兩個餾分，其中一個餾分含有具有較低分子量的蛋白質(napin)而另一個餾分則含有不同的可溶性菜籽蛋白的混合物。因此，本專利技術的技術問題主要是提供從菜籽植物中分別純化菜籽蛋白napin和cruciferin或它們的混合物的方法，其避免在現代技術水平中描述的方法的缺點，即，其是工業上可擴展的，其以至少95％的純度分別提供napin或cruciferin，或以至少50％的純度分別提供混合物，以及其與商業上/工業上可用的菜籽產物相容如例如菜籽粗粉作為用于純化的原料。通過提供如在專利權利要求中披露的實施方式，已實現針對此技術問題的解決方案。出人意外地，發現，通過根據本專利技術的方法，主要通過在單獨的純化步驟期間保持一定范圍的pH值和鹽濃度，可以高效率地將所期望的菜籽蛋白分離成純化合物或分別地以高純度加以分離。在根據本專利技術的方法中，在第一步驟中，簡單地通過沉淀，可以獲得高純度的cruciferin(純度高于95％)以及通過陽離子交換層析可以從上清液獲得高純度(純度也高于95％)。根據本專利技術的方法還提供純菜籽蛋白混合物，其具有約55-60％，優選約57％的napin，以及具有約40-45％，優選約43％的cruciferin。因此，本專利技術涉及用于從植物獲得菜籽蛋白napin和/或cruciferin的混合物的方法，其中，所述方法包括以下步驟：(a)通過水提取來分解植物以獲得原始提取物；(b)從步驟(a)的上清液獲得所期望的蛋白質以及將上清液調節到在5.0至6.0的范圍內的pH值；(c)通過陽離子交換器并借助于高鹽洗脫緩沖液，分離來自步驟(b)的混合物，其中緩沖液的pH值是在5.0至6.0的范圍內；以及(d)獲得洗脫液。本專利技術還涉及用于從植物以純形式來獲得菜籽蛋白napin和/或cruciferin的方法，其中所述方法包括以下步驟：(a)通過水提取，來分解植物以獲得原始提取物，優選pH為5.0-6.0；(b)從步驟(a)的上清液獲得所期望的蛋白質并將上清液調節到在3.5至4.5的范圍內的pH值；(c)離心和獲得含有cruciferin的粒料(pellet)；(d)將來自步驟(c)的上清液調節到在7.0至8.0的范圍內的pH值；(e)通過陽離子交換器并借助于pH值在7.0至8.0的范圍內的高鹽洗脫緩沖液來分離來自步驟(d)的混合物；以及(f)獲得含有napin的洗脫液。優選地，根據本專利技術的方法并不包括進一步的步驟，即沒有預處理步驟和/或進一步的純化步驟，尤其是那些步驟(其基于所期望的蛋白質的特定物理化學特性，例如分子量、沉降系數、pI值是必要的)。然而，視情況而定，可以添加預處理和/或純化步驟。相比與其中將蛋白質混合物施加于陽離子交換層析材料的方法，通過從步驟(a)的提取上清液沉淀cruciferin，陽離子交換層析的效率會嚴格增加。如在這里使用的，術語“純形式(inpureform)”是指，蛋白質基本上不含雜質，優選具有至少95％的純度，更優選至少98％，以及甚至更優選至少99％。為了獲得蛋白質，可以使用植物的任何部分或組織，其中選擇取決于在植物的單獨部分或組織中所期望的蛋白質的不同濃度。優選地，所期望的蛋白質獲自種子。用于分解菜籽植物的適當的方法是本領域技術人員已知的并且可以選擇適用于分別本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于從植物中獲得菜籽蛋白napin和/或cruciferin的混合物的方法，其中所述方法包括以下步驟：(a)通過水提取來處理所述植物以獲得原始提取物；(b)從來自步驟(a)的上清液中獲得所期望的蛋白質以及將所述上清液調節至5.0至6.0的pH值；(c)在陽離子交換介質上借助于高鹽洗脫緩沖液，分離來自步驟(b)的混合物，其中所述緩沖液的pH值是5.0至6.0；以及(d)獲得洗脫液。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.04.12 DE 102014005466.71.一種用于從植物中獲得菜籽蛋白napin和/或cruciferin的混合物的方法，其中所述方法包括以下步驟：(a)通過水提取來處理所述植物以獲得原始提取物；(b)從來自步驟(a)的上清液中獲得所期望的蛋白質以及將所述上清液調節至5.0至6.0的pH值；(c)在陽離子交換介質上借助于高鹽洗脫緩沖液，分離來自步驟(b)的混合物，其中所述緩沖液的pH值是5.0至6.0；以及(d)獲得洗脫液。2.一種用于從植物中獲得純形式的菜籽蛋白napin和/或cruciferin的方法，其中所述方法包括以下步驟：(a)通過水提取來處理所述植物以獲得原始提取物；(b)從來自步驟(a)的上清液中獲得所期望的蛋白質以及調節所述上清液至3.5至4.5的pH值；(c)離心和獲得含有cruciferin的粒料；(d)將來自步驟(c)的上清液調節到7.0至8.0的pH值；(e)在陽離子交換介質上借助于pH值為7.0至8.0的高鹽洗脫緩沖液來分離來自步驟(d)的混合物；以及(f)獲得含有napin的洗脫液。3.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)和(c)中的pH值是在5.5至6.0的范圍內。4.根據權利要求2所述的方法，其中，在步驟(b)中pH值是在3.8...

【專利技術屬性】
技術研發人員：克勞斯·杜林，拉爾夫彼得·特雷塞爾，芭芭拉·舒爾策，弗蘭克·普德爾，
申請(專利權)人：皮洛特珀弗蘭澤諾科技馬格德堡公司PPMEV，克勞斯·杜林，
類型：發明
國別省市：德國;DE