[发明专利]用于由植物材料制造产品的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于由植物材料制造产品的方法。该产品可以是蛋白质产品或非蛋白质产品。本发明的方法提供用于动物饲料、非食品产品或用于人类消费的植物产品。非食品产品包括粘合剂、油漆等。具体地说，这些蛋白质产品具有减小含量的有负营养价值的非蛋白质组分。

现有技术

用于生产植物产品（例如，蛋白质分离物或浓缩物或类似物）的方法在现有技术中是熟知的。虽然这类植物产品还可以用于人类消费或其他目的，但它们常用于动物饲料。除了有营养价值的组分之外，许多植物还包含有负营养价值的组分。植物材料的组分可能具有负营养价值，是因为它们降低了动物饲料的可消化性，或者这些组分一般会抑制人和动物中的消化系统、或代谢系统的特定功能。一些组分甚至可能具有固有毒性。

许多植物含有过高水平的水解酶或蛋白酶抑制剂，去除这些抑制剂被认为是对例如有待在动物饲料中使用的蛋白质产品是有益的。蛋白酶抑制剂，例如胰蛋白酶抑制剂，被发现于大多数豆类中，但它们也存在于马铃薯中。蛋白酶抑制剂通常是可被糖基化的具有高溶解度的小型亲水性蛋白质。因此它们可能难以沉淀，但它们正常地可以被部分热灭活。在植物材料的处理中，蛋白酶抑制剂倾向于追随可溶性蛋白质。

相当大部分的植物材料将由不同大小的糖类聚合物组成。因此，例如，一种植物材料可以包含低聚糖和多糖，这些低聚糖和多糖可被发现呈可溶性或不溶性纤维。可溶性纤维的一个实例是棉子糖族低聚糖。这些棉子糖族低聚糖包括化合物棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖、以及筋骨草糖。它们被发现在所有豆类中并且较小程度地发现在马铃薯中。它们是中性化合物，使用膜过滤，例如超滤或纳米过滤可以将它们从溶液中分离。

皂苷类是在纯化过程中倾向于追随蛋白质类的中性或阴离子性化合物。皂苷的溶解度是相对高的，虽然它们可以随着蛋白质沉淀。感兴趣的是在处理植物材料时能够单独地分离皂苷，这样使得如果希望，可以强有力地减少或避免最终产品中皂苷的存在。皂苷的作用从导致不可接受的味道，例如苦味到具有毒性而变化。

植酸盐是植物材料的具有负营养价值的常见组分，因为它除其他之外可以减小不同矿物质的生物利用度。植酸盐的负营养价值对非反刍动物尤其明显。植酸盐是高度带负电荷的，并且可以一定程度上通过以下方式从植物的蛋白质基质中提取：使用联合使细胞壁溶胀的低pH的、植物细胞壁的机械处理。一般来说，在低pH（例如低于5）下，植酸盐的溶解度较高。

生物碱类和杂芳族化合物类是发现在许多植物中具有过高浓度的低分子量含氮化合物，并且这些可能是有毒的。例如，羽扇豆种子代表包含毒性生物碱的豆类来源的植物材料的一种类型。生物碱类是中性化合物，并且可以使用超滤或纳米过滤或通过吸附至疏水性材料（例如疏水性柱材料）上来将它们从植物材料中去除。还可以通过使用活性炭来将它们去除。

配糖生物碱类是在植物（例如马铃薯）中存在的糖基化的生物碱化合物。配糖生物碱可以具有苦味或甚至是有毒的。因此希望控制它们在植物产品中的存在。

酚类，例如多酚类、木质素或单宁类、类黄酮类的组、异类黄酮类、邻二酚类是存在于植物材料中的化合物，并且可能造成质量问题，例如在处理的植物材料中降低的蛋白质生物利用度、褪色或异味。本领域内的现有方法典型地只聚焦在个别的污染物或不希望的组分上。因此，现有方法通常除了所感兴趣的组分外，未能考虑其他组分，并且有需要提供考虑到不止单独一种的污染物组分的更好的方法。

此外，来自植物的现有蛋白质产品展现出多个缺点。一个主要缺点是，蛋白质从植物原材料的回收在工业规模上通常通过热凝结来进行。由于目前施加的热凝结过程，蛋白质变得变性，并且因此它损失多个功能特性，即，乳化能力、发泡能力、热凝胶化能力、水结合能力等。甚至对于它在食品工业中的应用的最基本要求，即，水中的溶解度，热变性的蛋白质也几乎不能满足。