[发明专利]一种用于从十字花科作物制造产品的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于从一种植物材料制造一种产品，确切地说从来自白花菜目、尤其是十字花科的植物的种子制造一种产品的方法。该产品可以是一种蛋白质产品或一种非蛋白质产品。本发明的方法提供在动物饲料、非食物产品中使用或用于人类消费的植物产品。非食物产品包括粘合剂、涂料，等等。具体地说，蛋白质产品具有降低的含量的不希望的芥子油苷、酚类物质以及来自芥子油苷的非酶和酶催化的降解的组分、以及酚类物质和芥子油苷的氧化产物，因为这些组分对营养价值和颜色具有负面作用。

发明背景

用于生产植物产品（例如蛋白质分离物或浓缩物等）的方法在现有技术中是熟知的。此类植物产品通常用于动物饲料，但是它们还可以用于人类消费或其他目的。除了有营养价值的组分外，许多所考虑的植物还包含供给不想要的颜色和负营养价值的组分。此外，一些植物可能具有能够被激活的防御系统，例如通过破坏细胞结构并且将这些植物组分进行混合，以便将前体组分降解成活性更大的组分。

白花菜目并且尤其是十字花科的植物是重要的粮食作物，其中许多代表性作物在世界各地进行栽培。这些科成员提供植物油的来源并且它们的种子还典型地具有高蛋白质含量。油菜和芥菜的种子可以例如产生40%的油和30%的蛋白质。然而，由于存在于这些种子中的芥子油苷-黑芥子酶系统，从十字花科的植物的种子产生天然蛋白质分离物和浓缩物是复杂的。黑芥子酶是能够催化芥子油苷水解并转化成具有辛辣、苦味或令人不快的味道的各种化合物（这些化合物中的一些在植物中所发现的浓度水平下还是有毒的）的一种酶或多种同工酶的酶混合物。例如，黑芥子酶将葡萄糖基团从芥子油苷裂解掉，并且剩余的分子然后快速转化成一种硫氰酸酯、一种腈或多种异硫氰酸酯或其产物；这些物质经常是在足够高的浓度下用作植物的防御并且充当人类和单胃动物的抗营养因子的在量上占主导的活性物质。黑芥子酶是根据EC3.2.1.147进行分类。黑芥子酶活性对芥子油苷的具体降解产物可以取决于以下因素，如pH或存在的其他蛋白质或酶。黑芥子酶通常储存在黑芥子硫苷酸细胞中的黑芥子硫苷酸颗粒内，但是还可以是在蛋白质体/液泡中，并且作为同与这些芥子油苷分离的胞质酶相关的膜。按这种形式，这些酶被维持与它们的芥子油苷底物隔离，并且此外它们可以被保持处于高度稳定的形式，该形式受保护免于降解。具体地说，十字花科种子可以具有低含水量，从而保持黑芥子酶处于无活性的形式。当这些种子的结构分解（例如通过破坏植物材料）、尤其是在存在水的情况下，黑芥子酶与可获得的芥子油苷底物相接触并且发生水解。黑芥子酶通常是能够快速转化芥子油苷的非常有效的酶，该转化在大多数处理中是不希望的，除了芥菜生产。

通常通过加热至高温、例如至70℃或更高来将黑芥子酶灭活。然而，除芥子油苷的酶分解外，还可以非酶地降解芥子油苷。具体地说，芥子油苷在存在二价铁（即Fe²⁺）的情况下降解；二价铁可以以足够的量存在以便在工业规模的方法中使用钢制槽和设备来催化芥子油苷的分解。由于芥子油苷降解产物的非常强的作用，例如，苦味、脱色作用、负营养价值等等，仅需要小量的二价铁就引起对来自十字花科植物材料的最终产物的可检测的作用。二价铁介导的降解在高温下不会被阻碍。

来自十字花科种子的蛋白质产品的产生在现有技术中已经得以解决，但是仍然需要用于从十字花科种子产生产品（例如蛋白质产品）的改进的方法。

WO2010/020038涉及一种卡诺拉（canola）蛋白质分离物的产生。因此，它描述一种制备蛋白质分离物的方法，该方法包括：将一种钙盐（例如氯化钙）添加至来自卡诺拉蛋白质胶束团（micellar msss）的沉淀的上清液，以便形成一种植酸钙沉淀物，从所得到的溶液去除沉淀的植酸钙，任选地将pH调整至2.0至4.0，并且浓缩该溶液。WO2010/020038既未提及又未解决从芥子油苷的黑芥子酶产生的降解出现的任何问题。

WO2010/020042也涉及可溶性卡诺拉蛋白质分离物的产生并且披露了一种与WO2010/020038的方法类似的方法，并且它同样未解决黑芥子酶-芥子油苷的问题。