CN101374418A - 用于获得植物蛋白组分、特别是用于制备植物冰淇淋的植物蛋白组分的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于获得植物蛋白组分，特别是用于制备植物冰淇淋的植物蛋白组分的方法，其中，将植物部分添加至水或含水溶剂中以溶解和/或分散源自植物部分的植物蛋白质，并且其中通过分离方法自由此获得的含水混合物分离一种或多种植物蛋白组分。根据所述方法，将一种或多种具有亲脂性或两亲性界面的物质添加至所述混合物中以分离一种或多种植物蛋白组分，其中所述混合物中的具有亲脂性或两亲性基团的溶解的和/或分散的蛋白质附着于其上。自所述混合物分离所述包含附着蛋白质的物质。通过所述方法获得具有特别优秀的乳化特性的植物蛋白组分，所述蛋白质组分在植物冰淇淋的制备中有利地用作乳化剂。

Description

用于获得植物蛋白组分、特别是用于制备植物冰淇淋的植物蛋白组分的方法

技术领域

本发明涉及用于获得植物蛋白组分、特别是用于制备植物冰淇淋的植物蛋白组分的方法，其中将植物部分添加至水或含水溶剂中，以将源自植物部分的植物蛋白溶解或分散，并且其中通过分离方法自所述含水混合物中分离一种或多种植物蛋白组分。

背景技术

在某些情况下，冰淇淋以及其他奶油(creamy)类型的冰淇淋包含动物脂肪或植物脂肪和乳蛋白和/或乳糖以及卵蛋白。特别地，除提供可能期望的口味以外，冰淇淋中的乳蛋白和卵蛋白还起赋予质感的作用。

基本上通过以下步骤来制备冰淇淋：称量各成分、预混合、均化、巴氏灭菌、冷却(+4℃)、熟化、在制冰机中冷冻(冷冻)、包装及贮存。

冰淇淋中已知例如软质冰淇淋(至少含50％的牛奶组分，且每升牛奶对应至少270g全蛋或90g蛋黄)、奶油状冰(至少含18％的来自生奶油的乳脂)、冰淇淋(至少10％乳脂)、稀冰淇淋(single ice cream，至少含3％的乳脂)、乳冰(牛奶组分至少为70％)以及包含植物脂肪的冰淇淋(至少含3％的植物脂肪)。除动物脂肪或植物脂肪以外，所有所述种类的冰淇淋通常还包含乳蛋白和乳糖。

许多人不能耐受乳制品或其他动物成分，因此他们应避免食用乳冰或奶油状冰。对于此类消费者群体，迄今为止还没有具有相当的满意度的包含牛奶的冰淇淋的替代品。

对于在食用冰淇淋的过程中的满意度来说奶油感(creaminess)尤其重要。奶油感由脂肪组分以及其与整个基质的结合决定。此外，融化物的粘度决定冰淇淋的奶油感。较高粘度的融化物的口感比较低粘度的融化物更具有奶油感。此外，融化行为决定食用冰淇淋的过程中的感官感觉。融化行为缓慢而均匀的冰淇淋的感觉比融化行为不均匀且部分融化非常迅速的冰淇淋的感觉要更加美味。融化行为尤其取决于搅打(whipping)——即冰中与体积相关的气体部分(空气或氮气)。大多数奶油类型的冰淇淋的气体部分大于40体积％，高至50体积％。迄今为止，所述的搅打仅能用常规成分获得。

其他重要的品质参数为食用过程的口感以及冰冷的感觉。如果乳化作用以及基质的水结合力不充分，则会形成较大的冰晶，产生粗糙的口感，并会给人留下含水多的印象。冰冷的感觉也由脂肪的可用性(availability)决定。

根据现有技术，奶油类型的冰淇淋仅能通过较多的脂肪含量实现，其中，为了获得奶油感，所述脂肪含量应高于15重量％，优选高于20重量％。

在迄今为止已知的包含植物保护组分(主要基于大豆)的冰淇淋制品中，已尝试用植物蛋白代替动物乳化剂。其中使用了干燥的植物蛋白，所述植物蛋白通过常规的水或水-醇提取方法获得，然后被干燥为粉末。

用于获得用于冰淇淋的蛋白质的植物包含占干重的10重量％至50重量％的蛋白质，其取决于原料。同时，植物中的蛋白质物质并非由确定的物质组成。相反地，总蛋白质包括多种完全不同的蛋白质组分。同时，每个蛋白质组分由具有不同氨基酸序列的数百个至多于1000个氨基酸构成。所述蛋白质的二级、三级、和四级结构赋予每个分子特定的性质。

因此，单独的蛋白质组分作为乳化剂或胶凝剂、水结合剂、发泡剂或质地改善剂(texture improver)具有特别优秀的性质。取决于制备方法，所有这些不同的蛋白质组分作为混合的蛋白质产品存在，所述蛋白质产品通过例如将蛋白质溶液干燥而获得。

迄今为止，植物蛋白产品几乎仅从大豆中获得。在此情况下，将豆去壳，然后通过刨片(flock)或研磨将其粉碎，通过添加水从大豆薄片或大豆粉中提取蛋白质。可以通过例如机械分离的方法将水提取物与不溶固体例如纤维分离并且从提取步骤中排出。然后可以将大豆蛋白产品从提取物中沉淀出来，通过膜方法富集，和/或干燥。

借助于所述技术，作为蛋白质产品获得所述蛋白质，然而其由具有不同性质的多种蛋白质组成。根据现有技术，迄今为止尚未将蛋白质组分根据乳化剂-特异性的功能性质进行分离。相反地，已根据总体的物质参数例如沉淀性、溶解性或分子大小进行分级。

因此，可能通过降低pH、通过添加特定的盐、或通过加热将源自提取物的蛋白质分子折叠(fold over)，并且将其转化至不溶于水的状态。在此情况下，以薄片的形式将蛋白质分子彼此并排放置。其可以从处于溶液中的蛋白质中机械分离。

分离包含蛋白质的悬浮液和溶液的另一种方法包括过滤和膜方法。可以通过简单地过滤将悬浮的蛋白质与溶解的蛋白质分离。也可以通过例如超滤而将不同大小的分子分离成包含较大分子的部分和包含较小分子的部分。在此情况下，获得的各部分的特定性质可以仅在较小的程度上适于食品工业的需要。在许多情况下，较大的且可沉淀的分子部分作为乳化剂具有较好的性质，而较小或不可沉淀的部分作为发泡剂具有较好的性质。

WO 2006/076889 A2描述了制备用于冰淇淋的植物蛋白的方法。在此情况下，制备羽扇豆种子并在一开始将其粉碎。然后，在一个或多个蛋白质分离步骤中，将包含在粉碎的羽扇豆种子中的部分羽扇豆蛋白溶于水相或至少分散于水相。为了获得蛋白质组分，通过沉淀将羽扇豆蛋白从水相中分离。

发明内容

本发明的目的是提供用于获得具有特别优秀的乳化特性的植物蛋白组分的方法，所述植物蛋白组分可在植物冰淇淋的制备中特别有利地用作乳化剂。

具体实施方式

通过如权利要求1所述的方法实现所述目的。所述方法的有利的实施方案可以由从属权利要求及以下的叙述中演绎。

在所提出的方法中，将植物部分，特别是去壳或未去壳的植物种子添加至水或含水溶剂中以使源自植物部分的植物蛋白溶解和/或分散。然后，将一种或多种具有亲脂性或两亲性界面的物质添加至所获得的混合物中，从而与所述混合物接触，溶解和/或分散在所述混合物中的具有亲脂性或两亲性基团的蛋白质(在下文中也称作目标蛋白质)附着于所述物质上。通过分离方法将包含附着蛋白质的所述一种或多种物质从所述混合物中分离，以获得期望的植物蛋白组分。

因此，在本发明的方法中，通过向水或所述混合物中添加亲脂性或两亲性相界面而将存在于水中或含水溶液中的不同的溶解和/或分散的蛋白质组分的混合物分级。在此情况下，对亲脂性物质具有高亲和性的蛋白质附着在所述亲脂性界面上，并因此与其他溶解或分散的物质分离。

因此，所述方法可以选择性地获得表面活性的乳化剂蛋白，由于所述乳化剂蛋白的亲脂性或两亲性特性，其附着在所述亲脂性或两亲性界面上。这种以富集形式获得的蛋白质组分对于植物冰淇淋的制备特别有利，其优选以0.5至6重量％的分数添加至植物冰淇淋中。通过本发明使得将所述蛋白质选择性地分级成为特别有效的乳化剂蛋白组分成为可能，这使得可以制备具有特别优秀的性质以及诱人的感官性质的冰淇淋。

所述方法使用了由于界面的亲脂性结构而可以有利地附着蛋白质的亲脂性基团的物质。例如，可以使用聚合物或其他吸附剂物质的亲脂性表面，其作为固定床或分散颗粒与所述蛋白质混合物接触。

可以通过所述分级出人意料地获得蛋白质组分，与初始存在的蛋白质混合物相比，所述蛋白质组分的每克蛋白质的乳化能力(与水中油的结合能力)提高了5倍。因此，可以将不同应用所需的其他乳化剂的量减至最低。

在所述方法的特别有利的实施方案中，使用油滴或脂肪颗粒作为具有亲脂性界面或表面的物质。具有指定的亲脂性性质的蛋白质附着于所述表面，而具有较少的指定的亲脂性性质的蛋白质不附着于所述相界面或仅低程度地附着于所述相界面。其他的几乎不具有指定的亲脂性性质的物质例如糖类、盐类或纤维不附着于所述亲脂性表面或仅低程度地附着于所述亲脂性表面。

通过所述方法可以非常有效地将具有指定比例的亲脂性和亲水性特性的蛋白质与其他溶解或分散的蛋白质分离。可以通过改变表面性质，例如通过选择表面具有不同极性和非极性基团的聚合物来选择蛋白质。由于除亲脂性基团以外，蛋白质总是具有亲水性区域，因此，根据界面的亲脂性表现，可以通过本发明的方法，根据蛋白质中亲脂性基团和亲水性基团的比例将其分级。因此，在每种情况下，所获得的蛋白质的性质可以根据其不同的应用而特别地优化，所述应用例如用于制备植物冰淇淋。

当混合物中的目标蛋白质已附着于所述表面上时，剩余的含水混合物将与包含所述附着的蛋白质的亲脂性物质分离。在分散的亲脂性颗粒或液滴的情况下，可以将水相机械分离。为此目的，除过滤以外，可以使用离心方法。实现良好的分离的前提是所述亲脂性颗粒或液滴的密度与周围的含水混合物不同。

由于在许多情况下亲脂性物质的密度与水相近或稍微小于水，因此可以实现亲脂性物质与所述附着的蛋白质一起漂浮。对于此目的，为了增加密度差异，可以使水相富含可溶性盐类或富含糖类，这使得所述液体的比重增加。因此，在离心力场中，可以将较轻的亲脂性物质与所述附着的蛋白质一起作为漂浮成分与所述液体分离，并通过例如滗析除去。

在本发明方法的特别有利的实施方案中，将植物油或植物脂肪作为亲脂性物质或亲脂相添加至含水蛋白质混合物中。根据油/脂肪相的粒径——其可以确定地通过技术方法调节——可以获得或多或少的大的相界。所述亲脂性目标蛋白质附着于此相界上，并且可以通过离心与水相分离。因此可以选择性地将特别优秀的乳化剂蛋白质与含水的蛋白质混合物分离。在此情况下，初始时在植物的哪个部位发现所述蛋白质不重要。包含指定的亲脂性基团和亲水性基团比例的蛋白质附着于油相界上。

在随后的食品应用中在乳液中将要用作油相的油优选用作所述的植物油。例如，如果期望制备包含菜籽油作为成分的冰淇淋，则菜籽油滴，任选地与油菜籽的其他成分一起，可以特别有利地用作含水的蛋白质混合物中的亲脂性相界。然后，可以直接将通过分级获得的菜籽油混合物用作植物冰淇淋的成分。

这对使用其他植物油的冰淇淋同样适用。任选地，可以在用作亲脂性物质之前将随后的制备中期望的某些物质添加至油中。因此，可以添加调味剂、染色剂、维生素、其他植物物质或其他生物活性物质。因此，这些物质然后在冰淇淋中以给定的浓度存在。

在本发明方法的另一个有利的实施方案中，使用源自包含蛋白质的植物的油直接生成相界。例如，可以使用源自大豆的大豆油使大豆蛋白分级。为此，必须通过搅拌器——高速运转的混合装置——例如

或通过超声波的方法在蛋白质可以附着的表面生成油滴。在液滴大小较小的情况下可用于蛋白质附着的表面积更大。在此情况下，通过混合或粉碎装置生成液滴大小为<100μm，优选为<10μm的油滴。

然而，由于较小的油滴之间的大量楔液(Zwickelflüssigkeit)，可以将更多的不具备附着于所述边界的蛋白质的特定性质的溶解的蛋白质除去。在此情况下，在一个或多个洗涤阶段中，将楔液与附着在油滴上的乳化剂蛋白质分离是有利的。本领域技术人员能够根据期望的蛋白质纯度，通过选择搅拌或超声条件来调节所需的液滴大小，并使用获得最佳的期望蛋白质纯度所需的次数的洗涤步骤。

通过使用包含油的植物例如油菜籽、棕榈仁、亚麻或向日葵来获得特别优秀的乳化剂蛋白质。然而，也可以将包含油的植物例如大豆或羽扇豆用于所述应用。主要基于期望的冰淇淋的感官性质作出选择。

在本发明方法的有利的实施方案中，油充当吸收剂表面的作用，并且在蛋白质分级以后未与蛋白质分离。随后将潮湿的油-蛋白质混合物特别地、有利地、直接地掺入冰淇淋中。因此，冰淇淋中富含植物油，形成特别稳定的冰淇淋乳液，其中，即使在冷冻状态下贮存相当长时间后也未发生感官上可察觉的氧化变化。此外，蛋白质保持其溶解的天然结构。通过例如干燥的方法将水完全分离会使蛋白质发生改变，并因此导致冰淇淋品质的恶化。

如果不使用植物油而使用其他吸附剂例如使用聚合物来生成相界，则随后必须将蛋白质与吸附剂分离。对于此目的可以使用水、乳液或亲脂性液体例如己烷、丙酮、醇类或其他溶剂。可以任选地通过再次将液体与蛋白质分离而从这些液体中以纯的形式获得蛋白质。在溶剂的情况下可以进行蒸发。

也可以通过将蛋白质与油滴一起与含水混合物分离来获得纯蛋白质。在干燥水分后，可以用亲脂性溶剂例如己烷或丙酮或其他亲脂性溶剂来处理由此获得的油-蛋白质混合物，从而除去油相并以纯的形式获得蛋白质。除用于冰淇淋以外，这种纯的乳化剂蛋白质也可以用于其他食品。

其还适用于通过分级获得的蛋白质和植物油的混合物，所述混合物除了按计划用于冰淇淋以外还可以作为乳化剂蛋白质用于其它应用。所述蛋白质或蛋白质-油混合物的可能的应用为例如奶油、蛋黄酱、汤、酱、饮料、面包、焙烤制品、美味佳肴、沙拉和涂抹食品。

在将亲脂性蛋白质组分与含水混合物分离之后，亲水性蛋白质组分留在溶液中。所述亲水性蛋白质组分可以通过等电沉淀或过滤方法浓缩并作为蛋白质分离物获得，特别地，其特征为水溶解度高、具有发泡性质、凝胶形成和粘性形成性质。可以将所述亲水性蛋白质产品有利地用于制备饮料、泡沫食品(frothed food products)例如巧克力棉花糖、水基和乳基甜点或焙烤制品。

根据对于亲水性蛋白质组分的要求，可以在含水的蛋白质混合物中使用或多或少的亲脂性吸附剂进行各种预处理步骤。在此情况下，可以分离出其他组分，并且可以将使用吸附剂除去的蛋白质的性质和留在混合物中的蛋白质的性质进一步分化。通过组合各种吸附剂，最终可以作为最终产物以高纯度的形式获得指定的亲水性蛋白质。

实施例

实施例1：具有较低的脂肪含量的奶油状植物冰

将100g通过研磨去壳的葵花籽与400g糖溶液混合，用氢氧化钠溶液将溶液的pH值调节至7.5。使用分散设备将混合物搅拌4分钟。由此，葵花籽中包含的蛋白质溶于水中。在此过程中，除了水相以外，种子中包含的油作为其他的亲脂性相释出，并因此可以作为吸附剂表面。具有特别优秀的乳化剂性质的蛋白质主要附着在油滴上。

然后通过目径为63μm的筛将不溶的成分(主要为纤维和壳的残渣)与蛋白质-油-水分散体分离。将滤液离心后通过除去上层获得乳液相。离心后，与乳液相向比，较重的液相包含乳化性能较低但特别易溶于水并且可以进一步制备以回收所述蛋白质的蛋白质。所述蛋白质可以通过例如超滤获得。

用200g糖溶液再次洗涤固体滤渣，由此获得另一组分的乳化剂蛋白质以及渣油和其他可溶的成分。

将包含乳化剂蛋白质以及葵花油的组合的乳液相(82g)与400g水混合以分离杂质例如可溶性非乳化剂蛋白质。然后将混合物离心。然后乳化剂蛋白质仍旧与油结合，因此可以作为漂浮相分离。然后以同样的方式将所述乳液相用水洗涤以分离不期望的可溶性成分。获得82g包含约1.5％乳化剂蛋白质和33％脂肪的乳液。最后，通过添加水来调节乳液所期望的水或油含量。

根据表1中给出的配比将制备的乳液用于制备冰淇淋。除了稳定剂蛋白质以外，所述乳液已包含脂肪组分，因此略去了额外添加植物脂肪。在此情况下，获得了特别具奶油感的纯植物冰淇淋，所述植物冰淇淋的脂肪含量极低，仅为8％。在此情况下，脂肪被很好地乳化，使得冰淇淋即使在贮存长达6个月的极长的时间之后也没有大的冰晶形成。因此，所述冰淇淋对贮存非常稳定，并且在长时间内保持奶油感。

表1：制备植物冰淇淋的配比

 

	成分g
		水含量为71％的乳液	279
乳液中的蛋白质	3
		乳液中的水	198
乳液中的油	78
		额外的水	432
糖	145
		葡萄糖浆，干	25
麦芽糖糊精	80
		羽扇豆蛋白	39
总计	1000

实施例2：具有奶油状冰特性的植物冰

将实施例1的乳液掺入奶油状冰的配比中代替奶油。由于所述蛋白质的优秀的乳化效果，无需添加人造乳化剂。所述“奶油状冰”中的乳液的稳定性也十分优秀，并且获得了优秀的贮存稳定性。

Claims (24)

1.用于获得植物蛋白组分、特别是用于制备植物冰淇淋的植物蛋白组分的方法，

其中，将植物部分添加至水或含水溶剂中以溶解和/或分散源自植物部分的植物蛋白质，并且

其中通过分离方法将一种或多种植物蛋白组分自由此获得的含水混合物中分离，

其中，将一种或多种具有亲脂性或两亲性界面的物质添加至所述混合物中以分离一种或多种植物蛋白组分，其中所述混合物中具有亲脂性或两亲性基团的溶解和/或分散的蛋白质附着于其上，并且

其中将所述包含附着的蛋白质的一种或多种物质自所述混合物中分离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于将所述一种或多种物质分散于所述混合物中。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述一种或多种物质为聚合物。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述一种或多种物质为脂肪颗粒。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述一种或多种物质为添加至所述混合物中的油滴。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于将植物油和/或植物脂肪作为所述一种或多种物质添加至所述混合物中。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于将植物油和/或植物脂肪作为所述一种或多种物质添加至所述混合物中，其是随后使用所述一种或多种分离的植物蛋白组分制备冰淇淋所需的。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于将随后制备所述冰淇淋所需的添加剂添加至所述植物油和/或植物脂肪中。

9.如权利要求6至8之一所述的方法，其特征在于将所述植物油与所述植物蛋白一起从所述植物部分中提取出，并通过混合或粉碎设备使其作为小油滴分布在所述混合物中。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于通过所述混合或粉碎设备生成液滴大小<100μm的油滴。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于通过所述混合或粉碎设备生成液滴大小<10μm的油滴。

12.如权利要求5、9至11之一所述的方法，其特征在于在从所述混合物中分离之后，使具有附着的蛋白质的油滴经过一个或多个洗涤步骤以将楔液(Zwickelflüssigkeit)洗掉。

13.如权利要求1至12之一所述的方法，其特征在于在添加所述水或含水溶剂之前将所述植物部分刨片(Flockierung)。

14.如权利要求1至13之一所述的方法，其特征在于将源自全脂(full-fat)种子的植物部分添加至水或含水溶剂中。

15.如权利要求1至14之一所述的方法，其特征在于使用0.5-6重量％分数的所述一种或多种植物蛋白组分来制备冰淇淋。

16.如权利要求1至15之一所述的方法，其特征在于通过机械分离方法将所述具有附着的蛋白质的一种或多种物质自所述混合物分离。

17.如权利要求16之一所述的方法，其特征在于将所述具有附着的蛋白质的一种或多种物质作为漂浮组分分离。

18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于将增加所述混合物比重的物质添加至所述混合物中，以增加所述混合物与所述具有附着的蛋白质的一种或多种物质的密度差异。

19.如权利要求16至18之一所述的方法，其特征在于通过离心将所述具有附着的蛋白质的一种或多种物质分离。

20.如权利要求1至19之一所述的方法，其特征在于在分离后不进行其他的分离步骤而直接将所述具有附着的蛋白质的一种或多种物质用于制备冰淇淋。

21.如权利要求1至19之一所述的方法，其特征在于通过一个或多个其他的分离步骤将所述具有附着的蛋白质的一种或多种物质与所述附着的蛋白质分离。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于使用一种或多种液体将所述附着的蛋白质分离。

23.如权利要求1至22之一所述的方法，其特征在于在将具有附着的蛋白质的一种或多种物质自所述混合物分离之后，通过等电沉淀或过滤将留在所述混合物中的蛋白质浓缩并作为蛋白质分离物获得。

24.如权利要求1至23之一所述的方法，其特征在于通过多个分离步骤获得具有不同蛋白质特性的蛋白质组分和/或作为蛋白质分离物的高纯形式的亲水性蛋白质，所述多个分离步骤中的每个分离步骤均使用具有不同亲脂性或两亲性界面的物质进行。