CN102014656B - 脱脂豆乳肽的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了改善脱脂豆乳肽过滤性的方法。还公开了具有改善的过滤性的脱脂豆乳肽。脱脂豆乳肽的过滤性可以通过根据相对于粗蛋白含量的钙含量，将钙盐以0.6wt％或更多的量添加至脱脂豆乳肽中而改善。将所得混合物过滤一次或多次而制备具有改善的过滤性的脱脂豆乳肽。该脱脂豆乳肽特征在于根据相对于粗蛋白含量的钙含量，以0.4wt％或更多的量含有钙盐。

Description

脱脂豆乳肽的制备方法

技术领域

本发明涉及制备脱脂豆乳肽的方法。更具体地，本发明涉及制备具有改善生产率的脱脂豆乳肽的方法。

背景技术

肽通过利用酸或酶处理的蛋白质水解而制备，已知口腔摄入时，表现出良好的消化吸收性。肽作为低过敏性氮源而用于膳食补充物和运动饮料。近来，肽作为功能性物质引起关注，因为其被证明具有有益作用，例如减轻肌肉疲劳，减少血液胆固醇水平，降低血压，和刺激微生物发酵。

高透明度是发展肽在包括液态食品的膳食补充物、运动饮料以及培养基市场中的商业实用性所要求的品质之一。低透明度会导致作为食品的商品价值的降低，以及从培养基中分离有用成分的难度降低。

现在已开发出许多用于制备肽的原料蛋白质，包括蛋白、乳、鱼肉等中所含的动物蛋白质；大豆、小麦等中所含的植物蛋白质；以及微生物蛋白质。它们之中，例如，使用大豆蛋白作为原料制备的肽已经被开发，包括由大豆蛋白分离物作为原料制得的SPI肽，由来自脱脂大豆的豆乳作为原料制得的脱脂豆乳肽，以及由来自全脂大豆的豆乳作为原料制得的豆乳肽。尽管豆乳肽与SPI肽相比氮含量较低，但其却以平衡的方式含有大豆低聚糖和矿物质。特别地，豆乳肽在培养基市场和膳食补充物中得到广泛的发展。

在由各种大豆蛋白制备肽的过程中，已知会产生不溶性物质，其被认为是已分解肽的聚合产物。因此，在常规实践中，在高透明度肽的制备中，该不溶性物质通过过滤除去，例如硅藻土过滤，微滤和超滤。然而，特别地，脱脂豆乳肽与SPI肽相比具有非常差的过滤性，并且还导致生产成本的增加。因此，这些特性的改善受到期望。

同时，钙被已知为反应性高的二价阳离子，并且其作为絮凝剂的各种应用已经被提出。作为钙应用于肽的例子，专利文献1提出了一种通过将钙添加至使用大豆蛋白分离物(SPI)作为原料制得的SPI肽中，以除去植酸的方法。然而，在专利文献1中，使用钙的目的是减少来自植酸的残渣的形成，并且其并未提及钙对SPI肽的过滤性的影响。

专利文献2描述了相关于脱脂豆乳肽的钙含量。然而，该描述涉及豆乳中内源钙水平的测定，并且专利文献2中并未发现通过人工添加钙而改善脱脂豆乳肽的过滤性的想法。

现有技术参考

专利文献1：JP2750467B

专利文献2：JP 3470441B

发明内容

本发明要解决的问题

本发明鉴于上述现有技术的现状而完成。更特别地，本发明的目的是提供改善脱脂豆乳肽的过滤性的方法，以及提供具有改善过滤性的脱脂豆乳肽。

解决问题的手段

本发明人等已进行了深入研究，以求解决常规技术的问题，结果发明人等发现，脱脂豆乳肽的过滤性可以通过加入大量钙而改善，并且基于该发现完成了本发明。

即，本发明提供：

(1)制备脱脂豆乳肽的方法，其包括：根据相对于粗蛋白含量的钙含量，将钙盐以0.6％或更多的量添加至脱脂豆乳肽中，和将所得的混合物过滤一次或多次；以及

(2)脱脂豆乳肽，根据相对于粗蛋白含量的钙含量，其含有0.4wt％或更多量的钙盐。

发明效果

本发明使得脱脂豆乳肽的过滤性得到改善。此外，由于脱脂豆乳肽的改善的生产率和生产成本的降低，因而可以向市场提供廉价且透明的脱脂豆乳肽。

附图说明

图1显示具有不同钙添加量的脱脂豆乳肽过滤速度的图。

具体实施方式

(脱脂豆乳)

如此处所用，术语“脱脂豆乳”指的是除去了例如豆渣(豆腐残渣)的不溶性部分，而未通过等电点沉淀、超滤等除去低分子量部分的脱脂大豆的提取物，及其干燥物的再溶解液。在该脱脂豆乳中，一般固体部分中的粗蛋白浓度为40wt-75wt％。极低浓度的粗蛋白会降低脱脂豆乳肽作为氮源的价值。

(脱脂豆乳肽)

脱脂豆乳肽可以通过使用酸或蛋白水解酶(蛋白酶)水解脱脂豆乳中所含的蛋白成分而获得。用于豆乳蛋白水解的脱脂豆乳溶液中的固体部分的浓度优选为1-30wt％，更优选为5-15wt％。虽然水解不会因脱脂豆乳的低浓度而受到不利影响，但是其会导致脱脂豆乳肽生产率的降低和成本的增加。另一方面，当脱脂豆乳肽的浓度极高时，水解速率会变得难以提高。

作为水解的方法，由于其安全且可以在更温和的条件下进行水解，故优选使用蛋白酶。当使用蛋白酶进行水解时，所用的蛋白酶可以市售的蛋白酶，例如动物、植物和微生物来源的蛋白酶。特别地，可以使用丝氨酸蛋白酶(包括源自动物的胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶(chemotrypsin)，和源自微生物的枯草杆菌蛋白酶和羧肽酶)、巯基蛋白酶(包括源自植物的木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶)、和羧基蛋白酶(包括源自动物的胃蛋白酶)。更特别地，蛋白酶的例子包括源自动物的Pancreatin(Amano Enzyme Inc.制造)和PTN(Novozymes制造)；源自植物的Papain W-40和Bromelain F(均由Amano Enzyme Inc.制造)；和源自微生物的碱性蛋白酶(Novozymes A/S制造)，Sumizyme LP(Shinnihon ChemicalsCo.，Ltd.制造)，Thermoase(Daiwa Kasei Co.，Ltd.制造)和Ptotease N((AmanoEnzyme Inc.制造)。这些蛋白酶可以单独或组合使用。当组合使用蛋白酶时，他们可以同时添加或顺续添加。

蛋白酶水解的反应pH和温度可以在允许蛋白酶活性的pH和温度范围内适当选择。然而，如果水解温度过低，则达到所需的蛋白水解率需要花费更长时间。另一方面，如果水解温度过高，则会产生例如蛋白酶的失活、脱脂豆乳肽的着色和发生不良风味等问题。

虽然蛋白酶水解的反应时间取决于所用蛋白酶的活性和量，但是优选为约5分钟-24小时，更优选约30分钟-9小时。如果水解时间过长，则原料分解的风险增加。

利用蛋白酶的水解的程度(水解率)表示为可溶的15wt％三氯乙酸(TCA)部分在粗蛋白中的百分比，通常被称为“15％TCA溶解度”。蛋白酶水解优选进行至高达25％-100％，更优选高达50％-90％，通过脱脂豆乳肽反应溶液的15％TCA的溶解度评价。在该过程中，粗蛋白可以使用任何已知方法测定。一般地，对于大豆蛋白，其通过将Kjeldahl法测得的氮含量乘以作为蛋白系数的6.25计算而得。

(钙盐)

本发明所用的钙盐优选为易溶性钙盐，包括无机钙盐例如氯化钙和氢氧化钙，和有机钙盐例如葡萄糖酸钙和乳酸钙。钙盐可以是化学合成或天然产生的。这些钙盐可以单独或组合使用。所添加的钙盐的量通过考虑所需的品质和成本确定。根据相对于脱脂豆乳蛋白质含量的钙含量，添加量为0.6wt％或更多，优选为1.2wt％或更多，更优选为2.0wt％或更多。根据相对于脱脂豆乳蛋白质含量的钙含量，足够的加入量的上限为10wt％或更少。如果加入钙盐的量过少，则改善过滤性的效果不能显著获得，相反，过量钙盐的添加则会导致风味的劣化。

添加钙盐的时机可以是在蛋白酶水解之前或之后，优选在蛋白酶水解后添加。如果在蛋白酶水解前大量添加钙盐，则底物大豆蛋白会形成聚集体，这会有碍实现所需的蛋白水解率。如果在蛋白酶水解后添加钙盐，则添加可以在通过蛋白酶反应获得的脱脂豆乳肽浓缩和高浓度化之后进行。

(过滤方法)

本发明的特征在于，不溶性物质在添加钙之后滤除，以获得具有高透明度的脱脂豆乳肽。在过滤种类上没有特别限定，可以使用常规的压滤机、硅藻土过滤、微滤、超滤等。过滤之前，不溶性物质可以通过任何方式例如离心分离而粗略除去。过滤性还可以通过粗略除去不溶性物质而进一步改善。

一般地，硅藻土过滤中，待过滤的溶液以垂直于过滤膜的方向流过。另一方面，微滤、超滤等通常采用横流(cross-flow)系统，其中待过滤的溶液以水平于过滤膜的方向流过。在该系统中，待过滤的溶液在提供有过滤膜的循环管路中循环，且滤液(filtrate)以连续的方式逐渐从该系统中除去。因此，循环溶液中的杂质浓度随着时间而增加。该浓缩比率被称为“浓缩率”，其计算为“待过滤的溶液量/(待过滤的溶液量-滤液的量)”。可以选择合适的浓缩率。如有需要，残留的钙可以在过滤之后通过任何例如电透析或离子交换树脂的方法而除去。

(酶的失活)

一般地，需要将用酶处理的产品中的酶失活，本发明中蛋白酶的失活也是需要的。蛋白酶的失活一般通过热处理来进行，且该处理可以被选择用于本发明。关于热处理的时机，可以选择所需的水解率实现后的任何时机。然而，考虑到在蛋白酶水解所产生的不溶性物质存在下的热处理会容易导致终产物中残渣的形成，故优选在不溶性物质除去之后进行热处理。一般地，加热条件为约85℃-145℃下进行5秒-30分钟。在该条件下，有时可以同时进行肽溶液的灭菌。

在蛋白酶失活和灭菌之后，脱脂豆乳肽可以直接或在浓缩后用作市售。它们还可以在干燥后作为粉末来市售。

(脱脂豆乳肽的物理性质)

上述所得脱脂豆乳肽的15％TCA溶解度为40％-100％，优选70％-99％。如果没有进行特别的脱盐处理，例如电透析，相对于粗蛋白含量，脱脂豆乳肽含有0.4wt％或更多的残留钙。残留钙的量优选为0.6wt％或更多，更优选为1.0wt％或更多。相对于粗蛋白含量，残留钙的量的上限优选为8wt％或更少。过高含量的残留钙会导致风味的劣化。

实施例

本发明接下来将参照实施例具体描述。在下面的实施例中，术语“％”和“份”都是以重量计。

(比较例1)

通过向脱脂大豆中添加10体积的水，同时搅拌和提取，然后分离豆渣从而获得第一豆乳提取物。通过向分离的豆渣中加入10体积的水，同时搅拌和提取，然后分离豆渣从而获得第二豆乳提取物。将第一和第二豆乳提取物混合，然后冷冻干燥从而获得脱脂豆乳粉。该脱脂豆乳粉的粗蛋白浓度为62.0wt％。将脱脂豆乳粉溶解于水中以制备9wt％的溶液，然后将pH调节到7.0。相对于脱脂豆乳中的粗蛋白含量，以2wt％的量向该溶液添加蛋白酶(Protease N；AmanoEnzyme Inc.制造)。混合物在55℃下水解5小时以获得脱脂豆乳肽的反应溶液。通过在5000rpm下离心分离该反应溶液5分钟而获得的上清在85℃下加热30分钟从而失活酶。由此，获得脱脂豆乳肽。

(比较例2)

向按照比较例1中相同的方法制得的脱脂豆乳肽反应溶液中，根据相对于脱脂豆乳肽反应溶液中粗蛋白含量的钙含量，以0.4wt％的量加入氯化钙。将该溶液在5000rpm下离心分离5分钟获得的上清，在85℃下加热30分钟以失活酶。由此，获得脱脂豆乳肽。

(实施例1-4)

按照比较例2中相同的程序制得脱脂豆乳肽，除了如表1中所示，根据相对于脱脂豆乳肽反应溶液中粗蛋白含量的钙含量，以0.9wt％-3wt％的量加入氯化钙。

(试验例1)

在提供有微滤模具(USP-143，Asahi Kasei Corporation制造)的循环管路中，使20L比较例1和2以及实施例1-4中获得的脱脂豆乳肽进行循环，以验证溶液以0.04MPa的过滤压力过滤时浓缩率和过滤速度的相互关系。此外，将由此获得的滤液冷冻干燥，然后用于通过Kjeldahl法确定粗蛋白含量和15％TCA溶解度，以及通过荧光X射线分析确定相对于粗蛋白的残留钙含量。

验证浓缩率和过滤速度之间相互关系的试验例1的结果示于图1。溶液浓缩到4倍时的过滤速度、粗蛋白含量、15％TCA溶解度以及残留钙含量总结于表1中。

表1.添加钙的脱脂豆乳肽的过滤速度

*根据相对于粗蛋白含量的钙含量wt％

如图1和表1所示，可以验证的是，当钙的添加量为0.9wt％或更多时，脱脂豆乳肽的过滤速度得到显著提高，当添加量为2.4wt％或更多时，进一步提高。相对于粗蛋白，当以0.9wt％的量添加钙时，过滤的脱脂豆乳肽溶液中残留的钙含量为0.42wt％，当以2.4wt％的量添加钙时，残留的钙含量为1.44wt％。

(实施例5-7)

通过进行比较例2中相同的过程制得脱脂豆乳肽，除了根据相对于脱脂豆乳肽反应溶液中粗蛋白含量的钙含量，以2.4wt％的量添加氢氧化钙(实施例5)、乳酸钙(实施例6)、葡萄糖酸钙(实施例7)来代替氯化钙。

(试验例2)

对于实施例5-7中获得的脱脂豆乳肽溶液，如试验例1中所述地测定过滤速度并对滤液进行分析。这些结果以及实施例1中的比较例1和实施例3的结果示于表2，以作比较。

表2.具有不同钙盐添加的脱脂豆乳肽的过滤速度

*根据相对于粗蛋白含量的钙含量wt％

从表2所述的结果可以验证，如使用氯化钙那样，使用氢氧化钙、乳酸钙或葡萄糖酸钙可以提高脱脂豆乳肽的过滤速度。

Claims (1)

1.制备脱脂豆乳肽的方法，其包括：

根据相对于粗蛋白含量的钙含量，将钙盐以0.6wt％至10wt％的量添加至脱脂豆乳肽中；和

将所得混合物过滤一次或多次，

其中，所述脱脂豆乳肽通过使用酸或蛋白水解酶水解脱脂大豆的提取物或其干燥物的再溶解液中的蛋白成分而获得，所述脱脂大豆的提取物除去不溶性部分，而未除去低分子量部分。