CN103202384A - 一种酸性可溶大豆蛋白的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酸性可溶大豆蛋白的制备方法，对低温脱脂豆粕进行碱溶得到大豆蛋白料液，加入植酸酶后，经搅拌、超滤，灭菌干燥后得到酸性可溶大豆蛋白。本方法步骤简单、得率高，根据本方法制备的酸性可溶大豆蛋白酸溶性、透明度、及口感均得到显著提高。

Description

一种酸性可溶大豆蛋白的制备方法

技术领域

本发明涉及一种提高大豆蛋白在酸性条件下的溶解度的方法，特别是涉及一种利用植酸酶和超滤处理相结合的技术来提高大豆蛋白在酸性条件下的溶解度的方法，得到的大豆蛋白粉末在pH2-4.5的酸性环境中的具有较高的溶解度和透明性，同时具有良好的口感。

背景技术

大豆分离蛋白是一种营养价值高、功能性优越的植物蛋白，大豆分离蛋白在肉制品、乳制品以及面食等领域的应用十分广泛。但是，由于传统的大豆分离蛋白在酸性环境中的溶解度很低，使其在酸性饮料等酸性食品中的应用受到了限制。

为了增加大豆蛋白在酸性条件下的溶解度，从根本上解决大豆蛋白在酸性饮料中应用的难题，国内外研究人员先后进行多种尝试，包括植酸酶处理、添加多聚阻离子、添加多聚阴离子、蛋白酶处理、超滤、透析以及加热等。尽管这些方法可从一定程度改善大豆蛋白的酸溶性，但是存在酸涩味严重、透明度不高、或者得率低的问题。WO02/067690(CN1494383A)中提到了植酸酶处理和添加多聚阻离子，并在高于100℃的酸性条件下加热的办法，但是得到的大豆蛋白产品酸涩味严重。US2006/0193966A1中提到了添加多聚阴离子的方法，但是未对口感下降的问题提供解决方法。因此，目前还没有一种能够保证酸溶性、透明度、得率以及口感都完全令人满意的酸性可溶大豆蛋白的生产方法。

由于植酸电离质子的能力很强，在酸性条件下带负电荷的植酸会和大豆蛋白结合在一起形成难溶的复合物，植酸酶能够促使植酸及植酸盐发生水解，使得原本在酸性环境中不易溶解的蛋白质重新悬浮起来，因此植酸酶处理可以提高大豆蛋白在酸性条件下的溶解度。但是，这种仅仅经过植酸酶处理的大豆蛋白制成的酸性蛋白饮料经过长期放置后会形成大量沉淀。常见的稳定剂，例如果胶、羧甲基纤维素等，通过在蛋白质表面形成带负电荷的薄膜从而避免蛋白质聚集。而大豆蛋白的分子量较大，依靠这些稳定剂并不能减少其沉淀的产生。此外，仅用植酸酶处理得到的酸性大豆蛋白产品具有很强的涩味，必须依靠添加涩味掩盖剂(WO2005/058071(CN1893840A))或者利用蛋白酶处理的方法加以避免(WO2010/092778A1、WO2008/136326(CN101686708A))。

发明内容

针对现有技术酸性可溶大豆蛋白的制备中在酸溶性、透明度、得率及产率等方面存在的不足，本发明提供一种酸性可溶大豆蛋白的制备方法，对低温脱脂豆粕进行碱溶得到大豆蛋白料液，加入植酸酶后，经搅拌、超滤，灭菌干燥后得到所述酸性可溶大豆蛋白。

本发明提供一种酸性可溶大豆蛋白的制备方法，具有较高的得率，通过这种方法加工得到的蛋白粉末可以应用到酸性食品，尤其是酸乳饮料、果汁等酸性饮料当中。该产品和现有的大豆分离蛋白相比，在酸性环境中的溶解性、稳定性、透明度以及口感都更易于被消费者接受。

本发明方法中，采用传统碱溶的方法从低温脱脂豆粕中提取大豆蛋白，大豆蛋白的提取率与普通的大豆分离蛋白保持相同。其次，通过加入植酸酶使得大豆蛋白的酸溶性显著提高，在此基础上的超滤起到纯化、浓缩以及脱色的作用。再者，本发明方法通过超滤使得料液中的金属离子、植酸盐水解产物等杂质的含量有效降低，因此本发明制备出的大豆蛋白产品具有更高的溶解性和较好的口感。

本发明方法中，超滤允许低分子量的物质选择性的通过滤膜，同时截留住高分子量的物质。超滤处理后，大豆蛋白在酸性条件下的沉淀率显著降低，可能由于在溶液中的离子强度降低时，盐离子对大豆蛋白的电荷屏蔽效应减弱，大豆蛋白极性区域与水分子的接触机会增多，从而使大豆蛋白的溶解性得以增强。在植酸酶处理后对蛋白料液加以超滤，不仅可以去除植酸水解后的产物，还能够减少产品中盐类、糖类以及色素的含量。由于盐类会加重大豆蛋白的涩味，所以超滤后的产品在口感上也有明显的提高。

本发明中使用的超滤装置的分子截留量在5000-30000之间，可以在截留蛋白质的同时去除绝大多数的小分子杂质。进入超滤装置的料液必须经过预先处理，除去其中的杂质，以免对滤膜造成堵塞和损伤；之后将料液倒入滤液桶，将泵的转速调到最低位次，接通泵的电源，慢慢调高泵的转速，调节回流控制阀，使超滤压力控制在0.1-0.15MPa；随着过滤的进行，料液的浓度逐渐增高，滤出液通量随之下降，当滤出速度降至很低时，需要清洗滤膜；超滤停止后，立即将系统内的料液放出，并清洗滤膜。植酸酶处理后的大豆蛋白料液经过超滤装置的浓缩与纯化后，颜色洁白，酸溶度提高，涩味减轻。

本方法步骤简单、得率高，适合于大规模工业生产。根据本方法制备的酸性可溶大豆蛋白酸溶性、透明度、及口感均得到显著提高。

具体实施方式

结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

本发明酸性可溶大豆蛋白的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)碱溶：向低温脱脂豆粕中加入10倍体积的水，温度40-50℃，用氢氧化钠溶液调节pH至7-9，搅拌30-60min后，4000g离心去除豆渣，得到大豆蛋白料液。

(2)向大豆蛋白料液中加入植酸酶，添加量按料液的蛋白含量计算为10-100u/g，优选为50-100u/g；在35-45℃的条件下搅拌30-60min，优选在40-45℃的条件下搅拌45min。

(3)使料液通过孔径200目的滤网，以避免超滤膜的堵塞。

(4)将料液通过5,000-30,000道尔顿分子截留量的超滤膜进行超滤。利用超滤设备将大豆蛋白料液进行分离和浓缩。

(5)把超滤得到的浓缩液通过杀菌管道进行灭菌，温度60-100℃，时间2s-30min。

经喷雾干燥，得到酸性可溶大豆蛋白。

实施例1：

向300g低温脱脂豆粕(购自许昌邦迪蛋白质有限公司，规格：50kg，下同)中加入3L水，用30％的氢氧化钠溶液将料液的pH调整到7.0，40℃搅拌30min后，4000g离心10min去除豆渣。向大豆蛋白料液中加入按蛋白含量计算为50u/g的植酸酶，40℃搅拌30min。将大豆蛋白料液通过200目的滤网过滤后，把滤液倒入分子截留量为10,000道尔顿的超滤装置(SYNDER-UF101型超滤装置，滤芯尺寸：

有效过滤面积：0.1m²)，调节回流控制阀，使超滤压力控制在0.1-0.15MPa之间。当料液被浓缩至初始料液体积的1/10后，90℃杀菌15秒，喷雾干燥。

实施例2：

向300g低温脱脂豆粕中加入3L水，用30％的氢氧化钠溶液将料液的pH调整到9.0，50℃搅拌60min后，4000g离心10min去除豆渣。向大豆蛋白料液中加入按蛋白含量计算为50u/g的植酸酶，45℃搅拌30min。将大豆蛋白料液通过200目的滤网过滤后，把滤液倒入分子截留量为10,000道尔顿的超滤装置(SYNDER-UF101型超滤装置，滤芯尺寸：

有效过滤面积：0.1m²)，调节回流控制阀，使超滤压力控制在0.1-0.15MPa之间。当料液被浓缩至初始料液体积的1/10后，60℃杀菌30分钟，喷雾干燥。

实施例3：

向300g低温脱脂豆粕中加入3L水，用30％的氢氧化钠溶液将料液的pH调整到8.0，40℃搅拌45min后，4000g离心10min去除豆渣。向大豆蛋白料液中加入按蛋白含量计算为100u/g的植酸酶，40℃搅拌30min。将大豆蛋白料液通过200目的滤网过滤后，把滤液倒入分子截留量为5,000道尔顿的超滤装置(SYNDER-UF101型超滤装置，滤芯尺寸：

有效过滤面积：0.1m²)，调节回流控制阀，使超滤压力控制在0.1-0.15MPa之间。当料液被浓缩至初始料液体积的1/10后，90℃杀菌15秒，喷雾干燥。

实施例4：

向300g低温脱脂豆粕中加入3L水，用30％的氢氧化钠溶液将料液的pH调整到8.0，40℃搅拌45min后，4000g离心10min去除豆渣。向大豆蛋白料液中加入按蛋白含量计算为75u/g的植酸酶，40℃搅拌30min。将大豆蛋白料液通过200目的滤网过滤后，把滤液倒入分子截留量为30,000道尔顿的超滤装置(SYNDER-UF101型超滤装置，滤芯尺寸：

有效过滤面积：0.1m²)，调节回流控制阀，使超滤压力控制在0.1-0.15MPa之间。当料液被浓缩至初始料液体积的1/10后，100℃杀菌2秒，喷雾干燥。

对比实施例1：

向300g低温脱脂豆粕中加入3L水，用30％的氢氧化钠溶液将料液的pH调整到7.0，40℃搅拌60min后，4000g离心10min去除豆渣。用30％的盐酸将大豆蛋白料液的pH调整到4.5，2000g离心10min，弃去上清，将凝乳重新悬浮在水中，用30％的盐酸把该悬浮液的pH调整为3.5后，加入按蛋白含量计为50u/g的植酸酶，40℃搅拌30min。90℃杀菌15秒，喷雾干燥。

该实施例中的方法与本发明方法相比，区别在于通过等电点沉淀的方法从大豆蛋白料液中分离出大豆蛋白，进而用植酸酶对重新悬浮后的酸性大豆蛋白料液进行处理，由于仅仅采用了植酸酶处理的方法使原本在酸性条件下难溶的植酸-大豆蛋白复合物解离，植酸分解后的产物、盐类、色素仍然存在于大豆蛋白料液当中，所以最终得到的大豆蛋白产品的酸溶度不够高，涩味严重。

对比实施例2：

杀菌之前的步骤和对比实施例1相同。120℃杀菌8秒，喷雾干燥。该实施例中的杀菌温度提高到100℃以上，对大豆蛋白在酸性条件下的溶解度可以起到改善作用，原理是使大豆蛋白分子在高温下延展后重新形成疏水基团向内亲水基团向外的分子结构。该实施例与对比实施例一相比，虽然产品的酸溶性有很大改善，但是涩味依然十分严重。

测试例1：

将实施例1、2、3、4和对比实施例1、2中制备得到的酸性可溶大豆蛋白粉溶解在水中，稀释成质量浓度为5％的大豆蛋白溶液，充分混匀，用10％的盐酸将蛋白溶液的pH调节为3.5，搅拌2h。5000g离心10min，称重，计算沉淀质量在离心前的蛋白溶液中所占的比例。

沉淀率＝(沉淀质重/离心前溶液的质量)×100％。

测试结果见表2。

测试例2：

将实施例1、2、3、4和对比实施例1、2中制备得到的酸性可溶大豆蛋白粉溶解在水中，稀释成质量浓度为1％的大豆蛋白溶液，充分混匀，用5％的盐酸将蛋白溶液的pH调节为3.5，搅拌1h。在600nm处测定蛋白溶液的透光率，此数值可以反映各种酸性蛋白溶液的透明度。测试结果见表2。

测试例3：

将实施例1、2、3、4和对比实施例1、2中制备得到的酸性可溶大豆蛋白粉溶解在水中，稀释成质量浓度为2％的大豆蛋白溶液，加入蔗糖5％(按溶液体积计算)，用5％的盐酸将蛋白溶液的pH值调节为3.5，搅拌均匀。由五名以上有经验的人员进行品尝，以5分法进行评定，评分标准见表1，测试结果见表2。

表1.感官检测评分标准

评分	口感
		1	涩味无法忍受
2	很涩
		3	涩
4	能感觉到涩味的存在
		5	没有涩味

表2.测试结果

样品	沉淀率(％)	透光率(％)	口感	得率(％)
					实施例1	12	82	4.5	32
实施例2	14	75	4.3	38
					实施例3	13	80	4.5	36
实施例4	14	77	4.2	35
					对比实施例1	45	34	1.5	35
对比实施例2	17	64	1.7	35

得率＝(喷雾干燥所得蛋白粉的质量/豆粕的质量)×100％。

测试结果表明，本发明中将植酸酶处理和超滤处理两种方法结合使用，所得到的大豆蛋白产品在酸溶度、透明度、口感各方面都比对比实施例中单一使用植酸酶处理得到的产品更为出色，并且拥有与后者相近的得率，而本发明制备得到的酸性可溶大豆蛋白更能满足产品生产和在酸性饮料中应用的需求。根据本发明方法制得的大豆蛋白粉末在pH2-4.5之间的沉淀率很低，并且几乎没有涩味，口感提高。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (9)

1.一种酸性可溶大豆蛋白的制备方法，其特征在于，对低温脱脂豆粕进行碱溶得到大豆蛋白料液，加入植酸酶后，经搅拌、超滤，灭菌干燥后得到所述酸性可溶大豆蛋白。

2.如权利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制备方法，其特征在于，所述碱溶的处理方式为，料液比1∶10，温度40-50℃，调节pH值为7.0-9.0，搅拌时间为30-60min，4000g离心取上层溶液得到所述大豆蛋白料液。

3.如权利要求2所述酸性可溶大豆蛋白的制备方法，其特征在于，所述碱溶中调节pH值得试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、柠檬酸钠中的任意一种，优选为氢氧化钠。

4.如权利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制备方法，其特征在于，所述植酸酶的用量为10-100u/g；优选的，植酸酶的用量50u-100u/g，该植酸酶用量按大豆蛋白料液中的蛋白含量计算。

5.如权利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制备方法，其特征在于，所述植酸酶的处理反应条件为温度35～45℃，反应时间30～60min，优选的，反应温度为40～45℃，反应时间为45min。

6.如权利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制备方法，其特征在于，所述超滤处理的条件为超滤膜分子量范围在5,000～30,000道尔顿之间。

7.如权利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制备方法，其特征在于，所述超滤处理前需使料液通过200目滤网过滤。

8.如权利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制备方法，其特征在于，所述灭菌处理的条件为灭菌温度60-100℃，灭菌时间2s-30min。

9.如权利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制备方法，其特征在于，所述干燥的方法为喷雾干燥。