CN104519751A - 具有中性或近中性ph的大豆蛋白质产物(“s701n2”) - Google Patents

具有中性或近中性ph的大豆蛋白质产物(“s701n2”) Download PDF

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Abstract

一种具有至少约60wt%(Nx6.25)d.b.的蛋白质含量的大豆蛋白质产物的水溶液，其在pH小于约4.4的含水介质中是完全可溶的，并且在pH调节至pH约6.1至约8的pH范围内是热稳定的。通过将所述产物干燥，回收并干燥任何沉淀的大豆蛋白材料，热处理并且随后干燥所述产物，或热处理所述产物并回收且干燥任何沉淀的大豆蛋白材料，从而将所得的产物进一步处理。

Description

具有中性或近中性PH的大豆蛋白质产物(“S701N2”)
相关申请的引用
根据35 USC 119(e)，本申请要求于2012年6月25日提交的美国临时专利申请第61/663,645号的优先权。
发明领域
本发明涉及提供具有中性或近中性pH的大豆蛋白质产物，优选分离物。
发明背景
在转让于本受让人并其公开内容通过引用并入本文的，于2009年10月21日提交的美国专利申请第12/603,087号(7865-415) (美国专利公开号2010-0098818)、于2010年10月13日提交的第12/923,897号(7865-454) (美国专利公开号2011-0038993)和于2011年6月1日提交的第12/998,422号(美国专利公开号2011-0236556) (“S701”)中，描述了大豆蛋白质产物，优选大豆蛋白分离物的制备，其是完全可溶的，并且能够在低pH值下提供透明且热稳定的溶液。这种蛋白质产物可以用于蛋白质强化，特别是软饮料和运动饮料，以及其它酸性含水系统的蛋白质强化，而没有蛋白质的沉淀。所述大豆蛋白产物的生产是通过使用氯化钙水溶液在中性pH提取大豆蛋白质源，任选地稀释所得的大豆蛋白质水溶液，将所述大豆蛋白质水溶液的pH调节至约1.5至约4.4，优选约2.0至约4.0的pH，以产生酸化的澄清大豆蛋白质溶液，可在干燥前将其任选地浓缩和渗滤。
发明内容
根据本发明，将由上述美国专利申请号12/603,087、12/923,897和12/998,422的方法产生的所述酸化的澄清水溶液的pH调节至约6.1至约8.0，优选约6.5至约7.5的pH，并且将所得的产物干燥，或者将所形成的任何沉淀物分离并干燥。可选地，在将pH调节至约6.1至约8的pH后，可对经pH调节的溶液进行热处理，并且随后将所得的产物干燥，或将所形成的任何沉淀物分离并干燥。可以在pH调节步骤之前或之后，将所述酸化的澄清水溶液任选地浓缩和任选地渗滤。
可选地，可将来自上述美国专利申请号12/603,087、12/923,897和12/998,422的方法的干燥产物溶解，可以溶解并且将所得澄清水溶液的pH调节至约6.1至约8.0，优选约6.5至约7.5的pH，并且将经pH调节的溶液干燥，或者将所形成的任何沉淀物分离并干燥。可选地，在将pH调节至约6.1至约8的pH后，可对经pH调节的溶液进行热处理，并且随后将所得的产物干燥，或将所形成的任何沉淀物分离并干燥。
对所述经pH调节的溶液的热处理通常在约70℃至约160℃的温度下进行约2秒至约60分钟，优选在约80℃至约120℃进行约15秒至约15分钟，更优选在约85℃至约95℃进行约1至约5分钟而实现。
提供具有约6.1至约8.0的中性pH的大豆蛋白质产物，有利于所述产物在具有中性或近中性pH的应用中的使用，消除了在应用制品(application formulation)中包含pH提升成分以中和大豆蛋白质产物的低pH的需要。本文提出的大豆蛋白质产物具有纯净的风味(clean flavour)并且可用于在中性或近中性条件下的食品应用中。
因此，在本发明的一个方面中，提供生产大豆蛋白质产物的方法，其包括：
(a) 提供具有基于干重(d.b.)的至少约60 wt% (N x 6.25)的蛋白质含量的大豆蛋白质产物的水溶液，其在pH小于约4.4的含水介质中完全可溶并且在该pH范围内热稳定，
(b) 将所述溶液的pH调节至约pH 6.1至约8，优选约6.5至约7.5，和
(c) 任选地干燥全部经pH调节的样品，或
(d) 任选地回收并干燥任何沉淀的大豆蛋白质材料，或
(e) 任选地热处理所述经pH调节的溶液，并且随后干燥全部样品，或
(f) 任选地热处理所述经pH调节的溶液，随后回收并干燥任何沉淀的大豆蛋白质材料。
在本发明的另一个方面中，根据上文所述美国专利申请的方法生产的大豆蛋白质溶液可以经过处理以生产在此提供的经pH调节的大豆蛋白质产物。因此，在本发明进一步的方面中，提供生产大豆蛋白质产物的方法，其包括：
(a) 使用钙盐水溶液，特别是氯化钙溶液，提取大豆蛋白质源，以导致大豆蛋白质从所述蛋白质源溶解，并且形成大豆蛋白质水溶液，
(b) 将所述大豆蛋白质水溶液与剩余的大豆蛋白质源分离，
(c) 任选地稀释所述大豆蛋白质水溶液，
(d) 将所述大豆蛋白质水溶液的pH调节至约1.5至约4.4，优选约2至约4的pH，以产生酸化的大豆蛋白质水溶液，
(e) 任选地热处理所述酸化的大豆蛋白质水溶液，以降低抗营养的胰蛋白酶抑制剂的活性和微生物负荷，
(f) 任选地通过使用选择性膜技术浓缩所述酸化的大豆蛋白质水溶液，同时维持离子强度基本恒定，
(g) 任选地渗滤所述浓缩的大豆蛋白质溶液，
(h) 任选地对所述浓缩的大豆蛋白质溶液进行巴氏杀菌以降低微生物负荷，
(i) 将所述大豆蛋白质水溶液的pH调节至约pH 6.1至约8，优选约6.5至约7.5，和
任选地干燥全部经pH调节的样品，或
任选地回收并干燥任何沉淀的大豆蛋白质材料，或
任选地热处理所述经pH调节的溶液并随后干燥全部样品，或
任选地热处理所述经pH调节的溶液，随后回收并干燥任何沉淀的大豆蛋白质材料。
虽然可得到一系列用于食品用途，具有多种功能性质，和多种预期应用的大豆蛋白质产物，但是商品化的大豆蛋白质产物的一些更常见的应用是经处理的肉类产品、烘焙物和营养棒。本发明的经pH调节的大豆蛋白质产物具有更纯净的风味并且缺少常规大豆蛋白质产物特有的“豆腥”味，并且可以在包括上文所提到的类型在内的多种食品产物中替代常规大豆蛋白质产物，以提供具有改进风味的食品产物。如下文所述的经pH调节的大豆蛋白质产物的制备可以引入热处理步骤，其用于改变蛋白质产物的功能性质，即降低蛋白质的溶解度并提升所述材料的水结合能力。
本文提供的中性或近中性大豆蛋白质产物是新的大豆蛋白质产物。因此，在本发明的另一个方面，提供了具有至少约60 wt%，优选至少约90 wt%，并且更优选至少约100 wt% (N x 6.25) d.b.的蛋白质含量的大豆蛋白质产物，其在水溶液中具有约6.1至约8，优选约6.5至约7.5的中性pH，并且具有非豆腥味的风味。本发明进一步包含引入此类新的大豆蛋白质产物的食品组合物，包括经处理的肉类产物、烘焙物、营养棒和乳类似物或替代产品或产物，例如饮料和冷冻甜品。
根据本文方法生产的大豆蛋白质产物缺少大豆蛋白质产物特有的豆腥味，并且适合用于蛋白质产物的各种常规应用，包括但不限于经加工的食品和饮料的蛋白质强化，油的乳化，作为烘焙物中的成型剂(body former)和截留气体的产品中的发泡剂。此外，所述大豆蛋白质产物可以形成蛋白质纤维，可用于肉类似物中并且可以在将蛋清用作为粘合剂的食物产品中用作蛋清替代物或增量剂(extender)。所述大豆蛋白质产物也可用于营养补充剂中。所述大豆蛋白质产物也可用于乳类似物或替代产品或作为乳/植物组分调和物的产品中。所述大豆蛋白质产物的其它用途在于宠物食品、动物饲料中，以及在工业和化妆品应用中，和个人护理产品中。
发明概述
所述提供大豆蛋白质产品的方法的初始步骤包括从大豆蛋白质源溶解大豆蛋白质。所述大豆蛋白质源可以是大豆或由大豆加工衍生的任何大豆产品或副产品，包括但不限于大豆粉、大豆碎片、大豆粗粉和大豆粉末。所述大豆蛋白质源可以以全脂形式、部分脱脂形式或完全脱脂形式使用。在所述大豆蛋白质源包含大量脂肪的情况下，在处理过程中通常需要去油步骤。从所述大豆蛋白质源回收的大豆蛋白质可以是大豆中天然产生的蛋白质，或者所述蛋白质材料可以是通过基因操作修饰但具有天然蛋白质的特征性疏水和极性性质的蛋白质。
虽然也可以使用其它钙盐的溶液，但从所述大豆蛋白质源材料的蛋白质溶解最合适地是使用氯化钙溶液实现。此外，可使用其它碱土金属化合物，例如镁盐。进一步地，大豆蛋白从所述大豆蛋白质源的提取可以使用与其它盐溶液(例如氯化钠)组合的钙盐溶液实现。此外，大豆蛋白从所述大豆蛋白质源的提取可以使用水或其它盐溶液(例如氯化钠)，以及随后在提取步骤中添加到大豆蛋白质水溶液的钙盐实现。在后续处理之前除去在钙盐添加后形成的沉淀。
随着钙盐溶液的浓度的提高，蛋白质从所述大豆蛋白质源溶解的程度开始提升，直至达到最大值。盐浓度的任何后续提升都不再增加溶解的总蛋白质。导致最大蛋白质溶解的钙盐溶液的浓度取决于所涉及的盐。通常优选使用小于约1.0M的浓度值，并且更优选约0.10至约0.15M的值。
在分批处理中，蛋白质的盐溶解在约1℃至约100℃的温度下实施，优选约15℃至约65℃，更优选约50℃至约60℃，优选伴随搅动以减少溶解时间，所述溶解时间通常为约1至约60分钟。优选实施所述溶解以从所述大豆蛋白质源基本上提取如可行地那么多的蛋白质，从而提供整体上高的产物总产量。
在连续处理中，以与实现从所述大豆蛋白质源连续提取大豆蛋白质相容的任何方式进行从所述大豆蛋白质源的大豆蛋白质的提取。在一个实施方案中，将所述大豆蛋白质源与钙盐溶液连续地混合，并且将混合物以一定流速运送通过具有一定长度的管或导管，以使滞留时间足以实现根据本文所述参数的期望提取。在这样的连续方法中，所述盐溶解步骤在约1分钟至约60分钟的时间内实现，优选实施溶解以从所述大豆蛋白质源基本上提取如可行地那么多的蛋白质。所述连续方法中的溶解在约1℃和约100℃之间的温度下实现，优选约15℃至约65℃，更优选约50℃和约60℃之间。
所述提取通常在约4.5至约11，优选约5至约7的pH下进行。按照需要，可通过使用任何合适的食品级酸(通常为盐酸或磷酸)，或食品级碱(通常为氢氧化钠)，将提取系统(大豆蛋白质源和钙盐溶液)的pH调节至约4.5至约11的范围内的任何期望值，以用于所述提取步骤中。
在溶解步骤期间，大豆蛋白质源在钙盐溶液中的浓度可宽泛地变化。典型的浓度值为约5至约15% w/v。
使用盐水溶液的蛋白质提取步骤具有溶解可存在于所述大豆蛋白质源中的脂肪的额外作用，这随后导致脂肪存在于水相中。
由所述提取步骤产生的蛋白质溶液通常具有约5至约50g/L，优选约10至约50g/L的蛋白质浓度。
所述钙盐水溶液可以包含抗氧化剂。所述抗氧化剂可以为任何合适的抗氧化剂，例如亚硫酸钠或抗坏血酸。采用的抗氧化剂的量可以在溶液的约0.01至约1 wt%变化，优选约0.05 wt%。所述抗氧化剂用于抑制蛋白质溶液中任何酚类的氧化。
随后，可以任何合适的方式将从提取步骤产生的蛋白质水溶液与剩余的大豆蛋白质源分离，例如通过使用沉降离心机或任何适合的筛，随后使用碟片式离心和/或过滤，以移除剩余的大豆蛋白质源材料。所述分离步骤通常与所述蛋白质溶解步骤相同的温度下进行，但也可以在约1℃至约100℃的范围内的任何温度下进行，优选约15℃至约65℃，更优选约50℃至约60℃。可将分离的剩余大豆蛋白质源干燥，用于废弃处置。可选地，可将分离的剩余大豆蛋白质源处理以回收一些剩余蛋白质。可以通过使用新的钙盐溶液再提取所分离的剩余大豆蛋白质源，并且将在澄清化后产生的蛋白质溶液与初始蛋白质溶液组合，用于如下文所述的进一步处理。可选地，所述分离的剩余大豆蛋白质源可通过常规的等电点沉淀方法或任何其它合适的方法处理以回收剩余蛋白质。
所述大豆蛋白质水溶液可以使用消泡剂处理，例如任何合适的食品级的，非硅酮基消泡剂，以减少进一步处理后形成的泡沫的体积。使用的消泡剂的量通常大于约0.0003% w/v。可选地，上述量的消泡剂可以在提取步骤中添加。
在所述大豆蛋白质源包含显著量的脂肪的情况下，如美国专利号5,844,086和6,005,076中所述，则可对所述分离的蛋白质水溶液实施脱脂步骤，上述专利转让于本受让人且其公开内容通过引用并入本文。可选地，所述分离的大豆蛋白质水溶液的脱脂可以通过任何其它合适的方法实现。
所述大豆蛋白质水溶液可以使用吸附剂处理，例如粉状活性炭或颗粒状活性炭，以去除颜色和/或气味化合物。此类吸附剂处理可以在任何合适的条件下进行，通常在所述分离的蛋白质水溶液的环境温度下进行。对于粉状活性炭，使用约0.025%至约5% w/v，优选约0.05%至约2% w/v的量。所述吸附剂可以通过任何合适的方式，例如通过过滤，从大豆溶液移除。
通常，可以使用约0.1至约10体积，优选约0.5至约2倍体积的含水稀释剂稀释所产生的大豆蛋白质水溶液，以将所述大豆蛋白质水溶液的电导率降低至通常低于约105mS的值，优选约4至约21 mS。此类稀释通常使用水进行，尽管也可使用具有高至约3 mS的稀释盐溶液，例如氯化钠或氯化钙。
与所述大豆蛋白质溶液混合的稀释剂通常具有与所述大豆蛋白质溶液相同的温度，但是所述稀释剂可以具有约为1℃至约100℃，优选约15℃至约65℃，更优选约50℃至约60℃的温度。
随后，通过添加任何适合的食品级酸，将所述任选稀释的大豆蛋白质溶液的pH值调节至约1.5至约4.4，优选约2至约4的值，产生澄清的酸化大豆蛋白质水溶液。所述澄清的酸化大豆蛋白质水溶液，对于稀释的大豆蛋白质溶液具有通常低于约110mS的电导率，或对未稀释的大豆蛋白质溶液具有通常低于约115mS的电导率，在两种情况下都优选约4至约26mS。
如转让于受让人并且其公开内容通过引用并入文本的，于2012年5月18日提交的共同在审的美国专利申请号13/474,788 (“S704”)中所述，所述任选的稀释和酸化步骤可以在将所述大豆蛋白质溶液与所述剩余的大豆蛋白质源材料分离之前实施。
可以对所述澄清的酸化大豆蛋白质水溶液进行热处理，以灭活热不稳定的抗营养因子，例如胰蛋白酶抑制剂，其是由于在提取步骤期间从所述大豆蛋白质源材料的提取而存在于此类溶液中。这个加热步骤还提供减少微生物负荷的额外益处。通常，将蛋白质溶液加热到约70℃至约160℃的温度进行约10秒至约60分钟，优选在约80℃至约120℃进行约10秒至约5分钟，更优选在约85℃至约95℃进行约30秒至约5分钟。随后，将经热处理的酸化大豆蛋白质溶液冷却至约2℃至约65℃，优选约50℃至约60℃的温度，以用于如下文所述的进一步处理。
可通过任何合适的方式，例如通过过滤，将所述任选稀释、酸化且任选热处理的蛋白质溶液任选地精处理(polished)，以除去任何剩余的颗粒。
可将产生的澄清的酸化大豆蛋白质水溶液的pH调节至约6.1至约8.0，优选约6.5至约7.5的pH，如下文所述，任选地对其进行如下文所述进一步处理，并且随后干燥以产生大豆蛋白质产物。为了提供具有减少的杂质含量和减少的盐含量的大豆蛋白质产物，例如大豆蛋白质分离物，可在pH调节步骤前对所述澄清的酸化大豆蛋白质水溶液进行处理。
可将所述澄清的酸化大豆蛋白质水溶液浓缩以增加其蛋白质浓度，同时维持其离子强度基本恒定。通常实现这样的浓缩以提供具有约50至约300g/L，优选约100至约200g/L的蛋白质浓度的浓缩的大豆蛋白质溶液。
所述浓缩步骤可以与分批或连续操作相容的任何合适的方式实现，例如通过使用任何合适的选择性膜技术，例如超滤或渗滤，使用膜，例如中空纤维膜或螺旋缠绕膜(spiral-wound membranes)，其具有合适的截留分子量，例如约3000至约1,000,000道尔顿，优选约5,000至约100,000道尔顿，考虑不同的膜材料和构造，并且对于连续操作，确定规格以允许在蛋白质水溶液通过膜时得到期望程度的浓缩。
如熟知的，超滤和类似的选择性膜技术允许低分子量的种类经由膜通过，而阻止较高分子量的种类通过。低分子量的种类不但包括离子种类的食品级盐，还包括从所述源材料中提取的低分子量材料，例如碳水化合物、色素、低分子量蛋白质和抗营养因子，例如胰蛋白酶抑制剂，其本身是低分子量蛋白质。考虑不同的膜材料和构造，通常选择膜的截留分子量以在允许污染物通过的同时，确保保留溶液中的显著比例的蛋白质。
随后，可对浓缩的大豆蛋白质溶液进行使用水或稀释盐溶液的渗滤步骤。渗滤溶液可以在其天然pH或在与所渗滤的蛋白质溶液相同的pH，或上述两者之间任何pH值。此类渗滤可以使用约1至约40体积的渗滤溶液实现，优选约2至约25体积的渗滤溶液。在渗滤操作中，通过与渗透物一起穿过膜，将进一步量的污染物从澄清的大豆蛋白质水溶液移除。这纯化了所述澄清的蛋白质水溶液，并且还可以降低其粘度。可以实施渗滤操作至到渗透物中不存在显著的进一步量的污染物或可见的颜色，或直到渗余物已足够纯化，从而在pH调节任选地进一步处理，随后干燥时，提供具有至少约90 wt% (N x 6.25) d.b.的蛋白质含量的大豆蛋白质分离物。此类渗滤可以使用如浓缩步骤的相同的膜实现。然而，如果期望，所述渗滤步骤可以使用具有不同截留分子量的单独的膜实现，例如考虑不同的膜材料和结构，具有在约3,000至约1,000,000道尔顿的范围内，优选约5,000至约100,000道尔顿的截留分子量的膜。
可选地，所述渗滤步骤可以在浓缩之前应用于所述澄清的酸化蛋白质水溶液，或应用于部分浓缩的澄清的酸化蛋白质水溶液。渗滤也可以还在浓缩处理过程中的多个点实施。当渗滤在浓缩前应用或应用于部分浓缩的溶液时，可随后将所得的经渗滤的溶液额外地浓缩。随着蛋白质溶液浓缩，通过多次渗滤达到的粘度下降可允许获得更高的，最终完全浓缩的蛋白质浓缩物。
在本文中，所述浓缩步骤和渗滤步骤可以这样的方式实现，即随后回收的大豆蛋白质产物包含少于约90 wt%蛋白质(N x 6.25) d.b.，例如至少约60 wt%蛋白质(N x 6.25) d.b.。通过部分浓缩和/或部分渗滤所述澄清的大豆蛋白质水溶液，可以仅部分地移除污染物。随后，可对此蛋白质溶液进行pH调节，任选地如下文所述进一步处理，并且干燥以提供具有较低纯度水平的大豆蛋白质产物。
在至少部分的渗滤步骤期间，在渗滤介质中可存在抗氧化剂。所述抗氧化剂可以为任何合适的抗氧化剂，例如亚硫酸钠或抗坏血酸。在渗滤介质中使用的抗氧化剂的量取决于所使用的材料，并可以在约0.01至约1 wt%变化，优选约0.05 wt%。所述抗氧化剂用于抑制所述大豆蛋白质溶液中存在的任何酚类的氧化。
所述任选的浓缩步骤和任选的渗滤步骤可以在任何合适的温度下实现，通常约2℃至约65℃，优选约50℃至约60℃，并进行一段时间以实现期望程度的浓缩和渗滤。所使用的温度和其它条件在一定程度上取决于为实现膜处理所使用的膜设备、溶液期望的蛋白质浓度和将污染物去除到渗透物的效率。
大豆中有两种主要的胰蛋白酶抑制剂，即Kunitz抑制剂，其是具有约21,000道尔顿的分子量的热不稳定的分子，和Bowman-Birk抑制剂，是具有约8,000道尔顿的分子量的更为热稳定的分子。可以通过操纵多种处理变量控制最后的大豆蛋白质产物中的胰蛋白酶抑制剂活性的水平。
如上文所提及的，对所述澄清的酸化大豆蛋白质水溶液的热处理可以用于灭活热不稳定的胰蛋白酶抑制剂。也可以将部分浓缩或完全浓缩的酸化大豆蛋白质水溶液热处理，以灭活热不稳定的胰蛋白酶抑制剂。当对部分浓缩的酸化大豆蛋白质溶液施加热处理时，可随后对所得的经过热处理的溶液进行额外的浓缩。
此外，所述浓缩和/或渗滤步骤可以以有利于将渗透物中的胰蛋白酶抑制剂与其它污染物一起移除的方式进行。通过使用孔径较大的膜促进胰蛋白酶抑制剂的移除，例如约30,000至约1,000,000道尔顿，所述膜在提升的温度下操作，例如约30℃至约65℃，优选约50℃至约60℃，并使用更大体积的渗滤介质，例如约10至约40体积。
相对于在约3至约4.4的较高pH下处理溶液，在约1.5至约3的较低pH下对所述任选稀释的蛋白质溶液进行酸化和膜处理，可以降低胰蛋白酶抑制剂活性。
进一步地，可以通过将大豆材料暴露于破坏或重排胰蛋白酶抑制剂的二硫键的还原剂而实现所述胰蛋白酶抑制剂活性的降低。合适的还原剂包括亚硫酸钠、半胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸。
此类还原剂的添加可以在整个处理的多个阶段实现。所述还原剂可以在提取步骤中与大豆蛋白质源材料一起添加，可以在移除剩余的大豆蛋白质源材料后添加到澄清化的大豆蛋白质水溶液，可以在渗滤之前或之后添加到浓缩的蛋白质溶液，或者可以与干燥的大豆蛋白质产物干燥混合。所述还原剂的添加可以与如上文所述的热处理步骤和膜处理步骤组合。
如果期望在任选浓缩的蛋白质溶液中保留活性胰蛋白酶抑制剂，这可通过取消热处理步骤或降低热处理步骤的强度、不使用还原剂、将浓缩和渗滤步骤在pH范围的较高端(例如pH 3至约4.4)操作、使用具有较小孔径的浓缩和/或渗滤膜、在较低温度下操作膜并使用较少体积的渗滤介质来实现。
如果需要，可以对任选浓缩且任选渗滤的酸化蛋白质溶液进行进一步的脱脂操作，如美国专利号5,844,086和6,005,076中所述。可选地，可以通过任何其它合适的方法实现所述任选浓缩且任选渗滤的蛋白质溶液的脱脂。
所述任选浓缩且任选渗滤的蛋白质水溶液可以使用吸附剂处理，例如粉末状活性炭或颗粒状活性炭，以去除颜色和/或气味化合物。这样的吸附剂处理可以在任何合适的条件下进行，通常在所述蛋白质溶液的环境温度下进行。对于粉状活性炭，使用约0.025%至约5% w/v，优选约0.05%至约2% w/v的量。所述吸附剂可以通过任何合适的方式，例如通过过滤，从所述大豆蛋白质溶液移除。
可以在pH调节前对所述大豆蛋白质溶液实施巴氏灭菌步骤。此类巴氏灭菌可以在任何期望的巴氏灭菌条件下实现。通常，将所述任选浓缩且任选渗滤的大豆蛋白质溶液加热至约55℃至约70℃的温度，优选约60℃至约65℃，进行约30秒至约60分钟，优选约10分钟至约15分钟。随后，将经巴氏灭菌的大豆蛋白质溶液冷却以进行进一步处理，优选冷却至约25℃至约40℃的温度。
可以使用多种方法以由酸可溶性的大豆蛋白质产物提供根据本发明的经pH调节的大豆蛋白质产物，并且操作其功能性质。
在一个这样的方法中，可以将上文所述的用于制备酸可溶性的大豆蛋白质产物的酸化的大豆蛋白质水溶液、部分浓缩的大豆蛋白质溶液或浓缩的大豆蛋白质溶液，在使用约0.1至约6体积的水，优选约1至约4体积的水的任选稀释后，调节至约6.1至约8，优选约6.5至约7.5的pH。随后，可将全部样品干燥，或通过离心收集任何沉淀的固体，并仅将这些干燥以形成产物。可选地，可将所述pH 6.1至8的溶液加热至约70℃至约160℃的温度进行约2秒至约60分钟，优选约80℃至约120℃进行约15秒至约15分钟，更优选约85℃至约95℃进行约1至约5分钟，然后，干燥全部样品或通过离心收集任何沉淀的固体并将这些干燥以形成产物。
作为进一步的备选方案，可在上述任选的浓缩和任选的渗滤步骤之前，将所述酸化的大豆蛋白质水溶液的pH调节至约6.1至约8，优选约6.5至约7.5。随后，可将由任选的浓缩和任选的渗滤步骤产生的经pH调节的蛋白质溶液干燥或离心以收集任何不溶性大豆蛋白质材料，可将所述不溶性大豆蛋白质材料干燥。可选地，可对由任选的浓缩和任选的渗滤步骤产生的经pH调节的蛋白质溶液进行热处理并且随后干燥或离心以收集任何不溶性大豆蛋白质材料，可将所述不溶性大豆蛋白质材料干燥。
可选地，将任选地如上文所述处理的，所述澄清的酸化大豆蛋白质水溶液干燥，而不进行任何pH调节。随后，可将所述干燥的大豆蛋白质产物重新溶解在水中，并且在干燥之前，以任何合适的方式，例如通过使用氢氧化钠水溶液，将所产生的澄清的酸性水溶液的pH提升至约6.1至约8，优选6.5至约7.5的pH。可选地，通过离心回收在将pH调节至约6.1至约8时形成的任何沉淀物，并将这些固体干燥以产生大豆蛋白质产物。
如进一步的备选方案，可在干燥全部样品之前，将所述pH 6.1至8的溶液加热至约70℃至约160℃的温度进行约2秒至约60分钟，优选约80℃至约120℃进行约15秒至约15分钟，更优选约85℃至约95℃进行约1至约5分钟，或在又另一可选的方法中，通过离心回收并且仅干燥存在于经热处理的样品中的任何不溶性固体。
所述干大豆蛋白质产物具有至少约60 wt% (N x 6.25) d.b.的蛋白质含量。优选地，所述干大豆蛋白质产物是具有超过约90 wt%蛋白质，优选至少约100 wt%, (N x 6.25) d.b.的高蛋白质含量的分离物。
在其中收集并干燥沉淀的固体的方法中，还可将剩余的可溶性蛋白级分处理以形成大豆蛋白质产物。可将所述可溶性级分直接地干燥或可以在干燥之前通过膜浓缩和/或渗滤和/或热处理而进一步处理。
实施例
实施例1：
该实施例说明了用于实施本发明一个实施方案的方法。
将30kg脱脂的白色大豆碎片与300L的0.1M CaCl2溶液在60℃组合并且搅拌30分钟以提供蛋白质水溶液。除去大块的剩余大豆碎片，并且通过使用沉降离心机的离心，将所得的蛋白质溶液部分澄清化，以产生334.9L具有3.13重量%的蛋白质含量的浓缩物。向此浓缩物添加6.7g与93.3ml水混合的消泡剂，并且随后通过使用碟垛式离心机的离心，将所述样品进一步澄清化，以提供230L具有2.86重量%的蛋白质含量的浓缩物。
随后，将此浓缩物添加到175L 50℃的反渗透纯化水中，并且使用已用水1:1稀释的HCl将样品的pH降低至3.43。
通过在约47℃的温度下操作的，在具有100,000道尔顿的截留分子量的聚醚砜(PES)膜上的浓缩，将所述稀释并酸化的蛋白质提取溶液的体积从372L减少至103L。使用515L反渗透纯化水，对具有5.10 wt%的蛋白质含量的所述酸化的蛋白质溶液进行渗滤，且渗滤操作在约50℃进行。将所产生的经渗滤的蛋白质溶液进一步浓缩，以提供具有12.24重量%的蛋白质含量的溶液，并且随后用水稀释至6.45 wt%的蛋白质含量。使用等体积的水稀释此溶液的等分试样，并且使用1M NaOH溶液将其pH升至7.35。经pH调节的溶液的蛋白质含量为3.14 wt%，并且此样品代表在碟垛式离心后的浓缩物的33.4 wt%的产量。随后，将所述经pH调节的蛋白质溶液干燥以产生产物，发现所述产物具有101.01 wt% (N x 6.25) d.b.的蛋白质含量。所述产物命名为S110729AS-A30-12A S701N2-01。
实施例2
该实施例说明了用于实现本发明进一步实施方案的方法。
将300kg脱脂的白色大豆碎片与3180L的0.1M CaCl2溶液在60℃组合并且搅拌30分钟以提供蛋白质水溶液。除去大块的剩余大豆碎片，并且通过使用沉降离心机的离心，将所得的蛋白质溶液部分澄清化，以产生“a”L具有“b”重量%的蛋白质含量的浓缩物。向此浓缩物添加20g与280ml水混合的消泡剂，并且随后通过使用碟垛式离心机的离心，将所述样品进一步澄清化，以提供“c”L具有“d”重量%的蛋白质含量的浓缩物。
随后，将此浓缩物添加到“e”L 60℃的反渗透纯化水中，并且使用已用水1:1稀释的HCl将样品的pH降低至“f”。
通过在约“i”℃的温度下操作的，在具有100,000道尔顿的截留分子量的聚醚砜(PES)膜上的浓缩，将所述稀释并酸化的蛋白质提取溶液的体积从“g”L减少至“h”L。在所述浓缩步骤的同时，使用“j”L的反渗透纯化水，对所述酸化的蛋白质溶液进行渗滤。所得的经渗滤且浓缩的蛋白质溶液具有“k”重量%的蛋白质含量。使用RO水稀释此溶液的等分试样，并且使用NaOH溶液将样品的pH升至“l”。经稀释和pH调节的蛋白质溶液的具有“m”wt%的蛋白质含量，并且代表在碟垛式离心后的浓缩物的“n”wt%的产量。随后，将此蛋白质溶液干燥以产生产物，发现所述产物具有“o”wt% (N x 6.25) d.b.的蛋白质含量。所述产物命名为“p”。
下表1中提供了对于两次运行的参数a至p的值：
。
实施例3
该实施例包含对如实施例1和2中所述生产的蛋白质产物的植酸含量的评估。使用Latta和Eskin (J. Agric. Food Chem., 28: 1313-1315)的方法测定植酸含量。
获得的结果显示在下表2中。
如从表2所示结果可见，按实施例1和2中所述制备的大豆蛋白质产物的肌植酸含量非常低。
实施例4
该实施例说明了按实施例1和2中所述生产的蛋白质产物的颜色。使用在反射模式下操作的HunterLab ColorQuest XE仪器评定干粉的颜色。
获得的结果显示在下表3中。
如从表3所示结果可见，按实施例1和2中所述制备的大豆蛋白质产物颜色浅。
实施例5
该实施例说明了按实施例1和2中所述生产的蛋白质产物的溶解度。使用Morr等人，J. Food Sci. 50:1715-1718的方法的修改形式来评估蛋白质溶解度。
在烧杯中称量提供0.5g蛋白质的足够的蛋白质粉，并且随后添加少量反渗透(RO)纯化水，并将混合物搅拌直到形成调匀的糊状物。随后，添加额外的水使体积达到约45ml。随后，使用磁力搅拌器将烧杯的内容物缓慢地搅拌60分钟。在分散蛋白质后立刻测定pH，并且使用稀释的NaOH或HCl，将pH调节至合适的水平(6、6.5、7、7.5或8)。在60分钟搅拌期间，周期性地测量并修正pH。在60分钟搅拌后，使用RO水将样品补足至50ml总体积，产生1%蛋白质w/v的分散物。使用Leco氮测定仪，通过燃烧分析测量所述分散物的蛋白质含量。随后，将所述分散物的等分试样在7,800g离心10分钟，这使不溶材料沉淀并产生上清液。通过燃烧分析测量所述上清液的蛋白质含量，并且随后，随后按如下计算产物的蛋白质溶解度：
溶解度 (%) = (%上清液中的蛋白质/%初始分散物中的蛋白质) x 100　。
溶解度值显示在表4中。
如从表4中所示的结果可见，S701N2产物在pH6不是易溶解的，但在所测试的较高pH值下溶解度稍高。
实施例6
该实施例包含按实施例1和2中所述生产的大豆蛋白质产物的水结合能力的评估。
在重量已知的离心管(50ml)中称入蛋白质粉(1g)。向该粉添加约20ml中性pH的反渗透(RO)纯化水。使用涡旋混合器在中等速度下，将所述管中的内含物混合1分钟。将样品在室温孵育5分钟，随后使用涡旋混合器混合30秒。随后，在室温孵育另外5分钟，随后涡旋混合另外30秒。随后，将样品在20℃，在1,000g离心15分钟。离心后，小心地倒出上清液，确保全部固体材料都保留在管中。随后，将离心管重新称重，并且测定水饱和样品的重量。
水结合能力(WBC)按如下计算：
WBC (ml/g) = (水饱和样品质量 – 初始样品质量)/(初始样品质量 x 样品总固体含量)。
S701N2产物的水结合能力显示在表5中。
如从表5中所示的结果可见，测试的S701N2产物具有中等水结合能力。
实施例7
该实施例说明了通过常规等电点沉淀的大豆蛋白质分离物的制备。
在环境温度下，将30kg白色大豆碎片添加300L的RO水中，并且通过添加1M氢氧化钠溶液，将pH调节至8.5。将样品搅拌30分钟以提供蛋白质水溶液。监视提取物的pH并且在整个30分钟内维持在pH 8.5。除去剩余的白色大豆碎片，并且通过离心和过滤将所产生的蛋白质溶液澄清化，以产生278.7L具有2.93重量%的蛋白质含量的经过滤的蛋白质溶液。通过添加已使用等体积水稀释的HCl，将所述蛋白质溶液的pH调节至4.5，并且形成沉淀。通过离心收集所述沉淀，随后通过将其重悬在2体积的RO水中而进行清洗。随后，通过离心收集经清洗的沉淀。获得总计32.42 kg具有18.15 wt%的蛋白质含量的经清洗的沉淀。这代表在所述澄清化的提取溶液中的72.0%的蛋白质的产量。16.64kg的经清洗的沉淀的等分试样与等重量的RO水组合，并且随后使用氢氧化钠将样品的pH调节至6。随后，将经pH调节的样品喷雾干燥，以产生具有93.80% (N x 6.25) d.b.的蛋白质含量的分离物。该产物命名为S013-K19-09A常规IEP pH 6。
实施例8
该实施例是按照实施例1所述制备的S110729AS-A30-12A S701N2-01产物和按实施例7所述制备的常规大豆蛋白质分离产物的感官评价(sensory evaluation)。
用于感官评价的样品，作为在纯化饮用水中2%蛋白质w/v的分散物呈现。当制备S013-K19-09A常规IEP样品时，引入少量食品级氢氧化钠溶液，以提升所述样品的pH，从而与S110729AS-A30-12A S701N2-01样品的pH匹配。样品以盲测方式提供给8名成员的非正式小组，要求这些成员鉴别哪个样品的豆腥味更大和他们更喜欢哪个样品的风味。
8名成员中的7名发现S110729AS-A30-12A S701N2-01具有较少豆腥味，并且全部8名成员都更喜欢S110729AS-A30-12A S701N2-01的风味。
实施例9
该实施例是按照实施例2所述制备的S110729AS-B15-12A S701N2-01产物和按实施例7所述制备的常规大豆蛋白质分离产物的感官评价。
用于感官评价的样品，作为在纯化饮用水中2%蛋白质w/v的分散物呈现。当制备S013-K19-09A常规IEP样品时，引入少量食品级氢氧化钠溶液，以提升所述样品的pH，从而与S110729AS-B15-12A S701N2-01样品的pH匹配。样品以盲测方式提供给8名成员的非正式小组，要求这些成员鉴别哪个样品的豆腥味更大和他们更喜欢哪个样品的风味。
8名成员中的7名发现S110729AS-B15-12A S701N2-01具有较少豆腥味，并且8名成员中的5名更喜欢S110729AS-B15-12A S701N2-01的风味。
实施例10
该实施例是按照实施例2所述制备的S110729AS-B21-12A S701N2-01产物和按实施例7所述制备的常规大豆蛋白质分离产物的感官评价。
用于感官评价的样品，作为在纯化饮用水中2%蛋白质w/v的分散物呈现。当制备S013-K19-09A常规IEP样品时，引入少量食品级氢氧化钠溶液，以提升所述样品的pH，从而与S110729AS-B21-12A S701N2-01样品的pH匹配。样品以盲测方式提供给7名成员的非正式小组，要求这些成员鉴别哪个样品的豆腥味更大和他们更喜欢哪个样品的风味。
7名成员中的5名发现S110729AS-B21-12A S701N2-01具有较少豆腥味，并且7名成员中的4名更喜欢S110729AS-B21-12A S701N2-01的风味。
发明概述
总结本公开的内容，本发明提供了具有中性或近中性pH的大豆蛋白质产物。可以在本发明的范围内进行改进。

Claims (19)

1.具有至少约60 wt% (N x 6.25) d.b.的蛋白质含量的大豆蛋白质产物，其在水溶液中具有约6.1至约8的天然pH，并且具有非豆腥味的风味。
2.权利要求1的大豆蛋白质产物，其中所述pH为约6.5至约7.5。
3.权利要求1的大豆蛋白质产物，其具有至少约90 wt% (N x 6.25)的蛋白质含量。
4.权利要求3的大豆蛋白质产物，其具有至少约100 wt% (N x 6.25)的蛋白质含量。
5.一种食品组合物，其包含如权利要求1中所述的大豆蛋白质产物。
6.权利要求5的食品组合物，其是经处理的肉类产物。
7.权利要求5的食品组合物，其是烘焙物。
8.权利要求5的食品组合物，其是营养棒。
9.权利要求5的食品组合物，其是乳类似物或替代产品。
10.权利要求9的食品组合物，其中所述乳类似物或替代产品是饮料或冷冻甜品。
11.生产如权利要求1中所述的大豆蛋白质产物的方法，其包括：
提供具有至少约60 wt% (N x 6.25) d.b.的蛋白质含量的大豆蛋白质产物的水溶液，其在pH小于约4.4的含水介质中完全可溶，并且在该pH范围内热稳定，
将所述溶液的pH调节至约pH 6.1至约8，和
任选地干燥全部经pH调节的样品，或
任选地回收并干燥任何沉淀的材料，或
任选地热处理所述经pH调节的溶液，并且随后干燥全部样品，或
任选地热处理所述经pH调节的溶液，随后回收并干燥任何沉淀的材料。
12.权利要求11的方法，其中所述热处理在约70℃至约160℃的温度下进行约2秒至约60分钟而实现。
13.权利要求12的方法，其中所述热处理在约80℃至约120℃的温度下进行约15秒至约15分钟而实现。
14.权利要求13的方法，其中所述热处理在约85℃至约95℃的温度下进行约1至约5分钟而实现。
15.生产如权利要求1中所述的大豆蛋白质产物的方法，其包括：
(a) 使用钙盐水溶液，特别是氯化钙溶液，提取大豆蛋白质源，以导致大豆蛋白质从所述蛋白质源溶解，并且形成大豆蛋白质水溶液，
(b) 将所述大豆蛋白质水溶液与剩余的大豆蛋白质源分离，
(c) 任选地稀释所述大豆蛋白质水溶液，
(d) 将所述大豆蛋白质水溶液的pH调节至约1.5至约4.4，优选约2至约4的pH，以产生酸化的澄清大豆蛋白质溶液，
(e) 任选地热处理所述酸化的溶液，以降低抗营养的胰蛋白酶抑制剂的活性和微生物负荷，
(f) 任选地通过使用选择性膜技术浓缩所述澄清的大豆蛋白质水溶液，同时维持离子强度基本恒定，
(g) 任选地渗滤所述任选浓缩的大豆蛋白质溶液，
(h) 任选地对所述任选浓缩的大豆蛋白质溶液进行巴氏杀菌以降低微生物负荷，
(i) 将所述大豆蛋白质水溶液的pH调节至约pH 6.1至约8，和
任选地干燥全部经pH调节的样品，或
任选地回收并干燥任何沉淀的材料，或
任选地热处理所述经pH调节的溶液并随后干燥全部样品，或
任选地热处理所述经pH调节的溶液，随后回收并干燥任何沉淀的材料。
16.权利要求15的方法，其中所述热处理在约70℃至约160℃的温度下进行约2秒至约60分钟而实现。
17.权利要求16的方法，其中所述热处理在约80℃至约120℃的温度下进行约15秒至约15分钟而实现。
18.权利要求17的方法，其中所述热处理在约85℃至约95℃的温度下进行约1至约5分钟而实现。
19.权利要求15中方法，其中将所述pH调节至约6.5至约7.5。
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