CN105494884B - 一种大豆蛋白生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于植物蛋白制备技术领域，具体涉及一种大豆蛋白的生产方法。本发明所述大豆蛋白生产方法，采用二次酸沉的方式进行提取，一次酸沉步骤中调节所述酸沉液的pH值至5.5‑6.3，二次酸沉调节所述酸沉液的pH值至4.5‑4.6。相比于传统的酸沉方法，所述豆清固形物含量明显降低，且吨豆清的蛋白流失量降低，即酸沉蛋白的流失量减少，使得蛋白的收率增加。而且，采用二次酸沉处理的方式，其酸沉清液的析出速度明显快于传统方法。

Description

一种大豆蛋白生产方法
技术领域
本发明属于植物蛋白制备技术领域，具体涉及一种大豆蛋白的生产方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们的膳食结构发生了很大的变化，人均蛋白质的摄取量日益提高，又因动物蛋白质中含有胆固醇，长期食用易诱发心脑血管、肥胖等疾病，所以人们对植物蛋白质的摄入更加重视。
在众多的植物性蛋白质中，营养价值最高的是豆类蛋白质(又称大豆蛋白)。大豆蛋白粉是由低温脱脂豆粕经过提取、分离、酶解、喷雾干燥等步骤处理得到的，酶解可以使大分子的蛋白分子链分解为小分子蛋白，容易吸收。大豆蛋白的蛋白质含量较高，必需氨基酸的含量也较高(除未经过任何加工的大豆蛋白质含有的蛋氨酸含量较少)，而且又因为豆类食物不含胆固醇，这是动物性食物所不具备的优势，因此，大豆蛋白被人们广泛利用。
传统的大豆蛋白的生产一般是采用碱溶酸沉的工艺，即将低温脱脂后的豆粕经浸提、分离后得到豆乳，将豆乳加入酸液后进行沉降，经固液分离得到凝乳和豆清，取凝胶加碱液中和，然后经杀菌、闪蒸、喷雾干燥，进而得到大豆蛋白。
但是，在上述传统的加工方法中，由于一般豆乳的pH值为6.8-7.2，在豆乳中加入酸液使pH值降低至4.5-4.6，并保持1-3min使蛋白分子沉降。这就要求该步骤中必须要使用强酸才能实现，但是强酸会导致部分蛋白分子链解离成小分子蛋白，并且由于小分子蛋白不易沉降，导致豆清中固形物含量升高，蛋白流失量增加，造成蛋白收率降低；同时酸沉得到的酸沉液也会因为小分子蛋白的存在，造成沉降速度慢、沉降不完全，不利于蛋白的回收。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种能显著提高蛋白的沉降速度，并且能够减少蛋白的流失的大豆蛋白生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所述的大豆蛋白生产方法，包括如下步骤：
(1)浸提：取低温脱脂豆粕加水混合进行浸提，并调节混合液的pH值至6.8-7.2；随后将浸提后的混合液进行固液分离，得到豆渣和豆乳；
(2)一次酸沉：取分离的豆乳中加入浓盐酸，并调节酸沉液的pH值至5.5-6.3，并保持反应1-3min；
(3)二次酸沉：在所述酸沉液中继续加入浓盐酸酸使pH值继续降低至4.5-4.6，并保持反应1-2min；
(4)中和：将处理后的所述酸沉液进行固液分离，得到凝乳和豆清；并取所述凝乳加水进行解碎，随后以浓NaOH调节料液pH值至6.8-7.2；
(5)精制：将中和后的料液杀菌、闪蒸降温，并经过喷雾干燥处理，得到所需的大豆蛋白。
所述步骤(1)中，所述低温脱脂豆粕与水的重量比例为1:10-13。
所述步骤(1)中，所述低温脱脂豆粕的蛋白质干基含量≥50％，NSI＞70％。
所述步骤(4)中，所述凝乳与水的重量比为1:4-5。
所述步骤(5)中，所述杀菌步骤为在130-150℃高温下杀菌5-30s。
所述步骤(5)中，所述喷雾干燥处理步骤的温度为170-190℃。
更优的，所述步骤(1)之前，还包括将所述低温脱脂豆粕进行反复冻融处理改性的步骤。
所述反复冻融处理包括如下步骤：
(a)水饱和处理：在0-4℃条件下，将所述低温脱脂豆粕加水进行饱和浸泡5-10h；
(b)冷冻处理：采用-80～-100℃液氮对水饱和处理后的低温脱脂豆粕进行快速冷冻处理；
(c)融冰处理：控制反应温度0-4℃条件下，对冷冻处理后的低温脱脂豆粕进行融冰处理，至冰晶体完全消失；
(d)循环：重复上述步骤(b)-(c)循环进行，直至结晶完全融化；
(e)冷冻干燥：将融冰后的料液进行冷冻干燥处理，即得改性后的低温脱脂豆粕。
所述步骤(d)中，所述循环次数为2-10次。
所述步骤(e)中，所述冷冻干燥步骤具体为：在-10～-15℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于70％；随即降温至-20～-25℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于40％；然后降温至-30℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于10％。
本发明所述大豆蛋白生产方法，采用的是二次酸沉处理的方式，一次酸沉步骤中调节所述酸沉液的pH值至5.5-6.3，二次酸沉调节所述酸沉液的pH值至4.5-4.6，相比于传统的碱溶酸沉法中一次性降pH至4.5-4.6的方式，其制备大豆蛋白时所述的豆清固形物含量明显降低，虽然由于固形物含量的降低导致了豆清(干基)粗蛋白含量的升高，但吨豆清的蛋白流失量降低，即酸沉蛋白的流失量减少，使得蛋白的收率增加。而且，采用二次酸沉处理的方式，其酸沉清液的析出速度明显快于传统方法。这主要是因为，两次酸沉处理的方式可以实现不同分子量的蛋白质分子的分布沉降，通过区分沉降蛋白的分子量，最终实现蛋白分子的完全沉降，减少沉降工段蛋白质的流失量，提高收率。
本发明所述大豆蛋白生产方法在二次酸沉方法的基础上，对所述低温脱脂豆粕原料进行反复冻融法改性处理，检测数据显示，所述改性处理并未对所述低温脱脂豆粕的形状产生影响，但豆清固形物含量却明显降低，而且吨豆清的蛋白流失量也显著降低，可见，本发明反复冻融法改性处理的方式对蛋白质的沉降具有积极的意义，且取得了预料不到的技术效果。
本发明所述大豆蛋白生产方法，在所述改性处理步骤中，进一步采用梯度冷冻干燥的方式，对所述低温脱脂豆粕的改性作用增强，其蛋白质的沉降更具优势，取得了预料不到的技术效果。
具体实施方式
实施例1
本实施例所述的大豆蛋白生产方法，包括如下步骤：
(1)浸提：选取蛋白质(干基)含量为55.2％、NSI为81.2％的低温脱脂豆粕1kg加水10kg混合进行浸提，并调节混合液的pH值至6.8；随后将浸提后的混合液进行固液分离，得到豆渣和豆乳；
(2)一次酸沉：取分离的豆乳中加入浓盐酸，并调节酸沉液的pH值至5.5，并保持反应1min；
(3)二次酸沉：在所述酸沉液中继续加入浓盐酸酸使pH值继续降低至4.5，并保持反应2min；
(4)中和：将处理后的所述酸沉液进行固液分离，得到凝乳和豆清；并取所述凝乳加入所述凝乳4倍重量份的水进行解碎，随后以浓NaOH调节料液pH值至6.8；
(5)精制：将中和后的料液150℃高温下杀菌5s、并经闪蒸降温，随后在170℃温度下喷雾干燥处理，得到所需的大豆蛋白。
实施例2
本实施例所述的大豆蛋白生产方法，包括如下步骤：
(1)浸提：选取与实施例1相同的低温脱脂豆粕1kg加水13kg混合进行浸提，并调节混合液的pH值至7.2；随后将浸提后的混合液进行固液分离，得到豆渣和豆乳；
(2)一次酸沉：取分离的豆乳中加入浓盐酸，并调节酸沉液的pH值至6.3，并保持反应3min；
(3)二次酸沉：在所述酸沉液中继续加入浓盐酸酸使pH值继续降低至4.6，并保持反应1min；
(4)中和：将处理后的所述酸沉液进行固液分离，得到凝乳和豆清；并取所述凝乳加入所述凝乳4倍重量份的水进行解碎，随后以浓NaOH调节料液pH值至7.2；
(5)精制：将中和后的料液130℃高温下杀菌30s、并经闪蒸降温，随后在190℃温度下喷雾干燥处理，得到所需的大豆蛋白。
实施例3
本实施例所述的大豆蛋白生产方法，包括如下步骤：
(1)浸提：选取与实施例1相同的低温脱脂豆粕1kg加水12kg混合进行浸提，并调节混合液的pH值至7.0；随后将浸提后的混合液进行固液分离，得到豆渣和豆乳；
(2)一次酸沉：取分离的豆乳中加入浓盐酸，并调节酸沉液的pH值至6.0，并保持反应2min；
(3)二次酸沉：在所述酸沉液中继续加入浓盐酸酸使pH值继续降低至4.5，并保持反应2min；
(4)中和：将处理后的所述酸沉液进行固液分离，得到凝乳和豆清；并取所述凝乳加入所述凝乳5倍重量份的水进行解碎，随后以浓NaOH调节料液pH值至7.0；
(5)精制：将中和后的料液140℃高温下杀菌15s、并经闪蒸降温，随后在180℃温度下喷雾干燥处理，得到所需的大豆蛋白。
实施例4
本实施例所述的大豆蛋白生产方法与实施例3相同，其区别仅在于，所述步骤(2)中，调节所述酸沉液的pH值至5.2。
实施例5
本实施例所述的大豆蛋白生产方法与实施例3相同，其区别仅在于，所述步骤(2)中，调节所述酸沉液的pH值至6.5。
实施例6
本实施例所述的大豆蛋白生产方法与实施例1相同，其区别仅在于，所述低温脱脂豆粕为经过反复冻融处理进行改性后的改性低温脱脂豆粕，所述反复冻融改性处理具体包括如下步骤：
(a)水饱和处理：在4℃条件下，将与实施例1相同的所述低温脱脂豆粕加水进行饱和浸泡5h，水的用量以至少完全覆盖所述低温脱脂豆粕为准；
(b)冷冻处理：采用-100℃液氮对水饱和处理后的低温脱脂豆粕进行快速冷冻处理至完全结冰；
(c)融冰处理：控制反应温度4℃条件下，对冷冻处理后的低温脱脂豆粕进行融冰处理，至冰晶体完全消失；
(d)循环：重复上述步骤(b)-(c)循环进行2次，直至结晶完全融化；
(e)冷冻干燥：将融冰后的料液于-10℃进行冷冻干燥处理，即得改性后的低温脱脂豆粕。
对经过上述反复冻融改性处理的所述低温脱脂豆粕性状进行检测，其蛋白质(干基)含量为55.1％、NSI为81.1％，可见，本发明所述的改性方法对低温脱脂豆粕的性状并无影响。
实施例7
本实施例所述的大豆蛋白生产方法与实施例2相同，其区别仅在于，所述低温脱脂豆粕为经过反复冻融处理进行改性后的改性低温脱脂豆粕，所述反复冻融改性处理具体包括如下步骤：
(a)水饱和处理：在0℃条件下，将与实施例1相同的所述低温脱脂豆粕加水进行饱和浸泡10h，水的用量以至少完全覆盖所述低温脱脂豆粕为准；
(b)冷冻处理：采用-80℃液氮对水饱和处理后的低温脱脂豆粕进行快速冷冻处理至完全结冰；
(c)融冰处理：控制反应温度0℃条件下，对冷冻处理后的低温脱脂豆粕进行融冰处理，至冰晶体完全消失；
(d)循环：重复上述步骤(b)-(c)循环进行10次，直至结晶完全融化；
(e)冷冻干燥：将融冰后的料液于-30℃进行冷冻干燥处理，即得改性后的低温脱脂豆粕。
对经过上述反复冻融改性处理的所述低温脱脂豆粕性状进行检测，其蛋白质(干基)含量为55.0％、NSI为81.2％，可见，本发明所述的改性方法对低温脱脂豆粕的性状并无影响。
实施例8
本实施例所述的大豆蛋白生产方法与实施例1相同，其区别仅在于，所述低温脱脂豆粕为经过反复冻融处理进行改性后的改性低温脱脂豆粕，所述反复冻融改性处理具体包括如下步骤：
(a)水饱和处理：在2℃条件下，将与实施例1相同的所述低温脱脂豆粕加水进行饱和浸泡8h，水的用量以至少完全覆盖所述低温脱脂豆粕为准；
(b)冷冻处理：采用-90℃液氮对水饱和处理后的低温脱脂豆粕进行快速冷冻处理至完全结冰；
(c)融冰处理：控制反应温度2℃条件下，对冷冻处理后的低温脱脂豆粕进行融冰处理，至冰晶体完全消失；
(d)循环：重复上述步骤(b)-(c)循环进行6次，直至结晶完全融化；
(e)冷冻干燥：将融冰后的料液于-20℃进行冷冻干燥处理，即得改性后的低温脱脂豆粕。
对经过上述反复冻融改性处理的所述低温脱脂豆粕性状进行检测，其蛋白质(干基)含量为55.2％、NSI为81.1％，可见，本发明所述的改性方法对低温脱脂豆粕的性状并无影响。
实施例9
本实施例所述的大豆蛋白生产方法及低温脱脂豆粕的改性方法与实施例6相同，其区别仅在于，在以反复冻融方法对所述低温脱脂豆粕进行改性处理的步骤中，所述步骤(e)中，所述冷冻干燥步骤具体为：在-10℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于70％；随即降温至-20℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于40％；然后降温至-30℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于10％。
对经过上述反复冻融改性处理的所述低温脱脂豆粕性状进行检测，其蛋白质(干基)含量为55.2％、NSI为81.2％，可见，本发明所述的改性方法对低温脱脂豆粕的性状并无影响。
实施例10
本实施例所述的大豆蛋白生产方法及低温脱脂豆粕的改性方法与实施例7相同，其区别仅在于，在以反复冻融方法对所述低温脱脂豆粕进行改性处理的步骤中，所述步骤(e)中，所述冷冻干燥步骤具体为：在-15℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于70％；随即降温至-25℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于40％；然后降温至-30℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于10％。
对经过上述反复冻融改性处理的所述低温脱脂豆粕性状进行检测，其蛋白质(干基)含量为55.1％、NSI为81.2％，可见，本发明所述的改性方法对低温脱脂豆粕的性状并无影响。
实施例11
本实施例所述的大豆蛋白生产方法及低温脱脂豆粕的改性方法与实施例8相同，其区别仅在于，在以反复冻融方法对所述低温脱脂豆粕进行改性处理的步骤中，所述步骤(e)中，所述冷冻干燥步骤具体为：在-10℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于70％；随即降温至-25℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于40％；然后降温至-30℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于10％。
对经过上述反复冻融改性处理的所述低温脱脂豆粕性状进行检测，其蛋白质(干基)含量为55.2％、NSI为81.2％，可见，本发明所述的改性方法对低温脱脂豆粕的性状并无影响。
对比例
本对比例所述的大豆蛋白生产方法按照传统方法进行，具体包括如下步骤：
(1)浸提：选取与实施例1相同的低温脱脂豆粕1kg加水12kg混合进行浸提，并调节混合液的pH值至7.0；随后将浸提后的混合液进行固液分离，得到豆渣和豆乳；
(2)酸沉：取分离的豆乳中加入浓盐酸，并调节酸沉液的pH值至4.5，并保持反应3min；
(3)中和：将处理后的所述酸沉液进行固液分离，得到凝乳和豆清；并取所述凝乳加入所述凝乳4倍重量份的水进行解碎，随后以浓NaOH调节料液pH值至7.0；
(5)精制：将中和后的料液140℃高温下杀菌15s、并经闪蒸降温，随后在180℃温度下喷雾干燥处理，得到所需的大豆蛋白。
实验例
本实验例中对上述实施例1-11及对比例中处理得到的豆清中含有的固形物含量(％)进行检测，同时检测豆清(干基)粗蛋白含量(％)以及吨豆清的蛋白流失量(kg)，同时对酸沉步骤中酸沉清液的析出速度(ml/5min)进行检测，检测结果见下表1。
表1各实施例检测结果
实施例1-5及对比例的数据可知，采用二次酸沉处理的方式，制备大豆蛋白时所述的豆清固形物含量明显降低，虽然由于固形物含量的降低导致了豆清(干基)粗蛋白含量的升高，但吨豆清的蛋白流失量降低，即酸沉蛋白的流失量减少，使得蛋白的收率增加。而且，采用二次酸沉处理的方式，其酸沉清液的析出速度明显快于传统方法。这主要是因为，两次酸沉处理的方式可以实现不同分子量的蛋白质分子的分布沉降，通过区分沉降蛋白的分子量，最终实现蛋白分子的完全沉降，减少沉降工段蛋白质的流失量，提高收率。
通过实施例1-8及对比例的数据可知，采用反复冻融处理的方式对所述低温脱脂豆粕进行改性处理，数据显示，改性处理并未对所述低温脱脂豆粕的形状产生影响，但豆清固形物含量却明显降低，而且吨豆清的蛋白流失量也显著降低，可见，本发明反复冻融法改性处理的方式对蛋白质的沉降具有积极的意义。
通过实施例1-11及对比例的数据可知，在所述改性处理步骤中，采用梯度冷冻干燥的方式，对所述低温脱脂豆粕的改性作用增强，其蛋白质的沉降更具优势，取得了预料不到的技术效果。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种大豆蛋白生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）浸提：取低温脱脂豆粕进行反复冻融处理改性，并将改性后的低温脱脂豆粕加水混合进行浸提，控制所述低温脱脂豆粕与水的重量比例为1：10-13，并调节混合液的pH值至6.8-7.2；随后将浸提后的混合液进行固液分离，得到豆渣和豆乳；
所述反复冻融处理包括如下步骤：
（a）水饱和处理：在0-4℃条件下，将所述低温脱脂豆粕加水进行饱和浸泡5-10h；
（b）冷冻处理：采用-80～-100℃液氮对水饱和处理后的低温脱脂豆粕进行快速冷冻处理；
（c）融冰处理：控制反应温度0-4℃条件下，对冷冻处理后的低温脱脂豆粕进行融冰处理，至冰晶体完全消失；
（d）循环：重复上述步骤（b）-（c）循环进行2-10次，直至结晶完全融化；
（e）冷冻干燥：将融冰后的料液进行冷冻干燥处理，即得改性后的低温脱脂豆粕；所述冷冻干燥步骤具体为：在-10～-15℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于70%；随即降温至-20～-25℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于40%；然后降温至-30℃温度下冷冻干燥处理至所述脱脂豆粕含水率低于10%；
（2）一次酸沉：取分离的豆乳中加入浓盐酸，并调节酸沉液的pH值至5.5-6.3，并保持反应1-3min；
（3）二次酸沉：在所述酸沉液中继续加入浓盐酸使pH值继续降低至4.5-4.6，并保持反应1-2min；
（4）中和：将处理后的所述酸沉液进行固液分离，得到凝乳和豆清；并取所述凝乳加水进行解碎，控制所述凝乳与水的重量比为1：4-5，随后以浓NaOH调节料液pH值至6.8-7.2；
（5）精制：将中和后的料液杀菌、闪蒸降温，并经过喷雾干燥处理，得到所需的大豆蛋白。
2.根据权利要求1所述的大豆蛋白生产方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述低温脱脂豆粕的蛋白质干基含量≥50%，NSI＞70%。
3.根据权利要求1或2所述的大豆蛋白生产方法，其特征在于，所述步骤（5）中，所述杀菌步骤为在130-150℃高温下杀菌5-30s。
4.根据权利要求3所述的大豆蛋白生产方法，其特征在于，所述步骤（5）中，所述喷雾干燥处理步骤的温度为170-190℃。
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