CN105558258A - pH调节的大豆蛋白分离物及用途 - Google Patents

Abstract

具有约6的天然pH并且无豆腥味的pH调节的大豆蛋白制品、特别是分离物由以下方式提供：处理大豆蛋白制品或在制备所述大豆蛋白制品中产生的大豆蛋白浓缩溶液，所述大豆蛋白制品在pH低于约4.4的水介质中完全可溶并且在这个pH范围中热稳定。

Description

pH调节的大豆蛋白分离物及用途

本申请是申请号为201080064424.4(国际申请号为PCT/CA2010/002061)、申请日为2010年12月22日、发明名称为“pH调节的大豆蛋白分离物及用途”的中国专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及pH调节的大豆蛋白分离物及其用途。

背景技术

在2009年10月21日提交的美国专利申请号12/603,087(美国专利公开号2010-0098818,WO2010/045727)(S701)(其转让给本发明受让人且其公开内容通过引用结合到本文中)中，描述了新型大豆蛋白分离物的制备方法，该方法在低pH值下制备透明和热稳定的溶液，因而可用于蛋白质强化，特别是软饮料和运动饮料以及其它水系统的蛋白质强化，而不产生蛋白沉淀。

本文制备的大豆蛋白分离物具有其它大豆分离物中未发现的参数组合。该制品在小于约4.4的酸性pH值下完全可溶，并且其溶液在该pH范围下热稳定，允许热处理，例如热灌装应用。无需稳定剂或其他添加剂以在溶液或混悬液中保持蛋白。这种大豆蛋白分离物没有豆腥味，也没有异味。该制品植酸含量低，在制备大豆蛋白分离物中也不需要酶。大豆蛋白分离物在约pH7时仍高度可溶。

这种新型大豆蛋白分离物的大豆蛋白含量为至少约90重量%，优选至少约100重量%(N×6.25)(基于干重(d.b.))，通过如下方法制备，其包括：

(a)用钙盐水溶液、特别是氯化钙溶液提取大豆蛋白源，以使大豆蛋白从蛋白源中溶出，并形成大豆蛋白水溶液，

(b)将大豆蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离，

(c)任选稀释大豆蛋白水溶液，

(d)调节大豆蛋白水溶液的pH至约1.5-约4.4，优选约2-约4，以制备酸化澄清的大豆蛋白溶液，

(e)任选热处理该酸化溶液，以降低抗-营养胰蛋白酶抑制剂的活性和微生物载量，

(f)任选使用选择性膜技术浓缩澄清的大豆蛋白溶液同时保持离子强度基本恒定，

(g)任选渗滤浓缩的大豆蛋白溶液，

(h)任选对浓缩的大豆蛋白溶液进行巴氏消毒，以减少微生物载量，和

(i)任选干燥浓缩的大豆蛋白溶液。

发明内容

在上述美国专利申请中制备的大豆蛋白制品的重要属性之一是制品的纯净的无豆腥风味，相比之下，常规的大豆蛋白分离物具有独特的豆腥味。

在上述美国专利申请中制备的大豆蛋白制品当溶于水时产生低pH溶液。虽然在酸性食品应用(例如制备酸性饮料)中需要大豆蛋白制品低pH，但其可能对于其它食品应用(例如具有接近中性pH的食品)是不理想的。可优选的是使用已经接近中性的蛋白质制品，而不优选与酸性蛋白成分一起配制和加入其他成分以使pH提高至所需水平。市售大豆蛋白分离物通常以中性或接近中性pH来提供。

本发明提供了大豆蛋白分离物，其缺少常规大豆蛋白分离物所特有的豆腥味；以接近中性pH来提供；并且像常规大豆蛋白分离物一样可在接近中性pH条件下用于食品应用。本文提供的一些制品在pH范围为约4-约7的水中可溶性差，而其它制品则在pH范围为约2-约7的水中基本不溶解。

尽管一系列的大豆蛋白分离制品适用于具有多种功能性质和多种预期应用的食品用途，但市售大豆蛋白分离物的某些更常见应用在于营养棒(nutritionbar)和肉类加工制品。本发明的pH调节的大豆蛋白分离物没有常规分离物的豆腥味，并能在包括上述种类在内的各种食品中代替常规分离物，以提供风味改进的食品。如下描述的pH调节的大豆蛋白分离物的制备方法可包括热处理步骤，其用来改变分离物的功能特性，即降低蛋白质的溶解度和提高材料的水合能力。

因此，本发明的另一方面提供了一种制备大豆蛋白制品的方法，其包括：

提供具有至少约60重量%(N×6.25)(d.b.)的蛋白含量的大豆蛋白制品水溶液，其在低于约pH4.4的水介质中完全可溶，并在该pH范围下热稳定，

调节溶液的pH至约pH6，以沉淀由此获得的大豆蛋白，和

任选干燥全部的pH调节的样品，或

任选回收并干燥沉淀的材料，或

任选热处理pH调节的溶液，然后干燥全部样品，或

任选热处理pH调节的溶液然后回收并干燥沉淀的材料。

在本发明的另一方面，可将根据上述美国专利申请的方法制备的浓缩的大豆蛋白制品加工以产生本文提供的pH调节的大豆蛋白制品。因此，在本发明进一步的方面，提供了一种制备本文提供的大豆蛋白制品的方法，其包括：

(a)用钙盐水溶液、特别是氯化钙溶液提取大豆蛋白源，以使大豆蛋白从蛋白源中溶出，并形成大豆蛋白水溶液，

(b)将大豆蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离，

(c)任选稀释大豆蛋白水溶液，

(d)调节大豆蛋白水溶液的pH至约1.5-约4.4、优选约2-约4的pH，以产生酸化澄清的大豆蛋白溶液，

(e)任选热处理该酸化溶液，以降低抗-营养胰蛋白酶抑制剂的活性和微生物载量，

(f)使用选择性膜技术浓缩澄清的大豆蛋白水溶液同时保持离子强度基本恒定，

(g)任选渗滤浓缩的大豆蛋白溶液，

(h)任选对浓缩的大豆蛋白溶液进行巴氏消毒，以减少微生物载量，

(i)调节该大豆蛋白水溶液的pH至约pH6，以沉淀由此获得的大豆蛋白，和

任选干燥全部的pH调节的样品，或

任选回收并干燥沉淀的材料，或

任选热处理pH调节的溶液，然后干燥全部样品，或

任选热处理pH调节的溶液然后回收并干燥沉淀的材料。

热处理pH调节的溶液通常在如下条件下完成：约70℃-约160℃的温度下进行约2秒-约60分钟，优选约80℃-约120℃下进行约15秒-约15分钟，更优选约85℃-约95℃下进行约1分钟-约5分钟。

本申请中描述的方法选择使得能够制备具有一系列功能特性的大豆蛋白分离物，增加pH调节的大豆蛋白分离物作为食品成分和作为常规大豆蛋白分离物成分替代物的效用。

虽然本发明主要涉及具有至少约90重量%(N×6.25)(基于干重(d.b.))、优选至少约100重量%的蛋白含量的大豆蛋白分离物的制备和用途，但考虑可提供和使用与大豆蛋白分离物具有类似性质的较小纯度的大豆蛋白制品。此类较小纯度的制品可具有至少约60重量%(N×6.25)(d.b.)的蛋白浓度。这些大豆蛋白制品在各种食品应用中可用来代替常规的大豆蛋白制品。

具体实施方式

制备本发明pH调节的大豆蛋白制品的第一步为根据上述的美国专利申请号12/603,087如下地制备大豆蛋白制品。

提供该大豆蛋白制品的方法的步骤初始包括使大豆蛋白从大豆蛋白源中溶出。大豆蛋白源可为大豆或者来源于大豆加工的任何大豆制品或副产品，包括但不限于大豆粉（soymeal）、豆粕(soyflake)、粗大豆粉(soygrit)和豆粉。大豆蛋白源可按全脂形式、部分脱脂形式或全脱脂形式使用。当大豆蛋白源含有显著量脂肪时，在加工期间一般需要脱油步骤。从大豆蛋白源回收的大豆蛋白可以是天然存在于大豆中的蛋白，或者蛋白材料可为通过基因操纵修饰但具备天然蛋白特有的疏水和极性性质的蛋白。

从大豆蛋白源材料中溶出蛋白质使用氯化钙溶液来进行最合宜，但也可使用其它钙盐溶液。另外，可使用其它碱土金属化合物，例如镁盐。此外，可使用钙盐溶液与另一种盐溶液例如氯化钠的组合从大豆蛋白源提取大豆蛋白。另外，可使用水或其它盐溶液例如氯化钠从大豆蛋白源提取大豆蛋白，接着将钙盐加入在提取步骤中产生的大豆蛋白水溶液中。先去除加入钙盐时形成的沉淀，再进行后续的处理。

随着钙盐溶液的浓度增加，蛋白从大豆蛋白源溶出的程度开始增加，直至达到最大值。盐浓度的任何后续增加都不再增加溶解的总蛋白。使最大量蛋白质溶解的钙盐溶液浓度随相关的盐而变化。通常优选使用小于约1.0M的浓度值，更优选约0.10M-约0.15M的值。

在分批处理中，蛋白的盐溶解在约1℃-约100℃，优选约15℃-约60℃，更优选约15℃-约35℃的温度下进行，并优选伴有搅动以减小溶解时间，其通常为约1-约60分钟。优选进行的溶解尽可能多地从大豆蛋白源大量提取蛋白，以便提供高的总产率。

在连续处理中，从大豆蛋白源提取大豆蛋白以符合从大豆蛋白源进行大豆蛋白连续提取的任何方式进行。在一个实施方案中，将大豆蛋白源与钙盐溶液连续混合，并通过具有一定长度的管道或导管以一定流速在一定停留时间内运送混合物，这足以根据本文所述参数进行期望的提取。在此类连续处理中，盐溶出步骤在至多约10分钟的时间内迅速进行，优选进行的溶解尽可能多地从大豆蛋白源大量提取蛋白。在连续处理中溶解在约1℃-约100℃，优选约15℃-约60℃，更优选约15℃-约35℃的温度下进行。

通常在约5-约11，优选约5-约7的pH下进行提取步骤。可根据需要使用任何合宜的食品级酸(通常为盐酸或磷酸)或食品级碱(通常为氢氧化钠)将提取物系统(大豆蛋白源和钙盐溶液)的pH调节至约5-约11范围内的任何所需值以用于提取步骤。

在溶出步骤期间大豆蛋白源在钙盐溶液中的浓度可在大范围内变化。典型的浓度值是约5-约15%w/v。

用盐水溶液提取蛋白的步骤具有溶解可存在于大豆蛋白源中脂肪的另外作用，然后其导致脂肪存在于水相中。

从提取步骤获得的蛋白溶液一般具有约5-约50g/L，优选约10-约50g/L的蛋白浓度。

钙盐水溶液可含有抗氧化剂。抗氧化剂可为任何合宜的抗氧化剂，例如亚硫酸钠或抗坏血酸。所采用的抗氧化剂的量可以在占溶液的约0.01-约1重量%内变化，优选约0.05重量%。抗氧化剂用于抑制蛋白溶液中任何酚类的氧化。

然后可按任何合宜的方式(例如通过采用沉降式离心机或任何合适的筛网)将提取步骤所产生的水相与残留的大豆蛋白源分离，接着通过碟式离心和/或过滤以除去残留的大豆蛋白源材料。可将分离的残留大豆蛋白源干燥以作废弃。或者，可将分离的残留大豆蛋白源加工以回收一些残留蛋白。可利用新鲜的钙盐溶液再提取分离的残留大豆蛋白源，和对澄清步骤中所产生的蛋白质溶液连同开始的蛋白质溶液如下述地作进一步加工。或者，可将分离的残留大豆蛋白源通过常规等电沉淀程序或任何其它合宜的程序加工以回收残留蛋白。

当大豆蛋白源含有显著量脂肪时(如美国专利号5,844,086和6,005,076所述，其转让给本发明受让人并且其公开内容通过引用结合到本文中)，则可对分离的蛋白水溶液进行其中描述的脱脂步骤。或者，对分离的蛋白水溶液的脱脂可通过任何其它合宜的程序实现。

可用吸附剂例如粉状活性炭或粒状活性炭处理大豆蛋白水溶液，以除去颜色和/或气味化合物。此类吸附剂处理可在任何合宜的条件、通常在分离的蛋白水溶液的室温下进行。对于粉状活性炭，采用约0.025%-约5%w/v，优选约0.05%-约2%w/v的量。可通过任何合宜的方式例如通过过滤从大豆溶液除去吸附剂。

通常可用约0.5-约10体积，优选约0.5-约2体积的水稀释剂稀释产生的大豆蛋白水溶液，以使大豆蛋白水溶液的导电率减少到通常低于约90mS，优选约4-约18mS的值。通常使用水进行该稀释，但也可使用具有至多约3mS的导电率的稀释盐溶液，例如氯化钠或氯化钙。

与大豆蛋白溶液混合的稀释剂可具有约2℃-约70℃，优选约10℃-约50℃，更优选约20℃-约30℃的温度。

然后通过加入任何合适的食品级酸来调节稀释的大豆蛋白溶液的pH值至约1.5-约4.4，优选约2-约4，以产生澄清的酸化大豆蛋白水溶液。该澄清的酸化大豆蛋白水溶液具有通常低于约95mS，优选约4-约23mS的导电率。

可对酸化澄清的大豆蛋白水溶液进行热处理以使不耐热的抗营养因子(例如胰蛋白酶抑制剂)失活，所述抗营养因子由于提取步骤期间从大豆蛋白源材料提取而存在于此类溶液中。所述加热步骤还提供减小微生物载量的另外的益处。一般而言，将蛋白溶液加热至约70℃-约160℃的温度持续约10秒-约60分钟，优选约80℃-约120℃持续约10秒-约5分钟，更优选约85℃-约95℃温度持续约30秒-约5分钟。然后可将热处理的酸化大豆蛋白溶液冷却至约2℃-约60℃，优选约20℃-约35℃的温度用于下文所述的进一步加工。

任选稀释的、酸化的和任选热处理的蛋白溶液可任选地用任何合宜的方法例如过滤来净化(polish)以去除任何残余的微粒。

可直接干燥获得的酸化澄清的大豆蛋白溶液以制备大豆蛋白制品。为了提供具有降低的杂质含量和减少的盐浓度的大豆蛋白制品，例如大豆蛋白分离物，可在干燥前处理酸化澄清的大豆蛋白溶液。

可将酸化澄清的大豆蛋白溶液浓缩以增加其蛋白浓度，同时维持其离子强度基本恒定。通常进行所述浓缩以提供蛋白浓度为约50-约300g/L，优选约100-约200g/L的浓缩大豆蛋白溶液。

浓缩步骤可通过符合分批或连续操作的任何合宜的方式进行，例如通过采用任何合宜的选择性膜技术，例如超滤或渗滤，其使用膜，例如中空纤维膜或螺旋卷式膜，考虑到不同的膜材料和结构，合适的分子量截留值为，例如约3,000-约1,000,000道尔顿，优选约5,000-约100,000道尔顿，并且对于连续操作，当蛋白水溶液穿过膜时，可调整尺寸以允许期望的浓缩程度。

众所周知，超滤和类似的选择性膜技术允许低分子量物质穿过其中而防止较高分子量物质穿过。低分子量物质不仅包括食品级盐的离子物质，还包括从源材料提取的低分子量材料，例如碳水化合物、色素、低分子量蛋白和抗营养因子，例如胰蛋白酶抑制剂，其本身为低分子量蛋白质。考虑到不同的膜材料和结构，通常选择膜的分子量截留值以确保显著比例的蛋白保留在溶液中，同时允许污染物通过。

然后可使用水或稀释盐水溶液对浓缩的大豆蛋白溶液进行渗滤步骤。渗滤溶液可在其天然pH、或者在等于被渗滤的蛋白溶液的pH、或者在这两者之间的任何pH值。该渗滤可用约2-约40体积渗滤溶液，优选约5-约25体积渗滤溶液进行。在渗滤操作中，通过随渗透液穿过膜，污染物的量从澄清的大豆蛋白水溶液中进一步除去。该步骤纯化了澄清的蛋白水溶液，也可降低其粘度。可进行渗滤操作直至没有显著更多量的污染物或可见颜色存在于渗透液中或者直至截留物已经充分纯化，以便当干燥时，提供蛋白含量为至少约90重量%(N×6.25)d.b的大豆蛋白分离物。可用与浓缩步骤相同的膜进行所述渗滤。但是，若有需要，考虑到不同的膜材料和结构，渗滤步骤可用具有不同分子量截留值的单独的膜进行，例如具有约3,000-约1,000,000道尔顿，优选约5,000-约100,000道尔顿范围的分子量截留值的膜。

或者，渗滤步骤可用于在浓缩前的澄清酸化的蛋白水溶液，或用于部分浓缩的澄清酸化的蛋白水溶液。也可在浓缩处理过程中的多个点进行渗滤。当在浓缩前进行渗滤或对部分浓缩的溶液进行渗滤时，可随后进一步浓缩所得的渗滤溶液。通过随蛋白溶液浓缩而多次渗滤所实现的粘度降低可允许获得更高的充分浓缩的蛋白终浓度。这减少了待干燥材料的体积。

浓缩步骤和渗滤步骤在本文中可按这样的方式进行，即随后回收的大豆蛋白制品含有小于约90重量%蛋白(N×6.25)d.b.，例如至少约60重量%蛋白(N×6.25)d.b.。通过部分浓缩和/或部分渗滤澄清的大豆蛋白水溶液，可能只部分去除污染物。然后，可干燥此蛋白溶液，以提供具有较低纯度水平的大豆蛋白制品。此大豆蛋白制品仍能够在酸性条件下产生澄清蛋白溶液。

在渗滤步骤至少一部分期间在渗滤介质中可存在抗氧化剂。抗氧化剂可为任何合宜的抗氧化剂，例如亚硫酸钠或抗坏血酸。在渗滤介质中采用的抗氧化剂的量取决于所用材料，并且可在约0.01-约1重量%间变化，优选约0.05重量%。抗氧化剂用于抑制浓缩的大豆蛋白溶液中存在的任何酚类的氧化。

浓缩步骤和任选渗滤步骤可在任何合宜的温度(一般约2℃-约60℃，优选约20℃-约35℃)进行一段时间，以实现期望的浓缩和渗滤程度。使用的温度及其它条件在一定程度上取决于用来进行膜处理的膜设备，期望的溶液蛋白浓度和污染物移至渗透液的效率。

在大豆中有两种主要的胰蛋白酶抑制剂，即Kunitz抑制剂(它是分子量约21,000道尔顿的不耐热分子)和Bowman-Birk抑制剂(分子量约8,000道尔顿的对热较稳定的分子)。最终大豆蛋白制品中的胰蛋白酶抑制剂活性水平可通过操纵多个处理变量来控制。

如上文指出，对酸化澄清大豆蛋白水溶液的热处理可用于使不耐热的胰蛋白酶抑制剂失活。还可将部分浓缩或完全浓缩的酸化大豆蛋白溶液热处理以使不耐热的胰蛋白酶抑制剂失活。当对部分浓缩的酸化大豆蛋白溶液进行热处理时，可随后进一步浓缩获得的热处理溶液。

另外，可按有利于去除渗透物中胰蛋白酶抑制剂连同其它污染物的方式操作浓缩和/或渗滤步骤。通过如下方式可促进胰蛋白酶抑制剂的去除：使用较大孔径(例如约30,000-约1,000,000Da)的膜、在升高的温度(例如约30℃-约60℃)下操作膜和利用较大体积(例如约20-约40体积)的渗滤介质。

与在较高pH(约3-约4.4)加工溶液相比，在较低pH(约1.5-约3)酸化和膜处理稀释的蛋白溶液可减小胰蛋白酶抑制剂活性。当在pH范围的低端对蛋白溶液进行浓缩和渗滤时，可期望在干燥之前提高截留物的pH。通过加入任何合宜的食品级碱例如氢氧化钠，可使浓缩和渗滤的蛋白溶液的pH提高至期望的值，例如pH3。

此外，通过将大豆材料暴露于使抑制剂的二硫键断裂或重排的还原剂可实现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-乙酰基半胱氨酸。

可在全部过程的不同阶段加入所述还原剂。还原剂可与大豆蛋白源材料在提取步骤中加入，可在残余大豆蛋白源材料去除后加入到澄清的大豆蛋白水溶液中，可在渗滤之前或之后加入浓缩的蛋白溶液中，可与经干燥的大豆蛋白制品干混。还原剂的加入可与上述热处理步骤和膜处理步骤联合。

如果期望在经浓缩的蛋白溶液中保留活性胰蛋白酶抑制剂，则这可通过如下方式实现：消除或降低热处理步骤的强度；不使用还原剂；在pH范围的高端(例如约3-约4.4)操作浓缩和渗滤步骤；使用具有较小孔径的浓缩和渗滤膜；在较低温度下操作膜和利用较小体积的渗滤介质。

若有需要，可如美国专利号5,844,086和6,005,076所述对浓缩和任选渗滤的蛋白溶液进行进一步脱脂操作。或者，可通过任何其它合适程序实现对浓缩和任选渗滤的蛋白溶液进行脱脂。

可将浓缩和任选渗滤的澄清蛋白水溶液用吸附剂例如粉状活性炭或粒状活性炭处理，以除去颜色和/或气味化合物。此类吸附剂处理可在任何合宜的条件下，一般在浓缩蛋白溶液的室温下进行。对于粉状活性炭，采用约0.025%-约5%w/v，优选约0.05%-约2%w/v的量。可通过任何合宜的方式例如通过过滤从大豆蛋白溶液除去吸附剂。

可将浓缩和任选渗滤的澄清大豆蛋白水溶液通过任何合宜的技术干燥，例如喷雾干燥或冷冻干燥。在干燥之前可对大豆蛋白溶液进行巴氏消毒步骤。此巴氏消毒可在任何期望的巴氏消毒条件下进行。一般将经浓缩和任选渗滤的大豆蛋白溶液加热到约55℃-约70℃，优选约60℃-约65℃的温度，持续约30秒-约60分钟，优选约10分钟-约15分钟。然后，可冷却干燥巴氏消毒的浓缩大豆蛋白溶液，优选冷却到约25℃至约40℃的温度。

干燥的大豆蛋白制品的蛋白质含量超过约60重量%(N×6.25)d.b.。优选干燥的大豆蛋白制品为具有高蛋白质含量的分离物，所述含量超过约90重量%的蛋白质，优选至少约100重量%(N×6.25)d.b.。

可使用多种方法来提供来自酸溶性大豆蛋白分离物的本发明pH调节的大豆蛋白分离物并操控其功能性质。

在一种所述方法中，使如上描述所获得的酸性大豆蛋白分离制品形成水溶液，使水溶液的pH提升至约pH6，并干燥该材料。或者，回收在调节pH到6时形成的沉淀，并干燥这些固体以产生大豆蛋白分离物。又或者，可加热pH6的溶液至约70℃-约160℃的温度持续约2秒-约60分钟，优选约80℃-约120℃持续约15秒-约15分钟，更优选约85℃-约95℃持续约1-约5分钟，随后干燥全部样品，或在又一方法中，仅回收和干燥来自热处理样品的不溶固体。

在另一选择中，可调节用于制备酸溶性大豆蛋白制品的来自上述步骤(h)的浓缩蛋白溶液至pH约6，以引起蛋白质沉淀。然后可干燥全部样品，或可收集沉淀的固体并仅对其进行干燥以形成分离物。或者，可加热pH6的溶液至约70℃-约160℃的温度持续约2秒-约60分钟，优选约80℃-约120℃持续约15秒-约15分钟，更优选约85°-约95℃持续约1-约5分钟，随后干燥全部样品或仅干燥并回收沉淀的材料。

在收集并干燥沉淀的固体的步骤中，也可加工剩余可溶性蛋白部分以形成大豆蛋白制品。在干燥前，可通过膜浓缩和/或渗滤和/或热处理直接干燥或进一步处理可溶性部分。

实施例

在如下实施例中，所有冻干的产物研磨成粉末，使用LecoNitrogenDeterminator通过燃烧方法测定粉末的蛋白质含量，并且通过烘箱干燥方法测定粉末的湿度。同样地分析喷雾干燥的产物，但在分析前不需研磨。

如下进行对样品的感官评价：

在约pH6的纯化饮用水中，对作为2%蛋白w/v的分散体的样品进行感官评价。邀请6-8名组员的非正式小组进行盲评，以比较实验样品和S013-K19-09A常规IEPpH6制品样品(如下面实施例1所述制备)，并指出哪个样品具有较显著的豆腥味。

实施例1

本实施例说明了通过传统的等电沉淀制备大豆蛋白分离物。

在室温下，加入30kg白色豆粕(soywhiteflake)到300L的RO水中，并且通过加入1M氢氧化钠溶液调节pH到8.5。搅拌样品30分钟以提供蛋白水溶液。监测提取过程的pH并且在整个30分钟内维持在8.5。去除残留的白色豆粕，并且将获得的蛋白溶液通过离心和过滤而澄清，以产生278.7L的具有2.93重量%的蛋白含量的过滤蛋白溶液。通过加入已用等体积水稀HCl将蛋白溶液的pH调至4.5，沉淀形成。通过离心收集沉淀，然后通过在2体积的RO水中将其重悬以洗涤。然后通过离心收集洗涤的沉淀。总共获得32.42kg的洗涤的沉淀，其蛋白含量为18.15重量%。这表示在澄清的提取溶液中蛋白质产率为72.0%。将16.64kg洗涤沉淀的整分试样与等重量的RO水合并，然后利用氢氧化钠将样品pH调节到6。然后喷雾干燥pH调节的样品以产生蛋白质含量为93.80%(Nx6.25)d.b.的分离物。产物命名为S013-K19-09A常规IΕΡpH6。

实施例2

本实施例说明了制备pH调节的大豆蛋白分离物一个方法。

在室温下将30kg最低程度热处理的脱脂豆粉加入300L的0.15MCaCl₂溶液中，并搅拌30分钟以提供蛋白水溶液。另外加入300L的0.075MCaCl₂溶液，并去除残留的豆粉，通过离心澄清获得的蛋白溶液以产生532.5L具有1.22重量%的蛋白含量的离心的蛋白溶液。然后利用稀HCl将样品的pH降至3.09。

通过在聚醚砜(PES)膜上离心，使稀释且酸化的蛋白提取物溶液体积从532L减少至107L，所述膜具有100,000道尔顿的分子量截留值。浓缩步骤和后续的膜处理步骤均在约30℃下进行。利用370L反渗透(RO)纯水渗滤溶液，随后进一步浓缩以提供37.86kg具有13.97重量%的蛋白含量的浓缩蛋白溶液。这表示初始澄清蛋白质溶液的产率为81.4重量%。

利用25%w/v的氢氧化钠水溶液处理1.5kg的浓缩蛋白溶液样品以使样品的pH升至6，沉淀形成。通过在10,000g下离心收集沉淀，然后冻干以形成称为S009-D27-09AS701N的产物，其具有以干重量计106.53重量%(Nx6.25)的蛋白含量。

感官评价S009-D27-09AS70IN的所有组员(6/6)将该样品评为比常规IEP对照(如实施例1所述制备)的豆腥味小。

实施例3

本实施例说明了用于制备pH调节的大豆蛋白分离物的另一种方法。

在室温下将60kg最低程度热处理的脱脂豆粉加入600L的0.15MCaCl₂溶液中，并搅拌30分钟以提供蛋白水溶液。另外加入600L的0.075MCaCl₂溶液，并去除残留的豆粉，通过离心和过滤澄清获得的蛋白溶液以产生975L具有1.15重量%的蛋白含量的过滤的蛋白溶液。加入一半体积的水，并利用稀HCl将样品的pH降至3.05。

通过在聚醚砜(PES)膜上离心，使稀释且酸化的蛋白提取物溶液体积从1505L减少至305L，所述膜具有100,000道尔顿的分子量截留值。浓缩步骤和后续的膜处理步骤均在约30℃下进行。利用650L反渗透(RO)纯水渗滤溶液，随后进一步浓缩以提供59.44kg具有15.51重量%的蛋白含量的浓缩蛋白溶液。这表示初始过滤的蛋白质溶液的产率为82.2重量%。

在后续的加热步骤中，以等体积的水稀释10.20kg浓缩的蛋白溶液样品以帮助混合。

利用25%w/v氢氧化钠水溶液将稀释溶液的pH调至6，然后加热到95℃5分钟，同时在夹套式蒸气锅中混合。调节到pH6时产生了大量的沉淀。

然后冷却加热的溶液，并以4,000g离心使沉淀的材料与可溶部分分离。获得的沉淀在反渗透(RO)纯水中重悬用于喷雾干燥。干燥产物指定为S008-E11-09AS701NH，并且具有以干重量计101.02重量%(Nx6.25)的蛋白含量。

感官评价S008-E11-09AS701NH的大多数组员(5/8)将该样品评定为比常规IEP对照(如实施例1所述制备)的豆腥味小。

实施例4

本实施例说明了制备pH调节的大豆蛋白分离物的另一种方法。

在室温下将30kg最低程度热处理的脱脂豆粉加入300L的0.15MCaCl₂溶液中，并搅拌30分钟以提供蛋白水溶液。另外加入300L的0.075MCaCl₂溶液，并去除残留的豆粉，通过离心和过滤澄清获得的蛋白溶液以产生525L具有1.32重量%的蛋白含量的过滤的蛋白溶液。加入一半体积的水，并利用稀HCl将样品的pH降至3.08。然后在90℃下将稀释酸化的蛋白溶液加热1分钟，随后冷却到50℃作膜处理。

通过在聚醚砜(PES)膜上离心，使经过稀释、酸化和热处理的蛋白提取物溶液体积从781.5L减少至156.5L，所述膜具有100,000道尔顿的分子量截留值。浓缩步骤和所有后续的膜处理步骤均在约50℃下进行。然后利用150L反渗透(RO)纯水渗滤溶液，随后进一步浓缩至43.5L的体积。然而利用另外的150L反渗透(RO)纯水渗滤溶液，随后进一步浓缩至19.5L。然后将RO水加入样品中，得到总质量为72.74kg的稀释蛋白溶液，其具有9.47重量%的蛋白浓度。这表示初始过滤的蛋白质溶液的产率为99.4%。

利用25%w/v氢氧化钠水溶液将30kg稀释的蛋白溶液样品的pH调至6，然后加热到90℃5分钟，同时在夹套式蒸气锅中混合。调至pH6时产生了大量的蛋白沉淀。

冷却加热的溶液并让沉淀沉降。滗去可溶性部分并用等体积的水代替以重悬固体。让浆液沉降，然后再次滗去液相以去除剩余痕量的可溶性部分。

然后喷雾干燥获得的沉淀。干燥产物指定为S010-E26-09AS701NH，并且具有以干重量计101.46重量%(Nx6.25)的蛋白含量。

感官评价S010-E26-09AS701NH的所有组员(6/6)将该样品评定为比常规IEP对照(如实施例1所述制备)的豆腥味小。

实施例5

本实施例说明了制备pH调节的大豆蛋白分离物的另一种方法。

在60℃下将30kg脱脂的白色豆粕加入300L的0.13MCaCl₂溶液中，并搅拌30分钟以提供蛋白水溶液。去除残留的白色豆粕，通过离心澄清获得的蛋白溶液以产生252.4L具有2.72重量%的蛋白含量的离心的蛋白溶液。然后在60℃下将澄清的蛋白溶液加入188.7L反渗透(RO)纯水渗滤中，并利用稀HCl将样品的pH降至3.38。

通过在聚醚砜(PES)膜上离心，使420L稀释酸化的蛋白提取物溶液体积减少至100L，所述膜具有100,000道尔顿的分子量截留值，该步骤在约55℃的温度下操作。在这一点上，利用150L反渗透纯水渗滤具有4.82重量%的蛋白含量的酸化蛋白溶液，渗滤操作在约56℃下进行。然后浓缩该渗滤溶液到52L的体积，并利用另外468L的RO水渗滤，渗滤操作在约60℃下进行。在该第二次渗滤后，蛋白溶液从9.99重量%的蛋白含量浓缩到13.12重量%的蛋白含量，随后利用水稀释到6.44重量%的蛋白含量以便于喷雾干燥或进一步处理。喷雾干燥或进一步处理前回收稀释的蛋白溶液，初始澄清的蛋白溶液产率为74.7重量%。

利用6M氢氧化钠水溶液处理1.8kg稀释的蛋白溶液样品以将样品的pH提高到6.08并形成沉淀。然后冻干样品，得到称为S023-L09-10AS701N的产物(未分级分离)。该产物具有103.47重量%(Nx6.25)d.b.的蛋白含量。

另一份1.8kg稀释的蛋白溶液样品利用1.8LRO纯水进一步稀释，然后利用6M氢氧化钠水溶液处理以使样品的pH提高到6.00并形成沉淀。加热pH6的溶液到95℃5分钟，然后冻干样品。干燥产物称为S023-L09-10AS701NH(未分级分离)，并具有103.14重量%(Nx6.25)d.b.的蛋白含量。

实施例6

本实施例包括通过实施例2-5的方法制备的大豆蛋白分离物在水中溶解度的评价。使用Morr等,J.FoodSci.50:1715-1718的方法的修改版本评价蛋白质溶解度。

将供应0.5g蛋白的足量蛋白粉称入烧杯内，然后加入少量反渗透(RO)纯水，搅拌混合物直至形成均匀糊状物。然后加入另外的水使体积达到约45ml。然后用磁力搅拌器将烧杯内容物缓慢搅拌60分钟。在蛋白分散后立即测定pH，并用稀NaOH或HCl将pH调至适当水平(2、3、4、5、6或7)。还在天然pH下制备样品。对于pH调节的样品，测量pH并在60分钟搅拌期间校正2次。搅拌60分钟后，将样品用RO水补足至50ml总体积，得到1%蛋白w/v分散体。用Leco仪器通过燃烧分析测量分散体的蛋白含量。然后将分散体的整份试样在7,800g下离心10分钟，该步骤沉淀了不溶性材料并得到澄清的上清液。通过Leco分析测量上清液的蛋白含量，然后如下计算产物的蛋白溶解度：溶解度(%)=(上清液中蛋白质%/初始分散体中蛋白质%)×100。

在实施例2-5中产生的蛋白质分离物的天然pH值在下面表1中示出：

表1-以1%蛋白w/v在水中制备的分散体的天然pH：

溶解度结果在下表2中列出。

表2-在不同pH值下产物的溶解度：

如表2的结果所示，产物S701N在pH2和3下的溶解度相当大，而在测试的其他pH值下溶解度则不然。补充热处理以形成S701NH导致产生在所测试的所有pH值下几乎完全不溶的产物。

实施例7

本实施例包括对通过实施例2-5的方法制备的大豆蛋白分离物的水合能力评价。

称取蛋白质粉(1g)至已知重量的离心管(50ml)中。然后向该粉末加入天然pH下约20ml反渗透(RO)纯水。使用涡旋混合器在中等速度下混合离心管内容物1分钟。在室温下温育样品5分钟，然后利用涡旋混合器混合30秒。接着在室温下再温育5分钟，随后再涡旋混合30秒。然后在20℃下以1,000g离心样品15分钟。离心后，小心倾去上清液，保证所有固体材料留在离心管内。然后重新称量离心管，并且测定水饱和的样品重量。

如下计算水合能力(WBC)：

WBC(ml/g)=(水饱和样品质量–初始样品质量)/(初始样品质量×样品总固体含量)。

获得的水合能力结果在下表3中列出

表3–各种产物的水合能力

如表3的结果所示，在制备pH调节的产物中增加热处理获得更高的水合能力。

公开内容概述

在该公开内容概述中，本发明提供了制备具有接近中性天然pH值的大豆蛋白分离物的方法，所述大豆蛋白分离物在各种食品应用中可替代常规的大豆蛋白分离物。可以在本发明的范围内进行修改。

Claims (14)

1.大豆蛋白制品，其具有至少约60重量%(Nx6.25)d.b.的蛋白含量；天然pH约为6；并且没有豆腥味。

2.权利要求1的大豆蛋白制品，其具有至少约90重量%(Nx6.25)的蛋白含量。

3.权利要求1的大豆蛋白制品，其具有至少约100重量%(Nx6.25)的蛋白含量。

4.权利要求1的大豆蛋白制品，其在约4-约7的pH范围内在水中的溶解度低。

5.权利要求1的大豆蛋白制品，其在约2-约7的pH范围内在水中基本不溶。

6.包含权利要求1的大豆蛋白制品的食品组合物。

7.一种制备权利要求1的大豆蛋白制品的方法，其包括：

提供大豆蛋白制品水溶液，其具有至少约60重量%(Nx6.25)d.b.的蛋白含量；在低于约4.4的pH下在水介质中完全可溶；并且所述pH范围热稳定，

调节所述溶液的pH到约pH6，以沉淀由此获得的大豆蛋白，和

任选干燥全部pH调节的样品，或

任选回收并干燥沉淀的材料，或

任选热处理pH调节的溶液然后干燥全部样品，或

任选热处理pH调节的溶液然后回收并干燥沉淀的材料。

8.权利要求7的方法，其中在约70℃-约160℃的温度下进行所述热处理约2秒-约60分钟。

9.权利要求8的方法，其中在约80℃-约120℃的温度下进行所述热处理约15秒-约15分钟。

10.权利要求9的方法，其中在约85℃-约95℃的温度下进行所述热处理约1-约5分钟。

11.一种制备权利要求1的大豆蛋白制品的方法，其包括：

(a)用钙盐水溶液，特别是氯化钙溶液提取大豆蛋白源，以使大豆蛋白从蛋白源中溶出，并形成大豆蛋白水溶液，

(b)将所述大豆蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离，

(c)任选稀释所述大豆蛋白水溶液，

(d)调节所述大豆蛋白水溶液的pH至约1.5-约4.4，优选约2-约4，以产生酸化澄清的大豆蛋白溶液，

(e)任选热处理所述酸化溶液，以降低抗营养胰蛋白酶抑制剂的活性和微生物载量，

(f)使用选择性膜技术浓缩所述澄清的大豆蛋白水溶液同时保持离子强度基本恒定，

(g)任选渗滤所述浓缩的大豆蛋白溶液，

(h)任选对所述浓缩的大豆蛋白溶液进行巴氏消毒，以减少微生物载量，

(i)调节所述大豆蛋白水溶液的pH至约pH6，以沉淀由此获得的大豆蛋白，并且

任选干燥全部pH调节的样品，或

任选回收并干燥沉淀的材料，或

任选热处理pH调节的溶液然后干燥全部样品，或

任选热处理pH调节的溶液然后回收并干燥沉淀的材料。

12.权利要求11的方法，其中在约70℃-约160℃的温度下进行所述热处理约2秒-约60分钟。

13.权利要求12的方法，其中在约80℃-约120℃的温度下进行所述热处理约15秒-约15分钟。

14.权利要求13的方法，其中在约85℃-约95℃的温度下进行所述热处理约1-约5分钟。