CN106804873A - 一种高凝胶大豆分离蛋白的制备工艺 - Google Patents

一种高凝胶大豆分离蛋白的制备工艺 Download PDF

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关文峰
李更更
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Abstract

本发明涉及一种高凝胶大豆分离蛋白的制备工艺。具体而言，本发明提供大豆分离蛋白的制备方法、改性大豆分离蛋白的方法和提高大豆分离蛋白的凝胶性和/或乳化性的方法，所述方法包括使含大豆分离蛋白的溶液与双氧水溶液接触的步骤。本发明还提供采用上述方法获得大豆分离蛋白产品。采用本发明的方法能简单高效地提高凝胶型分离蛋白产品的凝胶性及乳化性。

Description

一种高凝胶大豆分离蛋白的制备工艺
技术领域
本发明属于食品加工领域，具有涉及高凝胶大豆分离蛋白的制备工艺。
背景技术
大豆分离蛋白是一种以低温脱脂豆粕为原料，经过加工得到的一种食品原辅料。由于分离蛋白具有凝胶性和乳化性，所以，经常被添加到肉制品中，以提高出品率，改善口感，替代肉，降低成本等。所以良好的凝胶性对于大豆分离蛋白的应用具有关键作用。
传统的大豆分离蛋白的加工工艺为：由于天然大豆蛋白在碱性条件下更易溶出，因此使白豆片原料经过碱水溶解，将大豆蛋白提取出来。经过离心得到上清蛋白溶液，因为大豆蛋白在pH4.5的条件下溶解度最小，因此，调节溶液的pH到4.5左右，将蛋白进行沉淀，通过离心得到蛋白沉淀。然后经过中和溶解，调节蛋白溶液pH到中性。再经过杀菌杀灭微生物。最后再经过喷雾干燥得到粉体大豆分离蛋白产品。
CN 102934731A公开了一种高凝胶的大豆分离蛋白的制备方法。该发明在传统工艺的基础上加入了对蛋白的超声处理以及酶交联处理，改进了大豆蛋白的凝胶性。
CN 103734452A公开了一种高凝胶的大豆蛋白的生产方法。该发明是在传统工艺基础上，通过优化工艺过程及控制系统，制备了一种高凝胶的大豆浓缩蛋白。
本领域仍然需要一种简单高效的方法来提高凝胶型分离蛋白产品的凝胶性及乳化性。
发明内容
本发明第一方面提供一种大豆分离蛋白的制备方法，所述方法包括使含大豆分离蛋白的溶液与双氧水的溶液接触的步骤。
本发明第二方面提供一种改性大豆分离蛋白的方法，所述方法包括使含大豆分离蛋白的溶液与双氧水的溶液接触的步骤。
本发明第三方面提供一种提高大豆分离蛋白的凝胶性和/或乳化性的方法，所述方法包括使含大豆分离蛋白的溶液与双氧水的溶液接触的步骤。
在一个具体实施例中，所述方法包括：
(1)从脱脂豆粕分离获得含大豆分离蛋白的溶液；
(2)使步骤(1)所述溶液与双氧水溶液接触；和
(3)灭菌和干燥步骤(2)的混合物。
在一个具体实施例中，步骤(1)包括：
(a)用温水分散脱脂豆粕，将所得混合物的pH调节为7.0～7.7，搅拌10～60分钟；
(b)离心步骤(a)所得混合物，分别收集上清和沉淀；
(c)按步骤(a)和(b)处理步骤(b)所得沉淀，并合并所得上清；
(d)将步骤(c)所得上清的pH调节为4.0～5.0，离心，获得沉淀；
(e)将步骤(d)的沉淀分散在冷水中，并将其pH调节到7.2～7.8，从而获得含大豆分离蛋白的溶液。
在一个具体实施例中，步骤(1)所述的含大豆分离蛋白的溶液的固含量为8～15％。
在一个具体实施例中，步骤(2)所用的双氧水溶液的浓度为8～38％。
在一个具体实施例中，步骤(2)所用的双氧水溶液的浓度为10～30％。
在一个具体实施例中，步骤(2)所用的双氧水溶液的浓度为10～20％。
在一个具体实施例中，步骤(2)中添加的双氧水溶液的重量为步骤(1)所述的溶液重量的0.05～0.20％。
在一个具体实施例中，步骤(2)中添加的双氧水溶液的重量为步骤(1)所述的溶液重量的0.08～0.18％。
在一个具体实施例中，步骤(2)中添加的双氧水溶液的重量为步骤(1)所述的溶液重量的0.10～0.16％。
在一个具体实施例中，步骤(2)包括，将步骤(1)的溶液加热至30～90℃，加入所述双氧水溶液，并搅拌5～100分钟。
在一个具体实施例中，步骤(2)包括，将步骤(1)的溶液加热至45～65℃，加入所述双氧水溶液，并搅拌5～50分钟。
在一个具体实施例中，步骤(2)包括，将步骤(1)的溶液加热至50～60℃，加入所述双氧水溶液，并搅拌10～30分钟。
在一个具体实施例中，步骤(3)中，在120～150℃温度下杀菌10～20s。
本发明第四方面提供一种大豆分离蛋白，所述大豆分离蛋白具有以下任意一种、两种或所有三种特性：
(1)冷凝胶硬度为115g～240g，咀嚼度为59～120；
(2)热凝胶硬度为690g～1150g，咀嚼度为538～680；和
(3)冷乳化硬度为49g～130g，胶着度为35～85。
在一个具体实施例中，所述大豆分离蛋白采用上述任一种方法制备得到。
附图说明
图1显示高凝胶性的大豆分离蛋白的生产工艺流程图。
具体实施方式
本发明涉及高凝胶大豆分离蛋白的制备。具体而言，本发明涉及大豆分离蛋白的制备方法、改性大豆分离蛋白的方法以及提高大豆分离蛋白的凝胶性和/或乳化性的方法。本发明的方法包括使从脱脂豆粕分离得到的含有大豆分离蛋白的中和液与双氧水溶液接触的步骤。
含大豆分离蛋白的中和液及其制备
可采用常规的方法制备含有大豆分离蛋白的中和液。例如，通常所述方法包括碱处理脱脂豆粕获得大豆分离蛋白，酸处理沉淀大豆分离蛋白，以及碱处理以溶解大豆分离蛋白获得中和液的步骤。
具体而言，通常，先将一定量的脱脂豆粕加到温水中。脱脂豆粕可以是本领域常规的各种来源的脱脂豆粕，尤其是本领域常规用来生产大豆分离蛋白的脱脂豆粕。搅拌均匀后，将混合物的pH调节到7.0～8.0之间，优选7.3～7.6之间，例如7.5左右。温水的温度通常为40～60℃，例如50℃左右。温水的量通常为脱脂豆粕的量的5～8倍左右。
搅拌约20～50分钟后，离心获得上清和沉淀。为提高大豆蛋白回收率，可将4～6倍(基于初始脱脂豆粕的量)的温水加到所述沉淀中，搅拌均匀后将pH调节至7.0～8.0、优选7.3～7.6之间，然后搅拌约20～50分钟，再离心获得上清。
可将上清合并，并将其pH调节到4.0～5.0之间，例如4.3～4.7之间。之后离心获取沉淀。
然后将该沉淀分散在冷水中，例如温度为10～15℃冷水中。通常，可将该溶液的固含量调节到8～15％的范围内，例如10～13％。接着再将该溶液的pH调节到7.0～8.0之间，例如7.2～7.8、7.4～7.8之间，使沉淀溶解，从而制备获得所述含有大豆分离蛋白的中和液。
因此，本发明的中和液通常含有8～15％的大豆分离蛋白，pH通常在7.0～8.0之间。优选的，本发明的中和液含有10～13％的大豆分离蛋白，pH在7.2～7.8之间。
双氧水氧化蛋白
本发明使用双氧水处理含大豆分离蛋白的中和液。具体而言，本发明使用双氧水溶液处理含大豆分离蛋白的中和液。
除非另有说明，本文中，“双氧水溶液”指双氧水的水溶液，即除双氧水和水之外，至少不含有FeCl3和抗坏血酸体系。优选除双氧水和水之外，不含其它任何成分(除可能的杂质外)。
适用于本发明的双氧水溶液的浓度通常为8～38％，例如10～30％，优选为10～20％。
通常，以中和液的重量计，添加的双氧水溶液的重量为该中和液重量的0.05～0.20％，例如0.08～0.18％，优选为0.10～0.16％。
通常，先将中和液加热至30～90℃，例如45～65℃，然后再将双氧水溶液加到所述加热的中和液中，并搅拌5～100分钟，例如5～50分钟。
灭菌和干燥
可采用常规的方法进行灭菌和干燥。
例如，可在高温(如120℃以上，如120～150℃温度下)下快速杀菌。例如灭菌时间为10～20s。
灭菌之后进行干燥。可采用常规的喷雾干燥技术干燥所述溶液。干燥后即可获得大豆分离蛋白。
大豆分离蛋白
本发明包括采用上述方法制备得到的大豆分离蛋白。
大豆分离蛋白的凝胶性主要是指蛋白质在一定浓度下热处理后冷凝时形成胶体状组织的性能，应用于肉制品及一些豆制品中时，体现为可以提高肉制品(各式香肠等)的质地、改善组织特性(切片、口感、嫩度)和产品形态等。而硬度和咀嚼度则是表现大豆蛋白凝胶性能的两个关键指标。
大豆分离蛋白的乳化性是指蛋白在一定条件下与油脂和水形成乳化的能力，同时保持水分和油脂，稳定产品体系。应用于肉制品中主要表现为可以调高肉制品的出品率，稳定产品，改善口感等。硬度和胶着度为表征蛋白乳化能力的两个关键指标。
因此，在一个具体实施例中，本发明的大豆分离蛋白具有以下任意一种、两种或所有三种特性：
(1)冷凝胶硬度为115g～240g，咀嚼度为59～120；
(2)热凝胶硬度为690g～1150g，咀嚼度为538～680；和
(3)冷乳化硬度为49g～130g，胶着度为35～85；
其中，(1)和(2)是在大豆分离蛋白与水的重量比为17：83的情况下测得；(3)是在大豆分离蛋白：水：大豆油的重量比为1：5：5的情况下测得。
优选的，冷凝胶硬度为180～232g，咀嚼度90～115。
优选的，热凝胶硬度为1000～1110g，咀嚼度为620～670。
优选的，冷乳化硬度为100～125g，胶着度为65～80。
下文将以具体实施例的方式阐述本发明。应理解，这些实施例仅仅是阐述性的，并不限制本发明的保护范围。实施例中所用的方法、原料和试剂，除非另有说明，否则均是本领域常规的方法、原料和试剂。
凝胶性及乳化性的制备及检测
冷凝胶的制备：将蛋白粉与水按照一定的质量比，加入到快速搅拌机Cuisinart DLC-050J中，连续搅拌1min，直到没有肉眼可见的蛋白颗粒，将蛋白液抽真空到20mbar以下，得到的蛋白液即为冷凝胶。
热凝胶的制备：将蛋白粉与水按照一定的质量比，加入到快速搅拌机Cuisinart DLC-050J中，连续搅拌1min，直到没有肉眼可见的蛋白颗粒，将蛋白液抽真空到20mbar以下，将蛋白液装填入一个圆柱形容器，密封，放入80℃恒温水浴保持30min，之后，在4℃水浴中保温1h，得到的即为热凝胶。
冷乳化的制备：将蛋白粉、油、水(4℃)按照一定的质量比，加入到快速搅拌机Cuisinart DLC-050J中，连续搅拌1min，得到的即为冷乳化。
凝胶和乳化的测定：室温下用TA.XT plus质构仪测定，参数设置：探头校准高度为40mm、测试前速度5.0mm/s、测试时5.0mm/s、测试后10.0mm/s、下压距离为15mm，触力5g。开始测定，结果读取硬度(g)、咀嚼度以及胶着度。
对比例1
第一步：取一定量的脱脂豆粕，分散在7倍的50℃的温水中，搅拌均匀，用10％的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7.5，搅拌30min。3300g离心5min。分别收集上清溶液和沉淀，沉淀中加入5倍(脱脂豆粕)的50℃的温水，搅拌5min。3300g离心5min。收集上清，与上次离心上清很合均匀。用1mol/L的盐酸调节上清溶液pH到4.5。3300g离心5min。取沉淀均匀分散在15℃冷水中，调节溶液固含为12.5％，同时用10％氢氧化钠调节溶液pH到7.6。等待沉淀完全溶解后，即为中和液。
第三步：将上述溶液在145℃高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥，得到成品。
对比例2
第一步：取一定量的脱脂豆粕，分散在7倍的50℃的温水中，搅拌均匀，用10％的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7.5，搅拌30min。3300g离心5min。分别收集上清溶液和沉淀，沉淀中加入5倍(脱脂豆粕)的50℃的温水，搅拌5min。3300g离心5min。收集上清，与上次离心上清很合均匀。用1mol/L的盐酸调节上清溶液pH到4.5。3300g离心5min。取沉淀均匀分散在15℃冷水中，调节溶液固含为12.5％，同时用10％氢氧化钠调节溶液pH到7.6。等待沉淀完全溶解后，即为中和液。
第二步(双氧水氧化蛋白)：加热上述中和液温度到55℃，加入0.05％(中和液)的双氧水(浓度13％)，搅拌25min。
第三步：将上述溶液在145℃高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥，得到成品。
对比例3
第一步：取一定量的脱脂豆粕，分散在7倍的50℃的温水中，搅拌均匀，用10％的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7.5，搅拌30min。3300g离心5min。分别收集上清溶液和沉淀，沉淀中加入5倍(脱脂豆粕)的50℃的温水，搅拌5min。3300g离心5min。收集上清，与上次离心上清很合均匀。用1mol/L的盐酸调节上清溶液pH到4.5。3300g离心5min。取沉淀均匀分散在15℃冷水中，调节溶液固含为12.5％，同时用10％氢氧化钠调节溶液pH到7.6。等待沉淀完全溶解后，即为中和液。
第二步(双氧水氧化蛋白)：加热上述中和液温度到55℃，加入0.3％(中和液)的双氧水(浓度13％)，搅拌25min。
第三步：将上述溶液在145℃高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥，得到成品。
对比例4
第一步：取一定量的脱脂豆粕，分散在7倍的50℃的温水中，搅拌均匀，用10％的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7.5，搅拌30min。3300g离心5min。分别收集上清溶液和沉淀，沉淀中加入5倍(脱脂豆粕)的50℃的温水，搅拌5min。3300g离心5min。收集上清，与上次离心上清很合均匀。用1mol/L的盐酸调节上清溶液pH到4.5。3300g离心5min。取沉淀均匀分散在15℃冷水中，调节溶液固含为12.5％，同时用10％氢氧化钠调节溶液pH到7.6。等待沉淀完全溶解后，即为中和液。
第二步(双氧水氧化蛋白)：加热上述中和液温度到55℃，加入0.15％(中和液)的双氧水(浓度2％)，搅拌25min。
第三步：将上述溶液在145℃高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥，得到成品。
对比例5
第一步：取一定量的脱脂豆粕，分散在7倍的50℃的温水中，搅拌均匀，用10％的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7.5，搅拌30min。3300g离心5min。分别收集上清溶液和沉淀，沉淀中加入5倍(脱脂豆粕)的50℃的温水，搅拌5min。3300g离心5min。收集上清，与上次离心上清很合均匀。用1mol/L的盐酸调节上清溶液pH到4.5。3300g离心5min。取沉淀均匀分散在15℃冷水中，调节溶液固含为12.5％，同时用10％氢氧化钠调节溶液pH到7.6。等待沉淀完全溶解后，即为中和液。
第二步(双氧水氧化蛋白)：加热上述中和液温度到55℃，加入0.15％(中和液)的双氧水(浓度45％)，搅拌25min。
第三步：将上述溶液在145℃高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥，得到成品。
实施例1
第一步：取一定量的脱脂豆粕，分散在7倍的50℃的温水中，搅拌均匀，用10％的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7.5，搅拌30min。3300g离心5min。分别收集上清溶液和沉淀，沉淀中加入5倍(脱脂豆粕)的50℃的温水，搅拌5min。3300g离心5min。收集上清，与上次离心上清很合均匀。用1mol/L的盐酸调节上清溶液pH到4.5。3300g离心5min。取沉淀均匀分散在15℃冷水中，调节溶液固含为12.5％，同时用10％氢氧化钠调节溶液pH到7.6。等待沉淀完全溶解后，即为中和液。
第二步(双氧水氧化蛋白)：加热上述中和液温度到55℃，加入0.12％(中和液)的双氧水(浓度13％)，搅拌25min。
第三步：将上述溶液在145℃高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥，得到成品。
实施例2
第一步：取一定量的脱脂豆粕，分散在7倍的50℃的温水中，搅拌均匀，用10％的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7.5，搅拌30min。3300g离心5min。分别收集上清溶液和沉淀，沉淀中加入5倍(脱脂豆粕)的50℃的温水，搅拌5min。3300g离心5min。收集上清，与上次离心上清很合均匀。用1mol/L的盐酸调节上清溶液pH到4.5。3300g离心5min。取沉淀均匀分散在15℃冷水中，调节溶液固含为12.5％，同时用10％氢氧化钠调节溶液pH到7.6。等待沉淀完全溶解后，即为中和液。
第二步(双氧水氧化蛋白)：加热上述中和液温度到55℃，加入0.15％(中和液)的双氧水(浓度13％)，搅拌25min。
第三步：将上述溶液在145℃高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥，得到成品。
实施例3
第一步：取一定量的脱脂豆粕，分散在7倍的50℃的温水中，搅拌均匀，用10％的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7.5，搅拌30min。3300g离心5min。分别收集上清溶液和沉淀，沉淀中加入5倍(脱脂豆粕)的50℃的温水，搅拌5min。3300g离心5min。收集上清，与上次离心上清很合均匀。用1mol/L的盐酸调节上清溶液pH到4.5。3300g离心5min。取沉淀均匀分散在15℃冷水中，调节溶液固含为12.5％，同时用10％氢氧化钠调节溶液pH到7.6。等待沉淀完全溶解后，即为中和液。
第二步(双氧水氧化蛋白)：加热上述中和液温度到55℃，加入0.18％(中和液)的双氧水(浓度13％)，搅拌25min。
第三步：将上述溶液在145℃高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥，得到成品。
实施例4
第一步：取一定量的脱脂豆粕，分散在7倍的50℃的温水中，搅拌均匀，用10％的氢氧化钠溶液调节溶液pH到7.5，搅拌30min。3300g离心5min。分别收集上清溶液和沉淀，沉淀中加入5倍(脱脂豆粕)的50℃的温水，搅拌5min。3300g离心5min。收集上清，与上次离心上清很合均匀。用1mol/L的盐酸调节上清溶液pH到4.5。3300g离心5min。取沉淀均匀分散在15℃冷水中，调节溶液固含为12.5％，同时用10％氢氧化钠调节溶液pH到7.6。等待沉淀完全溶解后，即为中和液。
第二步(双氧水氧化蛋白)：加热上述中和液温度到55℃，加入0.15％(中和液)的双氧水(浓度35％)，搅拌25min。
第三步：将上述溶液在145℃高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥，得到成品。
按前述方法监测上述对比例和实施例产品的凝胶性和乳化性，结果显示在下表1和2中。
表1：对比例与实施例
表2：对比例与实施例

Claims (10)

1.一种大豆分离蛋白的制备方法，其特征在于，所述方法包括使含大豆分离蛋白的溶液与双氧水溶液接触的步骤。
2.一种改性大豆分离蛋白的方法，其特征在于，所述方法包括使含大豆分离蛋白的溶液与双氧水溶液接触的步骤。
3.一种提高大豆分离蛋白的凝胶性和/或乳化性的方法，其特征在于，所述方法包括使含大豆分离蛋白的溶液与双氧水溶液接触的步骤。
4.如权利要求1－3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)从脱脂豆粕分离获得含大豆分离蛋白的溶液；
(2)使步骤(1)所述溶液与双氧水溶液混合，并搅拌；和
(3)灭菌和干燥步骤(2)的混合物。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的溶液含有8～15％的大豆分离蛋白，pH在7.0～8.0之间。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：
(a)用温水分散脱脂豆粕，将所得混合物的pH调节为7.0～7.7，搅拌10～60分钟；
(b)离心步骤(a)所得混合物，分别收集上清和沉淀；
(c)按步骤(a)和(b)处理步骤(b)所得沉淀，并合并所得上清；
(d)将步骤(c)所得上清的pH调节为4.0～5.0，离心，获得沉淀；
(e)将步骤(d)的沉淀分散在冷水中，并将其pH调节到7.2～7.8，从而获得含大豆分离蛋白的溶液。
7.如权利要求1－6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一个或多个特征：
(i)双氧水溶液的浓度为8～38％，优选10～30％，更优选10～20％；
(ii)双氧水溶液用来为含大豆分离蛋白的溶液的重量的0.05～0.20％，优选0.08～0.18％，更优选0.10～0.16％；
(iii)将所述含大豆分离蛋白的溶液加热至30～90℃、优选45～65℃、更优选50～60℃后，加入所述双氧水溶液，并搅拌5～100分钟，优选5～50分钟，更优选10～30分钟；和
(iv)在120～150℃温度下使经双氧水溶液处理的含大豆分离蛋白的溶液杀菌10～20s，然后干燥。
8.采用权利要求1－7中任一项所述的方法制备得到的大豆分离蛋白。
9.一种大豆分离蛋白，其特征在于，所述大豆分离蛋白具有以下任意一种、两种或所有三种特性：
(1)冷凝胶硬度为115g～240g，咀嚼度为59～120；
(2)热凝胶硬度为690g～1150g，咀嚼度为538～680；和
(3)冷乳化硬度为49g～130g，胶着度为35～85；
其中，(1)和(2)是在大豆分离蛋白与水的重量比为17：83的情况下测得；(3)是在大豆分离蛋白：水：大豆油的重量比为1：5：5的情况下测得。
10.如权利要求9所述的大豆分离蛋白，其特征在于，所述大豆分离蛋白具有以下任意一种、两种或所有三种特性：
(a)冷凝胶硬度为180～232g，咀嚼度90～115；
(b)热凝胶硬度为1000～1110g，咀嚼度为620～670；和
(c)冷乳化硬度为100～125g，胶着度为65～80。
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