CN107529781A - 制备食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白的方法 - Google Patents
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Abstract
披露了一种用于制备食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白的方法，其中该方法包括以下步骤：a)从马铃薯果浆中分离纤维和淀粉，其中获得含有马铃薯蛋白质的马铃薯果汁，b)通过将pH调节至酸性值并通过加热凝结在该马铃薯果汁中的马铃薯蛋白质，其中获得含有凝结的马铃薯蛋白质颗粒的凝结的马铃薯蛋白质浆液，c)将在该凝结的马铃薯蛋白质浆液中的总糖苷生物碱含量减少至小于150mg/kg浓缩蛋白，和d)通过物理手段有效地减少马铃薯蛋白质颗粒的颗粒大小，以这样的方式获得凝结的马铃薯浓缩蛋白，其中90％的所述颗粒具有小于55微米的颗粒大小；以及用所述方法生产的食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白；该食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白在食物产品的用途；以及用于人类用途的包含所述食品级凝结的马铃薯蛋白质产物的食物产品。
Description
技术领域
本发明涉及用于制备食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白的方法，涉及如此的食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白，涉及使用其作为食物产品中的成分，并且涉及如此的包含所述食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白的食物产品。
背景技术
天然马铃薯淀粉是食品工业中的重要成分。制造过程从研磨马铃薯开始以便使纤维、淀粉和果汁释放到马铃薯果浆中。将马铃薯果浆进一步加工以分离并纯化淀粉和纤维，将这些淀粉和纤维用作食品成分。从淀粉和纤维中分离的果汁被认为是富含蛋白质的侧流，过去被用作低价值的肥料。果汁含有营养物质像含钾、磷和氮的化合物，以及马铃薯蛋白质。为了增加其价值，已经开发了用于提取果汁中的蛋白质的侧流方法。
马铃薯蛋白质最常见的应用是作为动物的饲料或草料成分，并且对于这种应用，通过使用酸和热凝结来提取蛋白质。用于生产用于饲料应用的热凝结的马铃薯蛋白质的技术披露于文献中，并且是本领域技术人员熟知的。
当生产凝结的马铃薯蛋白质时，其在蛋白质的等电点处凝结，该等电点通过用酸调节pH达到。为了获得高产率和成本效益的制造，建议结合等电点沉淀与热凝结。作为凝结的结果，形成蛋白质絮凝物。该絮凝物大小取决于温度和处理时间，其中更高的温度和更长处理时间产生更大的絮凝物。大的蛋白质絮凝物更容易脱水，使得制造更具成本效益，因为干燥过程中水的蒸发被最小化。凝结通常在4.5-5.5的pH并在90℃-145℃的温度下发生。在没有进一步物理处理凝结的马铃薯蛋白质絮凝物的情况下，在干燥后颗粒大小将为大约70-350μm(D90％)，更经常是120-170μm(D90％)。当用作食品应用中的成分时，凝结的马铃薯蛋白质的这种粗制的粉末被认为具有不希望的砂砾口感。
如上所述，通过传统技术生产的凝结的马铃薯蛋白质通常仅用作动物饲料消费。对于将被批准用于食品应用的这样的蛋白质，需要首先减少马铃薯中存在的处于糖苷生物碱形式的有毒物质的含量。在马铃薯中发现的糖苷生物碱主要是α-茄碱和α-卡茄碱，并且已知对于未处理的凝结的马铃薯蛋白质，TGA(总糖苷生物碱)的水平是2000-6000mg/kg DM浓缩蛋白，即具有大约80％蛋白质含量的浓缩蛋白(用％N·6.25计算)，其中剩余物是水、灰分、碳水化合物和纤维。然而，将用于人类食物产品的马铃薯蛋白质必须被纯化至TGA大大减少的水平，优选低于150mg/kg。除了TGA水平之外，还定义了对于食品级凝结的马铃薯蛋白质，必须控制另一种潜在的有毒物质(赖氨酸丙氨酸)。根据法律，总水平必须低于500mg/kg，并且游离水平必须低于10mg/kg。赖氨酸丙氨酸是潜在的有毒化合物，其可以在碱性条件与高温组合下在马铃薯蛋白质的制造期间形成。与TGA相比，已知赖氨酸丙氨酸在处于其天然状态下的马铃薯中不存在。因此，仅感兴趣的是确保赖氨酸丙氨酸在制造过程期间没有形成，并且这因此被认为是能够将浓缩蛋白定义为食品级蛋白质的基本实现。然而，TGA水平取决于蛋白质的纯化水平，即浓缩蛋白中的蛋白质浓度。根据EFSA(欧洲食品安全局(European Food Safety Authority))，当蛋白质浓度为48％时，TGA必须低于150mg/kg。按照欧洲议会和理事会的法规(EC)No 258/97(Official Journal[官方杂志]L 050，21/02/2002P.0092-0093)，这已经在2002年新颖的食品应用(2002年2月15日的委员会决定)中陈述，授权凝结的马铃薯蛋白质及其水解产物作为新颖的食品成分投放市场。
以蛋白质当量计算，TGA水平必须低于3.125mg/kg蛋白质当量。在另一方面，马铃薯浓缩蛋白的毒性不仅取决于TGA水平，也取决于食品和日常消费中的总剂量。然而，如上所述，食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白必须具有如被批准用于欧洲食品工业的低于150mg/kg的TGA浓度。
用于减少糖苷生物碱含量的方法披露在文献和一些专利出版物中。根据在文献和参考的专利出版物中披露的方法生产的凝结的马铃薯浓缩蛋白具有以下缺点：它们是不溶解的并且还具有产生砂砾或不良口感的能力。由于这些特征，凝结的马铃薯蛋白质在食品应用中的使用非常有限，因此在食品工业中很少使用凝结的马铃薯浓缩蛋白。
作为热凝结的马铃薯蛋白质的替代物，已经开发了生产天然蛋白质的不同的方法，即没有凝结的、因此与在马铃薯中发现的、处于自然状态的、未处理的天然蛋白质具有相同的特征的浓缩蛋白。还已经开发了基于热凝结的蛋白质生产水解产物的方法。在后面的过程中，提取热凝结的蛋白质并进一步用将水解该蛋白质的酶处理。水解作用将增加蛋白质的溶解度，因此使其关于水吸收、溶解度、乳化性能、起泡等在食品应用中更具有功能。
用于马铃薯蛋白质的回收方法通常包括热凝结。在“Vol.2nr.9,1978by Knorr and Steyrer”[Knorr和Steyrer，食品，第2卷，第9期，1978]中披露了一种方法，在该方法中从加热至大约98℃的温度的酸化的汁中回收蛋白质。期后将该蛋白质级分通过离心进行浓缩。接下来，将级分的pH调节至7，其后干燥该产物。由于高含量的糖苷生物碱，回收的蛋白质产物旨在用于饲料应用中。
在GB-A 1 544 812中、在DE-A-199007725中、以及在Finley和Hautala的“FoodProduct Development[食物产品开发]10(3),pp 93-93(1976)”中，披露了如何从马铃薯加工废物流中回收马铃薯蛋白质。JP(A)08 140585披露了通过热凝结并通过使用蛋白酶水解所得的凝结的蛋白质的分散物分离凝结的马铃薯蛋白质的方法。
在“Lebensm.Wiss.U.Technol.[食品科学与技术]13，297-301(1980)”中，Knorr报道了在干燥前pH对通过酸和热凝结获得的马铃薯蛋白质产物的水结合性质的影响。在干燥前，凝结的蛋白质的pH用氢氧化钠中和至pH值为7。
在EP 1392 126 B1中披露了用于回收热凝结的马铃薯蛋白质的方法，其中通过在干燥前用碱将凝结的浓缩蛋白的pH调节至在8和10.5之间来改善所述凝结的蛋白质的口味特征、气味特征和口感。
在DK 162134 B(NO 143559B B的丹麦语版本)中，披露了回收用于饲料应用中的热凝结的马铃薯蛋白质的方法，并且所述方法涉及通过在干燥前用酸和热处理所述浓缩蛋白以减少糖苷生物碱的过程。此外，其披露了所述蛋白质的颗粒大小具有小于74μm的D90值。
没有披露通过物理手段达到颗粒大小的有效降低，需要该颗粒大小的有效减小以在食品应用中达到满意的感官特性。
总而言之，需要具有令人满意的口感和味道以及低于临界值的有毒物质含量的用于人类用途的凝结的食品级马铃薯蛋白质产物。
发明内容
本发明的目的是满足上述需求并提供具有所希望的特性的凝结的食品级马铃薯蛋白质产物。
这一目的通过根据权利要求1所述的方法、以及通过所述方法生产的食品级凝结的马铃薯蛋白质产物(通过在食品中使用所述产物作为食品级添加剂)、并且通过包含所述食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白的食物产品来实现。
在一个方面，本发明涉及制备食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白的方法，其中该方法包含以下步骤
a)从马铃薯果浆中分离纤维和淀粉，其中获得含有马铃薯蛋白质的马铃薯果汁，
b)通过调节pH至酸性值并通过加热凝结在马铃薯果汁中的马铃薯蛋白质，其中获得含有凝结的马铃薯蛋白质的凝结的马铃薯蛋白质浆液，
c)将在凝结的马铃薯蛋白质浆液中的总糖苷生物碱含量降低至小于150mg/kg浓缩蛋白，并且
d)通过物理手段有效地减小凝结的马铃薯蛋白质中的马铃薯蛋白质颗粒的颗粒大小，以这样的方式获得凝结的马铃薯浓缩蛋白，其中所述颗粒的90％具有小于55μm的直径。
在另一个方面，本发明涉及根据本发明的方法生产的食品级凝结的马铃薯蛋白质产物，该马铃薯蛋白质产物具有小于150mg/kg蛋白质的总糖苷生物碱含量并且含有其中90％具有小于55μm的颗粒直径的颗粒。
在另外的方面，本发明涉及凝结的马铃薯蛋白质产物在食物产品中作为食品级添加剂的用途，其中将凝结的马铃薯蛋白质产物作为浓缩物添加至食物产品中并与其混合。
在任另外的方面，本发明涉及包含本发明的凝结的马铃薯蛋白质产物的食物产品，其中所述食物产品是(不限于此)乳制品(例如法式鲜奶油、酸奶、基于牛奶的饮料和饮用酸奶)；烘焙产品(例如软面包、薄脆面包、饼干等)；肉类产品(像肉丸和与可比较的混合的肉类应用相关的产品)；不同种类的香肠；早餐谷物；以及食品棒。本发明的凝结的马铃薯蛋白质产物也可以用作以便丰富不同种类的基于蛋白质的即食膳食的成分。
附图说明
图1在流程图中示意性地展示了根据本发明所述的方法的一些实施例，其中显示了具体方法步骤(1)-(13)。
具体实施方式及其优选实施例
首先，在本申请文本中使用的一些表达以下列方式定义。
在整个申请文本中使用的表达“马铃薯蛋白质”旨在意指存在于马铃薯汁中的、在将纤维和淀粉从马铃薯果浆中分离之后获得的蛋白质。更确切地说，马铃薯汁含有相对高的蛋白质的量，更确切地说以重量计高达1.5％。它们可以分为三组：(i)高度同源的酸性43kDa糖蛋白的高分子量(HMW)级分(总马铃薯蛋白质的40w％-50w％)，(ii)基础低分子量(LMW)5kDa-25kDa糖蛋白(总马铃薯蛋白质的30w％-40w％)和(iii)其他蛋白质(总马铃薯蛋白质的10w％-20w％)。马铃薯糖蛋白(39kDa-43kDa)是具有脂质酰基水解酶和转移酶活性的糖蛋白家族，并且将主要地是HMW级分的部分。LMW级分典型地包含热敏感性蛋白酶抑制剂(4.3kDa-25kDa)和通常具有低分子量的其他蛋白质。马铃薯羧肽酶(4,3kDa)可以抵抗超过70℃的温度(V.Bartova、J.Barta，2008)，并且根据D.Y.Huang(1981)其抵抗在30min内的烹饪。同样，糜蛋白酶和胰蛋白酶抑制剂在马铃薯烹饪期间是热稳定的。所述热稳定的蛋白质可能是非变性的蛋白质。没有准确的和定义的马铃薯蛋白质的氨基酸组成，但是基于进行的大量分析，本发明中涉及的典型的马铃薯蛋白质产物具有以下组成，如表1所述
表1
典型的氨基酸组成
在整个申请文本中使用的表达“食品级”旨在意指满足作为批准的食品成分投放到食品工业市场上的授权的法律的食品成分和/或添加剂，从而被批准用于不同种类的旨在出售到消费市场的食物产品。
在整个申请文本中使用的表达“马铃薯浓缩蛋白”旨在意指具有超过60％w/w DM(干物质)的蛋白质含量(计算为％N·6.25的)的浓缩蛋白，其中％N是用凯氏定氮分析仪分析的氮含量，并且因子6.25是用于重新计算蛋白质含量的％N值的转换因子。浓缩蛋白已从马铃薯(solanum tuberosum)中提取，并已经被纯化为具有1％-20％的含水量的粉末。
在整个申请文本中使用的表达“DM”旨在意指“干物质”，其是在真空下将溶液蒸发至干燥而获得的总固体的量度。DM也被称为“通过干燥的总固体”或“干固体”。具有同等的意义的替代性表达是“干物质”和“干重”。
在整个申请文本中使用的表达“糖苷生物碱”旨在意指衍生自其中附加了糖基团的生物碱的化学化合物家族。存在若干种潜在有毒的糖苷生物碱，并且在马铃薯(solanumtuberosum)中，术语糖苷生物碱通常意指在糖苷生物碱中最常见的α-茄碱和/或α-卡茄碱。同样，在α-茄碱和α-卡茄碱的酶促或酸水解之后的糖苷配基茄啶是有毒的并且应该包括在糖苷生物碱分析中。除了是在消费后可以引起中毒症状的有毒化合物家族之外，糖苷生物碱通常是苦味的，并且在食用时在嘴巴后面和舌头的侧面产生强烈的刺激，从而对味道产生负面影响。
在整个申请文本中使用的表达“D90值”旨在意指90％的体积大小分布具有低于某个值的颗粒直径。最终凝结的马铃薯浓缩蛋白的颗粒大小分布可以通过小角度激光散射(LALLS)来确定。
在整个申请文本中使用的表达“物理手段”旨在意指在工艺设备中将颗粒暴露在物理应力中的操作。此类设备例如可以是匀浆器、湿或干粉碎机或具有碾磨功能的干燥器。
现在，参考图1中显示的流程图，尤其参考其中显示的方法步骤(1)-(13)，下面将披露根据本发明所述的方法的一些实施例。
在本发明的方法的一个实施例中，将在从马铃薯果浆中分离淀粉和纤维之后获得的果汁用酸处理至pH值为2-7、优选是3.0-5.5、更优选是3.5-5.0。将该果汁进一步加热以至于蛋白质将凝结。加热温度是70℃-160℃、优选是90℃-150℃、更优选是100℃-140℃、甚至更优选是110℃-130℃(步骤1)。在加热期间，在果汁中蛋白质凝结并且组成蛋白质絮凝物，从而形成蛋白质浆液。为了增加效率并获得蛋白质絮凝物的最佳大小以促进随后的脱水，可以将该果汁在保持细胞中在加热温度下保持一定时间。保持时间是0-30分钟、优选是0-20分钟、并且甚至更优选是1-5分钟。将含有蛋白质絮凝物(即蛋白质浆液)的果汁进一步泵送至脱水过程以便使凝结的蛋白质脱水(步骤2)。在脱水的优选技术中，使用一种分离器(即离心滗析器或可比较的装置)，在该分离器中将蛋白质絮凝物脱水。对于蛋白质的脱水，通常用于非预糊化的颗粒淀粉的脱水的旋转真空过滤器也是方便的。脱水优选在离心滗析器中进行，但是本发明不限于此特定的设备。重要的是将这些蛋白质絮凝物脱水至40％-80％、优选是45％-70％、甚至更优选50％-60％的含水量。
为了在蛋白质中达到较低水平的TGA(总糖苷生物碱)，必须在第二洗涤步骤中用水进一步洗涤，并且因此将脱水的浓缩蛋白与新鲜的水进一步混合(步骤3)。在蛋白质和水之间建议的比率是1:6，但是该比率实质上可能会改变。因此，将具有40％-80％的含水量的来自脱水过程的浓缩蛋白的1kg干物质与6kg的新鲜水混合，从而产生大约10％-15％DM的蛋白质浓度(步骤4)。
已经发现，纯化(即TGA的减少)在酸性pH和较高温度下更加有效。因此，通过降低pH和增加温度，可以进一步促进TGA的减少。因此，将蛋白质浆液中的pH调节至2-7、优选3.0-5.5、更优选3.5-4.5。将蛋白质浆液进一步加热至20℃-150℃、优选50℃-150℃、更优选80℃-150℃(步骤5)。
在本发明的方法的一个实施例中，将蛋白质浆液另外用水洗涤，其中将蛋白质浆液第一次脱水(例如通过离心)，并且将脱水的浓缩蛋白再次与新鲜水混合，接着将其调节至pH为2-7、优选3.0-5.5、更优选3.5-4.5。将蛋白质浆液进一步加热至20℃-150℃、优选50℃-150℃、更优选80℃-150℃(步骤6)。
在另一个实施例中，在水力旋流器洗涤过程，将在步骤5中处理的蛋白质浆液在一个或多个水力旋流器中用水处理(步骤7)，其中在逆流中将蛋白质浆液中的水用新鲜水替换。该水力旋流过程技术本身是本领域技术人员熟知的，但在这个背景下(即用于洗涤蛋白质)不是熟知的。替代性水力旋流过程令人惊讶地证明比其他替代方案有效得多，例如因为其需消耗更少的水。此外，其具有低投资成本、使用(即洗涤过程)简单且灵活，并且因此如其是同轴洗涤程序一样，耗水量可以容易地调节。因此，可以容易且快速地调节洗涤效率。除了这些优点之外，水力旋流过程是在马铃薯淀粉的生产中通常使用的生产方法(尽管出于另外的目的)，因此已经可用。已经证明产量很高，这意味着当使用水力旋流器时，材料的浪费(即洗涤步骤中蛋白质的损失)令人惊讶地很低。
本发明的过程中涉及的凝结的马铃薯蛋白质的洗涤和纯化步骤不限于上文所披露的方法，因为用于减少TGA水平的技术的变化是实质性的。如上所述，根据本发明的方法，通过用处于酸性pH 2-7(优选3.0-5.5、甚至更优选3.5-4.5)的水洗涤凝结的蛋白絮凝物来纯化热凝结的蛋白质，并将浆液进一步加热至20℃-150℃、优选50℃-150℃、甚至更优选80℃-150℃。此外，获得所希望的TGA含量和味道的总耗水量为1kg/kg-60kg/kg DM浓缩蛋白、优选1kg/kg-40kg/kg DM浓缩蛋白、更优选1kg/kg-30kg/kg DM浓缩蛋白、甚至更优选1kg/kg-20DM kg/kg浓缩蛋白。在洗涤步骤之后，该热凝结的马铃薯浓缩蛋白具有低于150mg/kgDM、优选是低于100mg/kg DM、更优选低于50mg/kg DM的TGA水平。
将根据上文披露的实施例获得的并且具有令人满意的低TGA水平的纯化的热凝结的马铃薯浓缩蛋白进一步通过物理手段处理，以便通过以下方式根据替代方案a)或替代方案b)提高感官特性。
根据在图1中显示的替代方案a)，将具有减少的TGA含量的纯化的热凝结的马铃薯蛋白质再次与新鲜水混合至5％-25％、优选10％-20％、更优选12％-15％的浓度(步骤8)。将蛋白质在匀浆器中进一步处理，以便减少凝结的马铃薯蛋白絮凝物的颗粒大小(步骤9)。颗粒大小减少取决于在匀浆器中使用的压力。可以将压力维持在50-2000巴、优选100-1500巴、更优选200-1000巴。使用的匀浆器的类型可以是任何常规的一个，但是在一个实施例中是两步匀浆器，因为这是特别有效率的。均质化技术是本领域普通技术人员熟知的。作为均质化步骤的替代方案，可以使用湿碾磨方法以减少蛋白质颗粒的颗粒大小。在这样的均质化或湿碾磨之后，将蛋白质浆液进一步干燥(步骤10)，使具有1％-20％DM、优选5％-15％DM、更优选8％-12％DM)的含水量。使用的干燥器的类型是任何常规的一个，但是优选的是用喷雾干燥器进行喷雾干燥。在均质化或湿碾磨步骤和随后的蛋白质浆液的干燥之后，热凝结的马铃薯浓缩蛋白的颗粒大小被大大减少至所希望的水平。
根据替代方案b)(在图1中其也作为替代方案示出)，如上文所披露的获得的并且具有令人满意的低TGA水平的纯化的热凝结的马铃薯浓缩蛋白可以替代性地进一步干燥而不用任何均质化或湿碾磨。如果使用滗析器或真空过滤器用于蛋白质的洗涤过程，蛋白质可以直接干燥。在根据步骤(7)在水力旋流器中洗涤蛋白质的情况下，在干燥之前，首先将蛋白质浆液在滗析器或真空过滤器中通过使蛋白质浆液脱水进行浓缩(步骤11)。然后，在任何类型的常规使用的干燥器(例如闪蒸干燥器、旋转闪蒸干燥器、滚筒干燥器、喷雾干燥器等)中。将蛋白质进一步干燥(步骤12)至1％-20％、优选5％-15％、更优选8％-12％的含水量。将干燥的热凝结的蛋白质进一步碾磨、分类和/或过筛(步骤13)。在进行了碾磨、分类和/或过筛之后，热凝结的马铃薯蛋白质的颗粒大小被大大减少至所希望的水平。
可以将已经根据上文的步骤a)或b)处理过的热凝结的马铃薯蛋白的颗粒大小用具有干粉进料器的Malvern颗粒分析器模型Mastersizer S进行测量。根据本发明的方法，已经获得低于55μm、优选低于45μm、更优选低于35μm的D90值。如上文所定义的，D90值意指90％的体积大小分布具有低于某一值的颗粒直径。
处于热凝结的马铃薯浓缩蛋白形式的产品也可以通过使用沉降分析来表征。颗粒的沉降取决于颗粒大小和周围的介质。通过将少量的蛋白质粉末混合进水中并且使颗粒沉降某一段时间，所得的球粒将与实际颗粒大小分布产生良好的相关性。颗粒应该尽可能小，但是由于实际问题，限制较低的颗粒大小以便维持成本效益。将1g马铃薯蛋白质在1000ml水中30分钟沉降之后的球粒体积称为样品的沉降体积指数(SVI)。在蛋白质精炼之后，SVI应该小于4.5ml、优选小于2.4ml、更优选小于0.8ml。
获得的用根据本发明的方法生产的热凝结的马铃薯蛋白质已经证明具有独特的特性。更确切地说，由于减少的颗粒大小与纯化的水平(即减少的TGA)相结合，生产的蛋白质产物在感官上是令人满意的并且具有中性口味。此外，由于本发明的方法，完全消除了现有技术中通常提供的热凝结的蛋白质的砂砾口感。获得的浓缩蛋白还可以作为半溶解蛋白质，当将其与水混合时不发生沉淀，像热凝结的蛋白质。可以通过将蛋白质与水混合并测量沉降速率来显示这种独特的特性。
如上所述，根据本发明的产品也可以用于食品工业中的全新的应用，更确切地说作为用于人类用途的食品中的营养添加剂或成分，例如(但不限于此)乳制品(例如法式鲜奶油、酸奶、基于牛奶的饮料和饮用酸奶)；烘焙产品(例如软面包、薄脆面包、饼干等)；肉类产品(像肉丸和与可比较的混合的肉类应用相关的产品)；不同种类的香肠；早餐谷物；以及食品棒。本发明的凝结的马铃薯蛋白质产物也可以用作丰富不同种类的基于蛋白质的即食膳食的成分。
还应该注意，所讨论的糖苷生物碱(TGA)的总量是关于待出售的浓缩蛋白给出的。在将所述浓缩物与食品混合之后，由于稀释作用在最终食物产品中的TGA变得更低。
获得的用根据本发明的方法生产的热凝结的马铃薯蛋白质是具有白色至褐色的自由流动的粉末。气味和味道是乏味的至轻微的马铃薯味。如上所述，本发明的马铃薯蛋白质可以用作多种类型的食物产品中(例如在乳制品中)的营养成分，并且在生产的早期步骤中混合入其中，即通常在发酵和/或UHT处理之前。其也可以用作烘焙产品(例如软面包、薄脆面包、饼干等)中的营养成分，并且在发酵和烘焙之前混合入面团中。其也可以用作肉类产品(例如肉丸)中、以及与可比较的混合的肉类应用相关的产品中、以及不同种类的香肠中的营养成分，并且在烹饪前在这些种类的应用中混合入肉和脂肪配制品中。其也可以用作早餐谷物中的营养成分以便增加蛋白质含量，并且在这种类型的应用中，可以将该产品在烹饪、烘焙和挤出之前(即在制备用于消费者市场的不同种类的早餐谷类产品中使用的早餐谷物成分的过程中)混合入谷类产品中。其也可以用作食品棒中的营养成分，并且在这种情况下，在该棒的烹饪和烘焙之前将其与其他成分混合。随附的蛋白质产物也可以用作丰富不同种类的基于蛋白质含量的即食膳食的营养成分。本发明的马铃薯蛋白质也可以被认为是用于上文提及的食品应用中的功能性成分。
虽然已经参照许多实施例披露了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且能以多种等价物替代其要素。此外，在不背离其本质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料以适应本发明的教导。因此，意图是本发明不限于作为实施本发明考虑的最佳模式所披露的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求书的范围内的所有实施例。
实例
在下面实例中，披露了用于生产食品级凝结马铃薯浓缩蛋白的不同方法。
实例1
将从常规淀粉制造过程中收集的10 000g的马铃薯果汁在3000 x G下离心3分钟以去除残留淀粉和纤维颗粒。将pH值调节至3.5。将该果汁在蒸汽加压锅中用蒸气进一步加热至130℃持续3分钟。将获得的蛋白质浆液冷却至40℃。将该蛋白质浆液进一步在3000 xG下离心3分钟，丢弃上清液并将得到的球粒与6 000g的新鲜水混合。然后在3000 x G下离心3分钟之前，将蛋白质浆液混合10分钟。再次丢弃上清液并在10分钟期间将球粒与6000g新鲜水混合。将该蛋白质浆液在3000 x G下离心3分钟，然后丢弃上清液。然后将球粒用新鲜水稀释至基于干物质(DM)的10％-15％的含量，以达到适合于在匀浆器中均质化的粘度。将该浆液在800巴下均质化，然后用160℃作为入口温度喷雾干燥。干的浓缩蛋白粉末的TGA低于150mg/kg。将干的蛋白质粉末的颗粒大小用Malvern Mastersizer S分析，并且其显示90％的颗粒具有小于45μm的直径。
实例2
将来自常规淀粉制造过程的马铃薯果汁泵送穿过旋风槽以除去残留的纤维和淀粉颗粒，然后将pH进行调节至5.3。将该果汁在蒸汽加压锅中用蒸气进一步加热至130℃持续3分钟，然后将其在滗析器中脱水。将脱水后获得的蛋白质饼与新鲜水混合为具有基于干物质(DM)的13％的蛋白质含量的浆液，并将pH值用酸调节至3.5。将该浆液加热至50℃，其后将蛋白质经水力旋流器用新鲜水洗涤。使用等量的蛋白质浆液和新鲜水用于水力旋流器洗涤。将来自水力旋流器的浓缩物用新鲜水稀释至3％的浓度，并且在滗析器中脱水至基于干物质(DM)的40％的含量。将蛋白质饼在旋转闪蒸干燥器中进一步干燥至含水量小于10％。然后将干的粉末在常规分级磨粉机上碾磨以便达到所希望的颗粒大小。干的粉末的TGA小于100mg/kg。将干的蛋白质粉末的颗粒大小用Malvern Mastersizer S分析，并且其显示90％的颗粒具有小于30μm的直径。
实例3
将来自常规淀粉制造过程的马铃薯果汁泵送穿过旋风槽以除去残留的纤维和淀粉颗粒，然后将pH进行调节至5.3。将该果汁在蒸汽加压锅中用蒸气进一步加热至130℃持续3分钟，然后将其在滗析器中脱水。将脱水后获得的蛋白质饼与新鲜水混合为具有基于干物质的13％的蛋白质含量的浆液，并将pH值用酸调节至3.5。将该浆液加热至50℃，其后将浓缩蛋白经水力旋流器用新鲜水洗涤。使用等量的蛋白质浆液和新鲜水用于水力旋流器洗涤。在进行第二次水力旋流器洗涤之前，将来自水力旋流器的浓缩物用新鲜水稀释至基于干物质的13％的含量。然后将第二次洗涤后获得的浓缩物在旋转的真空滚筒上脱水至基于干物质的35％的含量。将蛋白质饼在闪蒸干燥器中进一步干燥至含水量小于10％。然后将干的粉末在分级磨粉机上碾磨以达到所希望的颗粒大小。干的粉末的TGA小于150mg/kg。将干的蛋白质粉末的颗粒大小用Malvern Mastersizer S分析，并且其显示90％的颗粒具有小于40μm的直径。
实例4
将来自常规淀粉制造过程的马铃薯果汁泵送穿过旋风槽以除去残留的纤维和淀粉颗粒，然后将pH进行调节至5.3。将该果汁在蒸汽加压锅中用蒸气进一步加热至130℃持续3分钟，然后将其在滗析器中脱水。将获得的蛋白质饼在旋转闪蒸干燥器中进一步干燥至含水量小于10％。将干的粉末与新鲜水混合以达到基于干物质的13％的蛋白质含量，并且将pH值用酸调节至3.5。将该浆液加热至50℃，其后将蛋白质经水力旋流器用新鲜水洗涤。使用等量的蛋白质浆液和新鲜水用于水力旋流器洗涤。将从水力旋流器洗涤获得的浓缩蛋白用新鲜水稀释至3％的浓度，并且将其在滗析器上脱水至基于干物质的40％的蛋白质含量。将获得的蛋白质饼在旋转闪蒸干燥器中进一步干燥至含水量小于10％。然后将干的粉末在分级磨粉机上碾磨以达到所希望的颗粒大小。干的粉末的TGA小于150mg/kg。将干的蛋白质粉末的颗粒大小用Malvern Mastersizer S分析，并且其显示90％的颗粒具有小于40μm的直径。
实例5
为了建立沉降体积指数(SVI)和颗粒大小之间的相关性，测量了具有不同颗粒大小的三种不同的样品(样品1-3)。通过使用Malvern Mastersizer S测量颗粒大小，并且使1g马铃薯蛋白质在1000ml水中经受沉降步骤持续30分钟来测量SVI。在30分钟沉降之后，以ml记录的沉积物球粒被称为SVI值。如从下表看到的，在用LALLS测量的D90值和在30min后的沉降体积指数(SVI)之间存在明显的相关性。
| 颗粒大小D90(pm) | SVI(ml) | |
| 样品1 | 30 | 0,5 |
| 样品2 | 40 | 1,0 |
| 样品3 | 45 | 2,4 |
实例6
为了研究根据实例2获得的精炼的凝结的马铃薯浓缩蛋白的感官特性，与仅洗涤的凝结的马铃薯浓缩蛋白相比，评估了具有10％的添加的马铃薯蛋白质的肉丸。10人的评判小组研究了这些样品，与含有粗糙的马铃薯蛋白质的那些相比，含有具有减少的颗粒大小的凝结的马铃薯浓缩蛋白的样品明显受人喜爱。对于含有具有减小的颗粒大小的马铃薯蛋白质的肉丸，完全消除了含有粗糙的马铃薯蛋白质的肉丸的砂砾口感。
Claims (14)
1.一种用于制备食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白的方法，其中该方法包括以下步骤
a)从马铃薯果浆中分离纤维和淀粉，其中获得含有马铃薯蛋白质的马铃薯果汁，
b)通过调节pH至酸性值并通过加热凝结在该马铃薯果汁中的马铃薯蛋白质，其中获得含有凝结的马铃薯蛋白质颗粒的凝结的马铃薯蛋白质浆液，
c)将在该凝结的马铃薯蛋白质浆液中的总糖苷生物碱含量降低至小于150mg/kg浓缩蛋白，并且
d)通过物理手段有效地减少该马铃薯蛋白质颗粒的颗粒大小，以这样的方式获得凝结的马铃薯浓缩蛋白，其中90％的所述颗粒具有小于55μm的颗粒大小。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该总糖苷生物碱含量在洗涤步骤中被减少，该洗涤步骤包括使该凝结的马铃薯蛋白质浆液脱水以及随后添加水，其中将所述洗涤步骤进行一次或多次，每次接着是将该蛋白质浆液的pH调节至2-7、优选3.0-5.5、更优选3.5-4.5，并且将该蛋白质浆液加热至20℃-150℃、优选50℃-150℃、更优选80℃-150℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中该洗涤步骤通过使用一个或多个水力旋流器进行。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该马铃薯蛋白质颗粒的颗粒大小通过以下两者中的任一者减小
a)在匀浆器中通过湿碾磨使该凝结的马铃薯蛋白质浆液均质化，接着是干燥、优选喷雾干燥，或者
b)将该凝结的马铃薯蛋白质浆液干燥，其中获得干燥的凝结的马铃薯浓缩蛋白，随后将所述干燥的凝结的马铃薯浓缩蛋白碾磨、分级和/或过筛。
5.根据权利要求4所述的方法，其中该均质化在50-2000巴、优选100-1500巴、并且更优选200-1000巴的压力下在一个或两个步骤中进行。
6.根据权利要求4所述的方法，其中该干燥通过闪蒸干燥、旋转闪蒸干燥、喷雾干燥、滚筒干燥或流化床干燥进行。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将该凝结的马铃薯浓缩蛋白中的总糖苷生物碱含量减少至小于100mg/kg浓缩蛋白、优选减少至小于50mg/kg浓缩蛋白。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述至少一个洗涤步骤中的耗水量是1-60kg/kg DM浓缩蛋白、优选1-40kg/kg DM浓缩蛋白、更优选1-30kg/kg DM浓缩蛋白、并且甚至更优选1-20kg/kg DM浓缩蛋白。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述凝结的马铃薯浓缩蛋白中的90％的颗粒具有小于45μm、优选地小于35μm的颗粒直径。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该洗涤步骤通过使该凝结的马铃薯浓缩蛋白脱水至20％-60％的干物质(DM)来进行，并且然后将该凝结的马铃薯浓缩蛋白与水混合至1％-30％w/w、优选5％-20％w/w、更优选10％-15％w/w的浓度，随后将该凝结的马铃薯浓缩蛋白加热至20℃-150℃、优选50℃-150℃、更优选80℃-150℃。
11.根据权利要求1-10所生产的食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白，该食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白具有小于150mg/kg浓缩蛋白的总糖苷生物碱含量并且含有其中90％具有小于55μm的颗粒直径的颗粒。
12.根据权利要求11所述的浓缩蛋白，其中该蛋白质含量超过60％w/w、优选超过75％w/w、更优选超过85％w/w。
13.根据权利要求11和12所述的食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白作为食物产品中的食品级成分的用途，优选地作为丰富不同种类的基于蛋白质的即食膳食的成分的用途，其中将该食品级凝结的马铃薯浓缩蛋白作为浓缩物添加至食物产品中并与其混合。
14.用于人类用途的食物产品，该食物产品包含根据权利要求11和12所述的食品级凝结的马铃薯蛋白质产物，其中所述食物产品是乳制品，例如法式鲜奶油、酸奶、基于牛奶的饮料和饮用酸奶；烘焙产品，例如软面包、薄脆面包、饼干等；肉类产品，像肉丸和与可比较的混合的肉类应用相关的产品；不同种类的香肠；早餐谷物；以及食品棒。
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