CN108882725A - 用于人类食品的凝固蛋白质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及非角质的凝固的根或块茎蛋白产品。这些产品的特征在于小粒径、低密度和几乎无着色，这使得它们适用于人类食品应用。本发明还涉及获得非角质的根或块茎凝固蛋白的方法，以及这些产品在人类食品应用中的用途。

Description

用于人类食品的凝固蛋白质
本发明涉及适用于人类食品应用的凝固的根或块茎蛋白产品，获得这些产品的方法，以及其在人类食品中的应用。
凝固蛋白质产品是已知的，并且包括例如通过酸或热凝固获得的蛋白质产物。蛋白质的凝固导致蛋白质变性，使得变性的蛋白质不可溶，并凝固形成固体物质，其可以通过例如倾析、过滤或离心分离。
已知的凝固蛋白质产品的缺点是它们不适合人类食品应用。尽管根或块茎蛋白产品的氨基酸组成通常是有利的，但已知的凝固蛋白产品为坚硬和固态的(又被称为“角质”)，并且具有d10为29μm，d50为102μm和d90为512μm(干燥粒径)的典型大颗粒尺寸，这使得它们的感官特性如味道和口感不适合人类食品应用。一旦凝固蛋白质形成角质，该过程就无法逆转。此外，已知产品通常着色到不能用于人类食品的程度。
在本发明中，我们首次公开了获得非角质的凝固蛋白质产品的方法。由于可以避免凝固蛋白质颗粒坚硬且固态的特征，该产品可应用于人类食品应用中，可获得有利的营养特性。
附图说明
图1：根据本发明的食品级凝固蛋白质产品(图1a)和常规凝固蛋白质产品(图1b)的显微镜分析。两张照片中的比例尺均为0.5mm。
图2：洗涤水的颜色(从左到右)：初始洗涤、酸洗、水洗至导电率为1mS/cm。
图3：滤液中的pH，电导率和总配糖生物碱含量。
图4：洗涤对干燥的马铃薯蛋白质粒度分布的影响，蓝线＝样品2，红线＝样品5，绿线＝样品4。
图5：在实施例3中制备的样品在1、2、4、6、8和10分钟后形成的沉积层，箭头指示沉积层。
图6：干法(Sympatec)和湿法(Malvern)粒度分析技术之间的粒度比。
发明详述
本发明公开了凝固的根或块茎蛋白质产品，其是非角质的并且可用于人类食品应用。相对于已知凝固的根或块茎蛋白质产品，非角质的凝固蛋白质产品的特征在于小粒径，低着色，低密度，低异味和低水平的残糖。
已发现通过对凝固蛋白质产物进行大量洗涤，可以获得非角质的蛋白质产品。令人惊讶的是，发现角质物质的形成是因为存在一系列的粘性成分，其即使在洗涤后也会粘附在蛋白质上。干燥后，蛋白质由于这些粘性成分的存在而凝固，形成角质物质。根据本发明，通过大量的洗涤，甚至去除了粘性成分，并且可以获得非角质蛋白质物质。非角质物质具有上述优点，这使其适用于人类食品应用。
与天然蛋白质产品相比，凝固蛋白质产品已失去所有的酶功能，并且可在大规模装置中大量生产。凝固蛋白质产品不溶于水，而天然蛋白质产品通常具有高溶解度。因此，凝固蛋白质产品和天然蛋白质产品具有不同的应用领域，并且在某一应用中使用的凝固蛋白质产品不能替代为天然产品，反之亦然。因此，应将本发明的凝固蛋白质产品与已知凝固蛋白质产品进行比较，而不是与天然蛋白质产品进行比较。
本发明公开了凝固的根或块茎蛋白质。在这种情况下，根或块茎涉及：马铃薯物种(Solanum tuberosum或爱尔兰马铃薯，在世界各地的温带地区种植的季节性作物)；甘薯(Ipomoea batatas，一种生长在热带和亚热带地区的季节性作物，主要用作人类食物)；木薯(包括Manihot esculenta，syn.M.utilissima，又被称为树薯，树葛或鱼叉，还包括M.palmata，syn.M.dulcis，又被称为yuca dulce，是在热带和亚热带地区种植的半永久性作物)；山药(薯蓣属(Dioscorea spp)，在整个热带地区作为淀粉类主食而广泛种植)；黄体芋(一组包括几种主要生长在加勒比地区的植物，一些植物具有可食用的块茎，其他植物具有可食用的梗，包括黄体芋属(Xanthosoma spp)，又称为暗绿叶黄体芋(malanga)，新芋艿(new cocoyam)，箭叶黄体芋(ocumo)，还包括箭叶黄体芋(X.sagittifolium))；芋头(Colocasia esculenta，一组为其可食用淀粉球茎或地下茎而种植的天南星科植物，作为食物在整个热带地区种植，又被称为芋(dasheen)，小芋头(eddoe)，大芋头(taro)或老芋艿(old cocoyam))；秘鲁胡萝卜(Arracacoa xanthorrhiza)；竹芋(ranta arundinacea)；油莎豆(Cyperus esculentus)；西谷椰子属(Metroxylon spp.)；块茎酢浆草和乌卢库薯(Oxalis tuberosa和Ullucus tuberosus)；豆薯和凉薯(Pachyrxhizus erosus和P.angulatus)；块茎金莲花(Tropaeolum tuberosum)；菊芋(洋姜，Helianthustuberosus)。
优选地，根或块茎是马铃薯、甘薯、木薯或山药，并且更优选地，根或块茎是马铃薯(Solanum tuberosum)。
凝固的根或块茎蛋白质涉及可从根或块茎获得的任何蛋白质部分。也就是说，凝固的根或块茎蛋白质可以涉及凝固蛋白质产物，其包含存在于特定根或块茎中的基本上所有的蛋白质，但也可以涉及存在于该特定根或块茎中的蛋白质的一部分，例如可以存在于根或块茎汁的废液中，其中一些蛋白质已经在主流程中被除去。优选地，凝固蛋白质产品是包含从淀粉分离得到的废液中存在的基本上所有蛋白质的产品。
凝固蛋白质产品的特征在于d-10小于30μm，优选小于28μm，更优选小于24μm，更优选小于20μm。其特征还在于以干燥产品测定时，d-50小于75μm，优选小于65μm，甚至更优选小于55μm，并且d-90小于250μm，优选小于200μm，更优选小于150μm。
d-10，d-50和d-90是表达粒度分布的常用参数。d-50是体积中值粒径，表示以μm为单位将分布分成两个相等部分的直径，其中一半体积的颗粒直径高于中值直径，并且其中一半体积的颗粒直径低于中值直径。它也可以被称为Dv50。
类似地，d-10表示以μm为单位将粒度分布分成两个(体积)部分的直径，其中10％体积的颗粒直径低于d-10，并且其中90％体积的颗粒直径高于d-10。
d-90以类似的方式定义，表示将粒度分布分成两个(体积)部分的直径，其中90％体积的颗粒的直径低于d-90，并且其中10％体积的颗粒直径高于d-90。
(干燥)粒度可以使用配备有RODOS干式分散器和振动进料器的Sympatec HELOS通过激光衍射来确定。RODOS分散管的内径为4mm。使用“fraunhofer”公式通过集成软件计算粒度。本文报道的颗粒尺寸均指干燥颗粒尺寸。
可选择地，粒度可通过“湿”法测定。在这种情况下，通过使用1.3作为转换因子来除以湿颗粒尺寸，可以将“湿”颗粒尺寸转化为“干”颗粒尺寸(图6)。
该产品的特征还在于配糖生物碱含量低于200mg/kg，优选低于150mg/kg，更优选低于100mg/kg，甚至更优选低于50mg/kg。配糖生物碱水平影响马铃薯蛋白质产品的味道。据报道，苦味的马铃薯品种含有超过140mg/kg鲜重的配糖生物碱含量，而高于220mg/kg的水平有明显的口腔和喉咙灼烧感。此外，已知配糖生物碱是有毒的，并且它们在食用马铃薯中的存在受法律限制。因此，配糖生物碱水平优选较低。配糖生物碱含量可以通过Alt及其同事的方法(V.Alt,R.Steinhof,M.Lotz,R Ulber,C.Kasper,and T Scheper–Optimization of Glycoalkaloid Analysis for Use in Industrial Potato FruitJuice Downstreaming-Eng.Life Sci.2005,5,No.6)测定。
蛋白质产品的特征还在于具有475克/升或更低的低体积密度，例如低于400克/升，优选低于350克/升，更优选低于300克/升。
蛋白质产品的特征还在于低着色。在该上下文中，低着色表示为反射色度，其可以通过如下所述的Hunterlab Colorflex EZ分光光度计测定。本发明的蛋白质粉的特征在于反射色度大于0.50，优选大于0.56，更优选大于0.58，甚至更优选大于0.60，最优选大于0.62。
优选地，蛋白质产品未经过通过物理方法有意减小粒度的步骤，例如均化器、湿磨机或干磨机、或者具有研磨功能的干燥器。
蛋白质产品可适当地通过包括以下的方法获得：
a)对根或块茎汁进行凝固步骤以获得凝固的蛋白质；
b)收集凝固的蛋白质；
c)用电导率低于1mS/cm的洗涤水洗涤凝固的蛋白质，得到已使用的洗涤水和经洗涤的凝固蛋白质；以及
d)干燥经洗涤的凝固蛋白质，
其中继续洗涤直至已使用的洗涤水的电导率小于2mS/cm。
已经发现，大量洗涤除去了许多粘性成分，这些粘性成分已被发现是干燥后形成角质蛋白物质的原因。这些粘性成分包括糖、钾和各种有机酸和氨基酸，特别是糖。此处，糖被定义为葡萄糖、果糖和蔗糖的总量。马铃薯含有平均7.5毫克/克马铃薯的糖。粘性成分的总量可高达35-40mg/g马铃薯。已经发现粘性成分易于“粘附”到凝固蛋白物质，使得常规洗涤不能充分地除去它们，并且形成角质物质。
因此，必须在干燥之前彻底洗涤凝固后的块根或块茎蛋白。当洗涤凝固蛋白物质直到洗涤水达到特定电导率时，这表明粘性成分被充分除去，使得凝固蛋白物质不再形成大的角质团块，仍然是具有小粒径，低着色(高反射色度)和低密度以及如上定义的其他优点的粉末。当凝固蛋白物质不再形成角质物质时，已使用的洗涤水的比电导率为2mS/cm，优选1.5mS/cm，甚至更优选1mS/cm。
洗涤至这些水平可确保将粘性成分(重要的是糖)除去至足够的程度，以避免形成角质物质。因此，可以继续洗涤，直到洗涤水含有的糖低于0.54mg/g，优选低于0.4mg/g，更优选低于0.3mg/g，更优选低于0.2mg/g。此处，糖被定义为葡萄糖、果糖和蔗糖的总量。此时得到凝固蛋白质产品，其包含的糖小于0.40g/kg干重，优选小于0.35g/kg干重。发现这些少量的糖使得可以获得非角质的凝固蛋白质产品。
该获得非角质的凝固蛋白物质的方法开始于将根或块茎汁经过凝固步骤以获得凝固蛋白质。根或块茎汁优选具有0.1-5重量％，更优选为1-2重量％的蛋白质含量，但可以在凝固之前浓缩，例如蛋白质含量为3-20重量％，优选为5-15重量％。可以以任何已知的方式来实现浓缩，例如通过超滤、渗滤或冷冻浓缩。
凝固蛋白质可以通过优选在水中加热或酸凝固，或者通过使蛋白质经受足够量的凝固有机溶剂或沉淀助剂来获得，如本领域中已知的。这些技术或其组合产生包含凝固蛋白质的悬浮液。
加热凝固可以通过使蛋白质优选在水性环境中加热一段足够长的时间使蛋白质凝固来实现。这可以通过使蛋白质经受至少70℃，优选至少80℃，更优选至少90℃或甚至100℃或甚至更高的温度，持续数分钟的时间来实现，优选为至少30分钟，更优选为至少1小时，甚至更优选为至少2小时，例如30分钟至5小时，或者1至4小时。温度越高，凝固所需的时间越短。在一个优选的实施方案中，在100至110℃的温度下进行1至60秒来实现凝固，例如在pH 4.5至6下。
酸凝固可以通过使蛋白质优选在水性环境中经受强酸(如盐酸、硫酸)或弱的有机酸(如磷酸、柠檬酸或乳酸)来实现。凝固混合物中的pH优选为0至6，优选为2至6。在一些实施方案中，蛋白质通过酸凝固和热凝固的组合而凝固。
凝固还可以通过使蛋白质经受足够量的凝固有机溶剂来实现。这样的溶剂在本领域中是已知的。合适的凝固有机溶剂为，例如，乙醇和丙醇。优选地，这通过将凝固有机溶剂添加到包含蛋白质的水性环境中来实现。足量的凝固溶剂在水中可以是至少为15体积％，优选在水中至少为20体积％，更优选在水中至少为40体积％。
凝固还可以通过使蛋白质经受足够量的凝固剂来实现。合适的凝固剂为，例如金属盐(例如FeCl3,ZnCl2或MnCl2)。使用金属盐的合适浓度是1至80mM，优选为10至50mM。可选择地，可以通过羧甲基纤维素(CMC)络合来实现凝固(CMC/蛋白质重量比为0.05-0.2，优选为0.08-1.4)。优选地，这通过将凝固剂添加到包含蛋白质的水性环境中来实现。
凝固步骤后，收集凝固的蛋白质。这可以通过已知方法实现，例如过滤，离心或沉降。
过滤可以通过使凝固蛋白质通过5-100μm，优选为10-30μm的过滤器或膜来实现。
离心借助于离心机、倾析器或水力旋流器可以通过使包含凝固蛋白质的悬浮液受到离心力，例如50至4000g来实现。
沉淀可以通过使凝固的蛋白质沉降，并通过倾析(例如在沉降器或容器中)除去水来实现。
收集凝固的蛋白质后，必须洗涤蛋白质。用导电率低于1mS/cm，优选低于0.75mS/cm，更优选低于0.5mS/cm的洗涤水洗涤凝固的蛋白质，以获得已使用的洗涤水和经洗涤的凝固蛋白质。使用之前和之后，洗涤水的电导率可通过校准的电导率仪测定。如上所述，继续洗涤直至已使用的洗涤水具有2mS/cm，优选为1.5mS/cm，甚至更优选为1mS/cm的电导率。洗涤可以通过将收集的凝固蛋白质重悬在所定义的洗涤水中，并将重悬的产物在过滤器上冲洗来实现。如果需要，可以重复该过程，或者可以在过滤器上冲洗额外的洗涤水，直至已使用的洗涤水满足其他地方描述的要求。
可选择地，继续洗涤直至洗涤水的糖含量小于0.54mg/g，如上所定义。如上所述，这使得洗涤的蛋白物质没有角质。
随后干燥经洗涤的凝固蛋白质。干燥可以以任何已知的方式来实现，例如通过空气干燥或冷冻干燥。干燥产生凝固的蛋白质粉末，其含水量为0-10重量％，优选为1-7重量％，通常为为5-7重量％。
如通过凯氏定氮法所分析，干燥的蛋白质粉末的蛋白质含量按干物质计通常为至少85重量％，优选为至少87重量％。
空气干燥可以通过使空气通过经洗涤的蛋白质直到经洗涤的蛋白质成为干粉来实现。这通常需要数小时到数天，这取决于待干燥的量和空气的温度。优选地，蛋白质粉末以某种方式混合或循环，以便实现空气和蛋白质粉末之间的最佳接触，如粉末干燥领域中已知的。空气干燥可以通过在升高的温度下使用空气来加速干燥，例如至少为50℃，优选为至少80℃，更优选为至少100℃，甚至更优选为至少150℃，或甚至至少为200℃或250℃。这些条件可适当地在真空带式过滤器、喷雾干燥器、闪蒸干燥器、环形干燥器、涡轮转子干燥器、旋流式流化器、超闪旋转干燥器、flugschicht干燥器、喷射床干燥器、流化床干燥器或任何其他类型的干燥器中，使湿颗粒和热空气之间建立密集接触来实现。
干燥还可以通过冷冻干燥来实现，冷冻干燥可以通过使湿的经洗涤的凝固蛋白质经受零下温度和真空以通过升华除去残余水来实现。同样在这种情况下，蛋白质粉末优选在干燥过程中混合，以优化真空和蛋白质粉末之间的接触。冷冻干燥期间的温度优选在-40℃至-90℃之间，更优选在-50℃至-80℃之间，至少直至冷冻冰消失。压力优选为1至200mbar，优选为5至100mbar。在冰消失后，可以升高温度以从凝固的蛋白物质中除去残留的水。
干燥后，获得的凝固的根或块茎蛋白物质为干粉。该粉末不含游离氨基酸、糖、磷脂和马铃薯中天然存在的其他化合物，其蛋白质含量至少为85重量％，并且不是天然的。
任选地，该方法还包括将凝固蛋白质中和至pH 6.5至7的步骤。该中和步骤可以在蛋白质凝固后的任何时间点，例如在蛋白质收集期间、之前或之后，或在洗涤蛋白质期间、之前或之后。优选地，在洗涤后进行中和，例如通过使用pH 6.5-7.5的水中和蛋白质产物的额外步骤。洗涤水的pH可以使用常规盐或缓冲剂适当调节，例如磷酸盐、柠檬酸盐或碳酸盐缓冲剂。pH可以通过使用在20℃的温度下校准的pH计来确定。
进一步优选地，中和通过在干燥之前向蛋白质中加入固体碱盐(例如碳酸盐或碳酸氢盐)来实现。由于添加了非蛋白物质，中和了的蛋白质产品的蛋白质含量通常比以上定义的低2％。
任选地，对凝固的根或块茎蛋白物质进行配糖生物碱提取程序，其中蛋白凝固物在低pH(1-3.5)下用有机酸或无机酸提取1至30分钟，之后通过上述任何方法收集所提取的蛋白质。配糖生物碱提取程序可以在蛋白质凝固后的任何时间进行，但是配糖生物碱提取程序优选在洗涤步骤之前进行。
当应用本方法时，可以获得具有如上定义的小粒径的凝固蛋白质产品，而不需要通过物理方法，例如通过研磨、磨碎或均质化来减小粒度。
进一步任选地，随后将凝固的经洗涤且干燥的蛋白质产品分级成至少第一级分和第二级分，即，进行至少一个步骤以将粗颗粒与细颗粒分离。这可以通过筛分、旋风、风选或任何其他已知方式来实现。这获得至少两种凝固蛋白质粉末级分，例如至少细粒级分和粗粒级分。
筛分可以通过将干燥凝固的蛋白质粉末放置在63μm(230目)的筛上来实现，以分离得到包含所有小于63μm的颗粒的第一细粒级分，以及包括所有大于63μm的颗粒的第二粗粒级分。筛分也可以在旋风分离器(风筛)中或以任何其他方式来实现，以便获得特定粒度的凝固蛋白质颗粒。
分级蛋白质产品可以是细级分的形式，其特征在于d-10至多为12μm，优选至多为8μm，d-50至多为27μm，优选至多为23μm，并且d-90至多为46μm，优选至多为38μm，甚至更优选至多为35μm。
分级蛋白质产品也可以是粗级分的形式，其特征在于具有的粒度d-10为15-38μm，优选为15-30μm，d-50为42-69μm，优选为42-61μm，以及d-90为150-250μm，优选为170-210μm。凝固蛋白质产品的密度仅少量地受到分级的影响，并且是可比较的。通过湿法测定分级产品的粒度。
通过本发明获得的凝固蛋白质产品适用于人类食品应用。细粒度导致良好的口感，并且相对低的着色导致食品只有很少着色。此外，凝固蛋白质产品的味道几乎不可察觉，因此营养的氨基酸组合物可以有利地添加到任何可能受益于蛋白质富集的食品中。
在一个实施方案中，食品是营养饮料。优选地，凝固蛋白质粉末悬浮在饮料中。进一步优选地，凝固蛋白质产品是如上定义的凝固蛋白质产品的细颗粒部分，以便在稳定剂的帮助下产生稳定的悬浮液。
在另一个实施方案中，食品是粉末饮品或粉末汤。此外，食品可以是蛋白质、格兰诺拉燕麦卷或其他健康棒、早餐谷物、点心例如挤压、烘焙、油炸或爆裂的零食，烘焙食品或烘焙混合物例如无麸质面包或比萨饼，面食产品如面条或意大利面条，肉类产品如熟肉制品、灌火腿或香肠，或者植物基人造肉或组织化植物蛋白。
为了清楚且简明地描述，在此将特征描述为相同或单独实施方案的一部分，然而，应当理解，本发明的范围可以包括具有所描述的全部或部分特征的组合的实施方案。
现在通过以下非限制性实施例来说明本发明。
实施例
实施例1
将马铃薯汁在104℃的温度下进行热凝固，得到12.9克固体蛋白颗粒/kg悬浮液。通过两相倾析器在4000g下将蛋白质颗粒与汁液分离。所得到的凝固蛋白质的干固体含量为34重量％。如洗涤凝固蛋白质粉末领域中常见的那样洗涤第一部分凝固的蛋白质并随后干燥，而将第二部分重悬在水中并加入硫酸至pH 3.3，以除去配糖生物碱。搅拌30分钟后，将蛋白质悬浮液脱水并用真空带式过滤器彻底洗涤。
用于洗涤第二部分的洗涤水在使用前具有0.4mS/cm的电导率，并且继续洗涤直至所用洗涤水的电导率低于1mS/cm。
根据本发明，第二部分的彻底清洗消耗了比用于第一部分的标准洗涤程序大得多的洗涤水量。
第一部分和第二部分分别通过闪蒸干燥器干燥，入口/出口温度分别为170℃/80℃。将湿滤饼放入热空气流中干燥后，水含量为4.5重量％(参见图1a和图1b)。
通过使用配备有Tetracon 325探针的校准的WTW LF340电导率仪测定电导率。通过来自Merck的氯化钾参比溶液(1.41mS/cm)(产品编号1.01553.0001)进行探针的校准。
通过Malvern Mastersizer 2000G激光衍射测量湿粒度分布。将干燥样品加入充满水的样品室中，直至获得10至20％的暗度。测量进行约2分钟。使用湿法测定的粒度通过除以1.3的转换因子转化为干燥粒径。
使用配备有RODOS干式分散器和振动进料器的SympatecHELIOS系统，通过激光衍射测量干马铃薯蛋白样品的粒度分布。RODOS分配器的内径为4mm。使用“fraunhofer”公式通过集成软件计算粒度。
通过megazyme(爱尔兰)公布的酶分析测定糖含量。该方法使用蔗糖/果糖/D-葡萄糖测定试剂盒(产品编号K-SUFRG)，并包括用于测定食品、饮料和其他材料中的蔗糖、D-果糖和D-葡萄糖的UV-法。
色度由反射确定。通过使用相关Hunterlab颜色标准校准的Hunterlab ColorflexEZ分光光度计测量样品的反射色度。用蛋白质粉末将样品杯填充至少50％的体积并放置于测量窗口。反射色度被报告为由装置确定的y值(反射值)。
通过在关闭的漏斗中倒入一定量的粉末来测量干燥的蛋白质凝固物的体积密度，漏斗下面装有0.5升的校准量筒。取下漏斗的活塞，让粉末自由流入量筒。用尺子刮掉过量的粉末，并用Mettler ToledoPG5002-S天平测量装有粉末的量筒重量。减去空量筒的重量后，粉末的自由堆积密度以g/l报道。
表1.用不含糖且0.4mS/cm电导率的水洗涤蛋白饼
表2.根据本发明的非角质物质与常规的角质凝固蛋白粉比较
实施例2
将马铃薯汁在104℃的温度下进行热凝固，得到12.9克固体蛋白质颗粒/kg悬浮液。通过水力旋流器将蛋白质颗粒浓缩至固体浓度为27.5克固体蛋白质颗粒/kg。
为将颗粒与液体分离，使用过滤器元件过滤悬浮液。在过滤器元件上形成滤饼后，用酸化水(0.5％硫酸水溶液，pH＝1.3，电导率Ω＝22mS/cm)代替过滤器内的悬浮液，以进行酸洗30分钟。随后，用冷水(电导率为0.4mS/cm)代替过滤器中的硫酸溶液，并进一步洗涤至滤液的电导率降至低于1mS/cm。洗涤后滤液的颜色逐渐改善(图2和3)。
过滤器内的蛋白质滤饼通过压缩空气脱水。最后，将滤饼置于闪蒸干燥器中在160℃的进气空气下干燥至水分含量为4.2重量％。干燥产品的分析数据如下：
表3.干燥的酸洗马铃薯蛋白和干燥的未处理马铃薯蛋白质的TGA分析
干燥的经洗涤的蛋白质 常规未处理的马铃薯蛋白质
TGA <52mg/kg 1000-1500mg/kg
从表3中可以看出干燥的马铃薯蛋白质的“总配糖生物碱含量”低于检测限，这足以用于人类食品应用。
实施例3
将马铃薯汁在104℃的温度下进行热凝固，得到12.9克固体蛋白质颗粒/kg悬浮液。通过两相倾析器在4000g下将蛋白质颗粒与汁液分离。所获得的蛋白质饼的干燥固体含量为36.3重量％。将蛋白质饼(86kg)重悬于(420升)冷水中，得到含6重量％固体的蛋白质悬浮液。通过加入10kg硫酸溶液(10重量％)降低pH至3.2，在该悬浮液中漂洗凝固的蛋白质，然后过滤。所得溶液的电导率为2.3mS/cm。
样品1.制备彻底洗涤的样品(未中和)。
使用烛形过滤器将蛋白质颗粒与漂洗液分离，获得150升pH为3.5且电导率为2.35mS/cm的滤液后，用冷水(电导率0.4mS/cm)置换过滤器元件之间的液体(蛋白质悬浮液)。此时开始彻底清洗滤饼。在洗涤期间，测量滤液的电导率并继续洗涤至低于1mS/cm的值。此时用空气取代洗涤水，将滤饼脱水至含水量为72重量％。在环形干燥器中干燥样品，得到细的灰白色粉末。
样品2.制备彻底洗涤的样品(中和)
使用烛形过滤器将蛋白质颗粒与漂洗液分离。在获得150升滤液后，用冷水置换过滤器元件之间的液体(蛋白质悬浮液)。此时开始彻底清洗滤饼。在洗涤期间，测量滤液的电导率并降至低于1mS/cm的值。此时用空气取代洗涤水，将滤饼脱水至含水量为72重量％。在间歇式混合器中，通过向6kg滤饼中加入60克干燥的碳酸钾将滤饼中和至pH值6.5至7之间。在环形干燥器中干燥样品，得到细的灰白色粉末。
样品3制备非常细颗粒的彻底洗涤的样品(中和)的
为了获得非常细的粉末，使用Alpine Microplex MP 132对样品2的干燥产品的一部分进行风力筛分。以这种方式获得细粒级分和粗粒级分。评估细粒级分的性质。
样品4制备常规漂洗的样品(中和)
使用烛形过滤器将蛋白质颗粒与漂洗液分离。在获得150升滤液后，用空气取代过滤器元件之间的液体(蛋白质悬浮液)，并将滤饼脱水至水含量为70重量％。在间歇式混合器中，通过向6kg滤饼中加入60克干燥的碳酸钾将滤饼中和至pH值6.5至7之间。在环形干燥器中干燥样品，得到淡黄色粉末。
样品5.中间样品的制备(中和)
在间歇式混合器中，将来自样品2和4的中和的滤饼以1：1的比例混合。在环形干燥器中干燥混合物，得到中间产品。
表4:所制备样品概述
为了确定洗涤对干燥产品的粒度的影响，比较样品2，4和5。也可参见图4。
表5：通过根据本发明的洗涤、常规洗涤和未洗涤获得的干粉的粒度
d-10 d-50 d-90 >425μm
马铃薯蛋白(充分洗涤) 样品2 27μm 65μm 210μm 2.8％
马铃薯蛋白(相当的) 样品5 30μm 83μm 448μm 14.2％
马铃薯蛋白(常规洗涤) 样品4 37μm 124μm 645μm 26.3％
对样品3进行分级，以获得粗粒级分和细粒级分。结果如表6中所示。
表6：凝固蛋白质产品的粗粒级分和细粒级分的粒度分布
进料 细粒级分 粗粒级分
d-10 27μm 10μm 30μm
d-50 65μm 21μm 61μm
d-90 210μm 35μm 188μm
量 8kg(100％) 1.5kg(20％) 6.5kg(80％)
通过训练有素的小组(8人)感官评估将五种不同的干燥样品用作食物成分。
表7.干燥马铃薯粉的分析，感官评估以5％水悬浮液进行
从表中可以得出结论，彻底洗涤的样品具有用于食品应用所需的(感官)特性。中和产品具有改善的味道，适用于pH中性环境。在应用中，口感非常重要，细粒级分在口感方面具有最佳性能。
干物质的蛋白质含量使用FOSS Kjeltec 8400自动蛋白质分析系统通过凯氏定氮法测定。使用转换因子Nx6.25将氮水平转换为蛋白质含量。
灰分含量通过精确称量5g蛋白质量(误差0.1mg)并在550℃烘箱中加热至少3小时来测定。3小时后，将样品在干燥器中冷却至室温并再次称重(精确度为0.1mg)。
悬浮液的pH通过校准的pH计在软化水中以1g/100ml悬浮液来测量。
实施例4
进行沉降试验来确定实施例3中制备的各种蛋白质样品的沉降行为。为此，将5克蛋白质粉末加入95克室温自来水中。搅拌混合物以获得均匀的蛋白质悬浮液。将悬浮液转移到100ml量筒中并记录时间。沉降速率通过规律时间间隔的量筒底部沉积物体积来测定。结果示于图5中。发现洗涤直到洗涤水具有小于1mS/cm电导率的凝固蛋白质表现出比未洗涤或常规洗涤的样品更慢的沉降。与蛋白质是否已被中和无关。
观察到凝固蛋白质产品的细粒级分的沉降有所减少。
实施例5
为了能够将通过湿法和干法确定的粒度相关联，进行以下实验。
马铃薯蛋白质通过以下工艺步骤生产：
-通过直接蒸汽注入(pH＝5.5和104℃)对马铃薯汁进行加热凝固。
-通过倾析器(4000g)回收固体蛋白质
-在水中重悬蛋白质饼(至悬浮液6％ds)。
-用硫酸(pH＝3.3)进行TGA萃取
-用冷水过滤和洗涤蛋白滤饼(直到电导率<1mS/cm)
-在闪蒸器中干燥滤饼(入口/出口温度180/70℃)。
-使用风力筛分器(转速：2600至5300rpm)获得不同尺寸的样品。
通过湿法和干法分析不同的样品的d-10，d-50和d-90[μm](参见图6)。如上所述，用Sympatec Helios&Rodos分析干法粒度，并如上所述用Malvern Mastersizer 2000G分析湿法粒度。
从图中可以看出，重悬于水中的样品的d-10，d-50和d-90(μm)值比干燥颗粒d-10，d-50和d-90(μm)具有高1.3倍的因子。颗粒直径的增加(膨胀/增大)可以由蛋白吸水来解释。该值已被用作转换因子将使用湿法测定的所有粒度值报道为使用干法测定的粒度值。已注明当使用湿法测定粒度时，还报道了干法的计算结果。

Claims (15)

1.凝固的根或块茎蛋白粉，以干燥产品计，其配糖生物碱含量低于100mg/kg干重，其中d-10小于30μm，d-50小于75μm，d-90小于250μm，并且其中葡萄糖、果糖和蔗糖的总含量小于0.5g/kg干重。
2.根据权利要求1所述的凝固的根或块茎蛋白粉，其中所述蛋白粉的体积密度小于475g/l。
3.根据权利要求1或2所述的凝固的根或块茎蛋白粉，其中由反射测定的蛋白粉的色度>0.50。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的凝固的根或块茎蛋白产品，其中在中和前通过凯氏定氮法测定的蛋白质含量为至少85重量％。
5.如权利要求1至4中任一项所定义的凝固的根或块茎蛋白产品，其可通过包括以下的方法获得：
a)使根或块茎汁经过凝固步骤以获得凝固的蛋白质；
b)收集凝固的蛋白质；
c)用电导率低于1mS/cm的洗涤水洗涤凝固的蛋白质，获得已使用的洗涤水和经洗涤的凝固蛋白质；以及
d)干燥经洗涤的凝固蛋白质，
其中继续洗涤直至已使用的洗涤水的电导率小于2mS/cm。
6.从根或块茎汁中获得凝固的根或块茎蛋白粉的方法，其包括：
a)使根或块茎汁经过凝固步骤以获得凝固的蛋白质；
b)收集凝固的蛋白质；
c)用电导率低于1mS/cm的洗涤水洗涤凝固的蛋白质，获得已使用的洗涤水和经洗涤的凝固蛋白质；以及
d)干燥经洗涤的凝固蛋白质，
其中继续洗涤直至已使用的洗涤水的电导率小于2mS/cm。
7.根据权利要求6所述的方法，其中继续洗涤直至已使用的洗涤水具有小于1mS/cm的电导率。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中继续洗涤直至已使用的洗涤水中葡萄糖、果糖和蔗糖的含量小于0.54mg/g。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中所述方法还包括将凝固蛋白质中和至pH 6.5至7的步骤。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其中所述方法还包括配糖生物碱提取步骤。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的方法，其中所述凝固的根或块茎蛋白粉随后被分级成至少第一级分和第二级分。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一级分具有至多35μm的d-50。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二级分具有42-69μm的d-50。
14.如权利要求1至4中所定义的凝固的根或块茎蛋白在人类食品应用中的用途。
15.根据权利要求14所述的用途，其中所述食品是营养饮料。
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