CN109170124A

CN109170124A - 超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法

Info

Publication number: CN109170124A
Application number: CN201811115950.3A
Authority: CN
Inventors: 王彩华; 娄彬彬; 刘军; 李成辉; 李顺秀; 马军
Original assignee: Shandong Yuwang Ecological Food Industry Co Ltd
Current assignee: Shandong Yuwang Ecological Food Industry Co Ltd
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2019-01-11

Abstract

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法。本发明方法包括原料粉碎，超声辅助碱法一次提取、分离、水法二次提取、分离、酸沉、中和、杀菌、干燥等步骤，得到大豆分离蛋白，并对副产物——豆渣进行蛋白含量测定，大豆分离蛋白进行灰分测定。本发明的方法能够提高大豆分离蛋白的回收率，同时降低生产过程中酸碱用量和耗水量，节约成本，此外，得到的大豆分离蛋白产品灰分低，质量好。

Description

超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法。

背景技术

大豆分离蛋白(SPI)是以大豆为原料，提取的蛋白质含量90％以上的组分。由于它具有良好的溶解性、乳化性、起泡性、持水性和凝胶性等功能特性，被广泛应用于肉制品和焙烤制品等食品中。

随着大豆分离蛋白的广泛应用，市场上对大豆分离蛋白的需求量也在逐渐增大。目前国内大豆蛋白行业生产厂家虽多，但生产工艺的蛋白得率仅为48-50％左右，萃取得率仅70％，急需创新性的方法提高蛋白得率，提高蛋白产量，为企业创造更高的效益。

CN101366439B公开的一种提高大豆蛋白提取收率的方法，前期高温处理大豆粉，后期添加脂肪酶和中性蛋白酶进行水解提取大豆蛋白，虽然提高了蛋白的提取收率，但是该过程原料经过高温灭菌，此外，酶反应作用时间过长，价格高，不仅增加生产成本，而且整个过程耗时长，不利于工业化生产。

CN102329382A披露的超声-微波协同提取菜籽蛋白的方法，以高温带皮菜籽饼为原料，利用超声和微波协同萃取菜籽蛋白，有效的提高了蛋白的提取效率，但是该过程原料经过高温处理，一方面可能导致蛋白变性，另一方面增加实验难度，且同时引入超声和微波技术，增加实验繁琐度。

目前提取大豆分离蛋白的方法主要是采用碱溶酸沉方法，但是单一采用碱液来进行蛋白提取，加碱量过低则蛋白提取、回收率低，加碱量过高虽然能够有效的提高豆渣中蛋白的提取率，但是碱性过强能够导致蛋白质极端变性，产生有毒物质——赖丙氨酸，此外，碱过量引起后期酸用量增加，产生较多无机盐，使产品中灰分含量高，对产品安全、质量产生一定的影响。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，该方法酸碱用量和耗水量低，成本低，产品灰分低，质量好，且提取效果明显。

本发明所提供的超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，包括以下步骤：

(1)原料粉碎：以低温脱脂豆粕为原料，将其粉碎过40-100目筛后，获得豆粕粉；

(2)超声辅助碱法一次提取：

取(1)中的豆粕粉100份，加入碱水，碱水的重量为豆粕粉重量的10-15倍，碱水pH8.0-9.0，然后超声处理，超声频率40kHz，功率200-400W，超声处理的同时搅拌，提取时间20-30min，然后将提取后获得的料液离心分离，得到第一固相物料和第一液相料液；

(3)水法二次提取：将步骤(2)中固相物料，加入400-700份的水，搅拌，萃取15-25min，将提取后的料液进行离心分离，得到第二固相豆渣和第二液相料液；

(4)酸沉：将步骤(2)和步骤(3)中的第一液相料液和第二液相料液混合，调节pH至4.5，获得的混合料液充分沉淀后离心，所得的第三次固相为大豆分离蛋白粗品；

(5)中和、杀菌及干燥：将步骤(4)中的大豆分离蛋白粗品，加水调节pH至7.5-8.0，杀菌、干燥得到大豆分离蛋白粉；

以上的“份”为重量份数。

优选的，步骤(1)中，过60目筛。

优选的，步骤(2)中，碱水的加入量为豆粕重量的12倍，碱水是采用液碱NaOH加水调节至pH8.5所获得的；

步骤(2)中，超声频率40kHz，功率300W，搅拌，萃取25min。

步骤(3)中，加入500份的水，搅拌提取20min；酸沉中选择盐酸。

本发明是通过在适当的弱碱条件下，加以超声辅助碱法提取，利用超声对物质的空化效应和机械作用，在降低碱用量的同时，提高细胞内容物的提取率，增加蛋白质的溶出率，减少豆渣中蛋白质的残留，提高蛋白提取率。通过测定豆渣中蛋白的含量，来判定其提取效果。

本发明的有益效果是：本发明技术方案的大豆分离蛋白提取方法，引入超声设备，不仅提高蛋白回收率，同时降低生产过程中酸碱用量和耗水量，节约成本，产品灰分低，提高产品质量。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例1

超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，包括以下的步骤：

(1)原料粉碎：以低温脱脂豆粕为原料，将其粉碎过40目筛后，备用；

(2)超声辅助碱法一次提取：取(1)中过筛后的原料100g，加入15倍碱水，碱水pH为8.5，声频率40kHz，功率400W辅助碱法提取，搅拌萃取时间30min，将提取后的料液进行离心分离，得到第一固相物料和第一液相料液；

(3)水法二次提取：将步骤(2)中第一固相物料，加入初始原料豆粕5的水，搅拌提取15min，将提取后的料液进行离心分离，得到第二固相豆渣和第二液相料液；

(4)酸沉：将步骤(2)和步骤(3)中的液相料液进行混合，用盐酸调整pH至4.5，料液充分沉淀后离心，固相为大豆分离蛋白粗品；

(5)中和、杀菌、干燥：将步骤(4)中的大豆分离蛋白粗品，加水调节pH至7.8左右，杀菌、干燥得到大豆分离蛋白粉34.1g；

(6)检测：参照国标方法(GB/T 5009.5-2003)，步骤(3)中的固相豆渣蛋白含量为11.6％，步骤(5)中的大豆分离蛋白粉灰分含量为4.1％。(以下实施例中如无特殊说明，均按此方法检测)；

以上各步骤中所采用的水均为去离子水(以下实施例同)。

可见，实施例1的大豆分离蛋白回收率为34.1％。

实施例2

超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，包括以下的步骤：

(1)原料粉碎：以低温脱脂豆粕为原料，将其粉碎过60目筛后，备用；

(2)超声辅助碱法一次提取：取(1)中过筛后的原料100g，加入12倍碱水，碱水pH为8.0，通过超声频率40kHz，功率300W辅助碱法提取，搅拌萃取时间25min，将提取后的料液进行离心分离，得到第一固相物料和第一液相料液；

(3)水法二次提取：将步骤(2)中固相物料，加入初始原料豆粕4倍的水，搅拌提取20min，将提取后的料液进行离心分离，得到第二固相豆渣和第二液相料液；

(5)中和、杀菌、干燥：将步骤(4)中的大豆分离蛋白粗品，加水调节pH至7.5左右，杀菌、干燥得到大豆分离蛋白粉35.6g；

(6)检测：步骤(3)中的固相豆渣蛋白含量为10.2％，步骤(5)中的大豆分离蛋白粉灰分含量为3.8％。

可见，实施例2的大豆分离蛋白回收率为35.6％。

实施例3

超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，包括以下的步骤：

(1)原料粉碎：以低温脱脂豆粕为原料，将其粉碎过100目筛后，备用；

(2)超声辅助碱法一次提取：取(1)中过筛后的原料100g，加入10倍碱水，碱水pH为9.0，通过超声频率40kHz，功率200W辅助碱法提取，搅拌萃取时间20min，将提取后的料液进行离心分离，得到第一固相物料和第一液相料液；

(3)水法二次提取：将步骤(2)中固相物料，加入初始原料豆粕7倍的水，搅拌提取25min，将提取后的料液进行离心分离，得到第二固相豆渣和第二液相料液；

(5)中和、杀菌、干燥：将步骤(4)中的大豆分离蛋白粗品，加水调节pH至8.0左右，巴氏灭菌、喷雾干燥得到大豆分离蛋白粉32.9g；

(6)检测：步骤(3)中的固相豆渣蛋白含量为10.8％，步骤(5)中的大豆分离蛋白粉灰分含量为4.3％。

经检测，实施例3的大豆分离蛋白回收率为33.9％。

对比例1

按照传统生产大豆分离蛋白的方法进行提取，具体步骤如下：

(1)提取：选取与实施例相同的低温脱脂豆粕100g，加入12倍碱水，用NaOH调整料液pH为7.0，搅拌提取30min，将提取后的料液进行离心分离，得到第一固相物料和第一液相料液；取第一固相物料，加入初始原料豆粕7倍的水，继续搅拌提取25min，将提取后的料液进行离心分离，得到第二固相豆渣和第二液相料液；

(2)酸沉：将步骤(1)的液相料液进行混合，用盐酸调整pH至4.5，料液充分沉淀后离心，得到大豆分离蛋白粗品；

(3)中和、杀菌、干燥：将步骤(2)中的大豆分离蛋白粗品，加水调节pH至7.5-8.0，杀菌、干燥得到大豆分离蛋白粉27.6g；

(4)检测：参照国标方法，步骤(1)中的固相豆渣蛋白含量为14.7％，步骤(3)中的大豆分离蛋白粉灰分含量为4.8％。

可见，对比例的大豆分离蛋白回收率为27.6％。

对比例2

与实施例1不同在于，步骤(2)中，调节pH为7.5，其余与实施例1完全相同；

对比例3

与实施例1不同在于，步骤(2)中，调节pH为7.8，其余与实施例1完全相同；

对比例4

与实施例1不同在于，步骤(2)中，调节pH为9.2，其余与实施例1完全相同；

对比例5

与实施例1不同在于，步骤(2)中，调节pH为9.5，其余与实施例1完全相同；

对比例6

与实施例1不同在于，步骤(4)中，将步骤(2)中的第一液相料液用盐酸调整pH至4.5，料液充分沉淀后离心，固相为大豆分离蛋白粗品；

对比例6

(2)超声法一次提取：取(1)中过筛后的原料100g，加入12倍水，水pH为8.0，通过超声频率40kHz，功率300W辅助碱法提取，搅拌萃取时间25min，将提取后的料液进行离心分离，得到固相物料和液相料液；

对比例6与实施例1相比，未进行水法二次提取，直接将(2)中所获得的第一液相料液酸沉；

实施例1-3与对比实施例的结果列于表1中。

表1实施例1-3与对比实施例的实施结果

由表1的分析结果比较可得出如下的结论，与对比实施例1-5相比，本发明采用超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的实施例1-3，降低了豆渣中蛋白的含量，蛋白回收率最高为35.6％，且得到的大豆分离蛋白灰分含量低，产品质量好。对比例1-5相较于实施例1-3，仅仅是调节了碱水的pH值，但是哪怕是其它的调整，也会使大豆分离蛋白的回收率发生较大的变化，比如对比例3中，调节pH为7.8，与实施例1仅仅相差了0.2；比如对比例4中，调节pH为9.2，也与实施例1仅仅相差了0.2；但是大豆分离蛋白的回收率却分别相差了接近7个和近5个百分点。

实施例4

对实施例1-3以及对比例1-6中的大豆分离蛋白的品质打分，分析其品质是否有差别，具体操作方法如下：

在每个烧杯中取25克的样品(实施例1-3、对比例1-6)，加入蒸馏水，搅拌均匀，然后分别置于料理机中高速搅拌2分钟，然后取出，装入高温蒸煮袋中，抽真空，封口，然后置于85℃电热恒温水浴锅，保温30分钟后取出，冷却至室温，观察其色泽、口感、组织结构及切片性能。

将煮过后的样品分成若干份，让专家打分评定，专家组为9人，专家品尝后按以下表格中的内容打分：

表2评分内容和评分标准

表3评分结果

从以上的评分表中可以看出，实施例1-3的大豆分离蛋白相对于对比例1-6中的大豆分离蛋白，无论是从质构、色泽还是从口感和切片对比上，本发明的产品有显著的差异，本发明的产品要优于对比例1-6中的产品。对比例4、5中，将碱水的pH调高，其结果是使大豆分离蛋白的质构和色泽及口感均明显变差，分析原因可能是，碱性过强会引起蛋白质极端变性，从而使大豆分离蛋白的口感产生明显的变化；另外还会使部分蛋白质发生水解，生成低分子量的低密度的产品，以乳清形式流失；此外，加大碱的用量，还会使产品中的无机盐及灰分明显的增加；除此之外的明显缺点是，使提取液粘度增加，分离较慢，日产量较低，因此，本发明中设定的范围是较为合适的提取范围。

通过以上的比较可以看出，工艺及pH值会对大豆分离蛋白的回收率、质构及色泽产生显著的影响。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims

1.超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，包括以下步骤：

(2)超声辅助碱法一次提取：

取(1)中的豆粕粉100份，加入碱水，碱水的重量为豆粕粉重量的10-15倍，碱水pH 8.0-9.0，然后超声处理，超声频率40kHz，功率200-400W，超声处理的同时搅拌，提取时间20-30min，然后将提取后获得的料液离心分离，得到第一固相物料和第一液相料液；

(5)中和、灭菌及干燥：将步骤(4)中的大豆分离蛋白粗品，加水，调节pH至7.5-8.0，灭菌、干燥得到大豆分离蛋白粉；

以上的“份”为重量份数。

2.如权利要求1所述的超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，其特征在于，步骤(1)中，过60目筛。

3.如权利要求1所述的超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，其特征在于，步骤(2)中，碱水的加入量为豆粕重量的12倍，碱水是采用液碱NaOH加水调节至pH8.5所获得的。

4.如权利要求1所述的超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，其特征在于，步骤(2)中，超声频率40kHz，功率300W，搅拌，萃取25min。

5.如权利要求1所述的超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，其特征在于，步骤(3)中，加入500份的水，搅拌提取20min。

6.如权利要求1所述的超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，其特征在于，(5)中的灭菌是巴氏灭菌。

7.如权利要求1所述的超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，其特征在于，各步骤中涉及到用水均采用的水为去离子水。

8.如权利要求1所述的超声辅助碱法提取大豆分离蛋白的方法，其特征在于，酸沉中选择盐酸。