CN110250316A - 一种快溶解大豆分离蛋白生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种快溶解大豆分离蛋白生产工艺。该工艺包括：以低温脱脂豆粕和谷朊粉为原料与水混合后，添加植酸酶、中性蛋白酶和谷氨酰胺转氨酶进行酶解；获得的蛋白酶解液经过滤或离心，得上清酶解液，然后调节pH至4.5‑5.5，30‑50℃浓缩至固形物含量30％‑70％，保温2‑3小时，再进行灭酶，调节pH至6.5‑7.5，干燥，制粒，可得冲调时具有高分散性和高稳定性的大豆分离蛋白，尤其在高浓度应用时具有明显优势。本发明能有效解决目前市面上同类型产品在高浓度冲调时分散较慢、容易结团和稳定性差的问题，具有更好的实用性。
Description
技术领域
本发明属于大豆蛋白加工技术领域。尤其涉及一种可在高浓度下快溶解的大豆分离蛋白的生产方法。
背景技术
大豆分离蛋白因其较高的营养价值而受到广泛使用。但我国的大豆分离蛋白历史上主要在肉类产品中使用，以注射型和凝胶型为主。对于在固体饮料等冲调类产品中使用的分散型大豆分离蛋白因技术成熟度问题以国外品牌产品为主，售价较高。
大豆分离蛋白一般是以低温脱脂豆粕为原料生产而成的。目前行业中大部分采用碱提酸沉的工艺进行生产。由于蛋白质具有较大的分子量以及含有非极性的氨基酸基团，采用上述工艺生产的产品冲调后的分散性和稳定性均较差，短暂放置后即会产生沉淀，影响使用体验，因此不能满足固体饮料等冲调类产品的要求。
针对上述问题，国内外研究者作了较多的尝试。
中国专利201010188866.1公开了华南理工大学申请的一种高分散性大豆分离蛋白的制备方法。以低温脱脂豆粕粉和明胶为原料，经过碱提、酶解、酸沉、浓缩、灭酶、中和、干燥处理得到高分散性大豆分离蛋白。分散性的测试方法为把大豆分离蛋白配制为4％浓度的溶液搅拌分散，观察溶液的均匀程度。
中国专利200910146906.3公开了哈高科大豆食品有限责任公司的一种高分散性大豆分离蛋白及其制备方法。以低温脱脂豆粕为原料，经过碱提、脱气、酸沉制备分离蛋白凝乳，再使用中性蛋白酶、中温淀粉酶、高温淀粉酶对分离蛋白凝乳进行酶解，反应结束后加热灭酶、闪蒸、均质、干燥，得到分散快、凝胶性弱、悬浮稳定性好的大豆蛋白。分散性的测试方法为量取190ml室温水放入烧杯中，再称取10克样品放入烧杯，用玻璃棒充分搅拌，观察完全分散的时间。分散稳定性的测定方法为称取5g分离蛋白和95ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀后，在室温下用磁力搅拌器搅拌60min，用离心管量取10ml蛋白液再用1500转/分离心5min，读出未分散到水中的样品的体积数。
目前，上述专利所提供的技术可初步解决大豆蛋白的分散性和稳定性问题，但只能在低浓度(5％以下)实现，而市场上产品的实际使用场景对大豆蛋白的应用是有较高的冲调浓度要求(≥10％)，在此浓度下，因蛋白质分子的相互作用较大，使用上述专利技术生产的大豆蛋白无法较快较好地分散并容易产生沉淀。收集市售大豆分离蛋白样品亦显示均不能解决此问题。本发明通过使用特定酶制剂和工艺技术进行研究，意外地发现可应用在高浓度下实现高分散性和高稳定性的大豆蛋白生产工艺。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种可在高浓度下快溶解、高分散和高稳定的大豆分离蛋白的生产工艺，以解决现有市场上大豆分离蛋白在高浓度下冲调的分散性和稳定性较差的问题。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
第一方面，本发明提供一种大豆分离蛋白的生产工艺，该工艺包括以下步骤：
(1)将低温脱脂豆粕与谷朊粉作为原料，按质量比1:4-10将原料与水混合，加热至30℃-50℃，调节pH至2.0-3.5，添加植酸酶，保温0.5-1小时；再调节pH至6-7，添加中性蛋白酶和谷氨酰胺转氨酶，保温0.5-1小时，得到蛋白酶解液，其中，所述低温脱脂豆粕与谷朊粉的质量比为20-40:1；
(2)将所述蛋白酶解液过滤或离心，得到上清酶解液，调节pH至4.5-5.5，在30℃-50℃浓缩至固形物含量为30％-70％，然后保温2-3小时，得到浓缩后的酶解液；
(3)灭酶，加入氢氧化钠或氢氧化钾调节pH至6.5-7.5，干燥，制粒，即得大豆分离蛋白。
上述方法中，所述低温脱脂豆粕优选先进行粉碎，获得低温脱脂豆粕粉。
根据本发明的具体实施方式，进行酶解时，所述植酸酶的添加量为原料总蛋白干物质质量的0.05％-0.1％。
所述中性蛋白酶的添加量为原料总蛋白干物质质量的0.1％-0.3％；所述谷氨酰胺转氨酶的添加量为原料总蛋白干物质质量的0.1％-0.3％。
为了保证较高的反应速率，优选的，植酸酶的酶活为10000U/g以上，中性蛋白酶的酶活为50000U/g以上，谷氨酰胺转氨酶的酶活为150U/g以上。
在步骤(2)中，优选的，将上清酶解液浓缩至固形物含量为40％-50％。
步骤(3)中，灭酶温度可选为80℃-90℃。
灭酶后，将溶液的pH由酸性调节为中性时应避免使用钙盐或镁盐，以减少钙镁离子对蛋白的凝胶作用，避免影响产品的分散和稳定。因此，本发明选用了氢氧化钠或氢氧化钾作为pH调节剂。
上述方法中，所述干燥可使用本领域常用的干燥方法，包括但不限于喷雾干燥或冷冻干燥。
优选的，对干燥后的蛋白进行制粒时，采用喷涂制粒法，通过制粒可进一步提高大豆分离蛋白的分散性。
本发明还要保护一种由上述方法生产的大豆分离蛋白及该大豆分离蛋白在食品或保健品领域中的应用，尤其适用于冲调型食品或保健品。
本发明的有益效果：
本发明利用酶解及交联作用增加大豆蛋白的亲水性氨基酸含量和改变蛋白质分子结构，使蛋白质具有较好的水溶分散性和稳定性，在本发明限定的工艺条件下生产的大豆分离蛋白与一般市售样品相比，在高浓度下(≥10％)冲调，分散性和稳定性具有明显优势。
具体实施方式
本发明公开了一种可在高浓度下快溶解、高分散和高稳定的大豆分离蛋白生产工艺。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及产品已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
为了进一步理解本发明，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如无特殊说明，本发明实施例中所涉及的试剂均为市售产品，均可以通过商业渠道购买获得。
实施例1
低温脱脂豆粕200kg、谷朊粉10kg，与纯化水1000kg混合后搅拌均匀，加热至30℃并用盐酸调节pH至2.5，加入酶活力单位为10000U/g的植酸酶65g，保温0.5小时。用氢氧化钠调节pH至6.0，加入酶活力单位为50000U/g的中性蛋白酶130g，和酶活力单位为150U/g谷氨酰胺转氨酶250g，保温1小时。过滤酶解液，弃去滤渣，得到上清酶解液，用盐酸调节pH至4.5，在40℃下进行浓缩处理，直到固形物达到50％，保温2小时。然后加热到90℃进行灭酶处理，使用氢氧化钠调节pH至7.0，喷雾干燥或冷冻干燥，再经喷涂制粒，得快溶解、高分散性、高稳定性的大豆分离蛋白。
实施例2
低温脱脂豆粕200kg、谷朊粉5kg，与纯化水1000kg混合后搅拌均匀，加热至40℃并用盐酸调节pH至3.0，加入酶活力单位为10000U/g的植酸酶120g，保温1小时。用氢氧化钠调节pH至6.5，加入酶活力单位为50000U/g的中性蛋白酶150g，和酶活力单位为150U/g谷氨酰胺转氨酶200g，保温0.5小时。过滤酶解液，弃去滤渣，得到上清酶解液，用盐酸调节pH至5.0，在50℃下进行浓缩处理，直到固形物达到40％，保温3小时。然后加热到90℃进行灭酶处理，使用氢氧化钠调节pH至7.0，喷雾干燥或冷冻干燥，再经喷涂制粒，得快溶解、高分散性、高稳定性的大豆分离蛋白。
对比例1
市售大豆分离蛋白样品1，采用碱提酸沉工艺生产，使用中性蛋白酶酶解。
对比例2
市售大豆分离蛋白样品2，采用碱提酸沉工艺生产，使用碱性蛋白酶酶解。
对比例3
低温脱脂豆粕200kg，与纯化水1000kg混合后搅拌均匀，加热至40℃并用盐酸调节pH至3.0，加入酶活力单位为10000U/g的植酸酶120g，保温1小时。用氢氧化钠调节pH至6.5，加入酶活力单位为50000U/g的中性蛋白酶200g，和酶活力单位为150U/g谷氨酰胺转氨酶150g，保温0.5小时。过滤酶解液，弃去滤渣，得到上清酶解液，用盐酸调节pH至5.0，在50℃下进行浓缩处理，直到固形物达到40％，保温3小时。然后加热到90℃进行灭酶处理，使用氢氧化钠调节pH至7.0，喷雾干燥，再经喷涂制粒，得大豆分离蛋白对比例3。
对比例4
低温脱脂豆粕200kg、谷朊粉5kg，与纯化水1000kg混合后搅拌均匀，加热至40℃并用盐酸调节pH至2.5，加入酶活力单位为10000U/g的植酸酶80g，保温0.5小时。过滤酶解液，弃去滤渣，得到上清酶解液，用氢氧化钠调节pH至4.5，在50℃下进行浓缩处理，直到固形物达到50％，保温2.5小时。然后加热到90℃进行灭酶处理，使用氢氧化钠调节pH至7.0，喷雾干燥，再经喷涂制粒，得大豆分离蛋白对比例4。
测试例1
称取实施例1-2和对比例1-4各10g，6个样品分别加入至6杯装有90g 40℃的温水中；另外再称取实施例1-2各20g，2个样品分别加入至2杯装有80g 40℃的温水中，搅拌分散，观察样品在溶液中的分散时间及分散过程。
测试结果
| 样品 | 分散时间 | 分散过程 |
| 实施例1-10g | 15秒 | 快速分散，不结团 |
| 实施例2-10g | 16秒 | 快速分散，不结团 |
| 对比例1 | 30秒 | 部分结团，搅拌后缓慢分散 |
| 对比例2 | 25秒 | 部分结团，搅拌后缓慢分散 |
| 对比例3 | 24秒 | 部分结团，搅拌后缓慢分散 |
| 对比例4 | 30秒 | 部分结团，搅拌后缓慢分散 |
| 实施例1-20g | 18秒 | 快速分散，不结团 |
| 实施例2-20g | 20秒 | 快速分散，不结团 |
从测试结果可看出，2款实施例样品在10％和20％浓度冲调时与4款对比例样品相比均有较快的分散时间，而且分散过程迅速，均不会出现样品结团情况。
测试例2
称取实施例1-2和对比例1-4各10g，6个样品分别加入至6杯装有90g 40℃的温水中；另外再称取实施例1-2各20g，2个样品分别加入至2杯装有80g 40℃的温水中，搅拌分散后静置5分钟，观察样品在溶液中的稳定性。
测试结果
从测试结果可看出，2款实施例样品在10％和20％浓度冲调时与4款对比例样品相比有较好的分散稳定性，在5分钟内均无明显分层。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种大豆分离蛋白的生产工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
(1)将低温脱脂豆粕与谷朊粉作为原料，按质量比1:4-10将原料与水混合，加热至30℃-50℃，调节pH至2.0-3.5，添加植酸酶，保温0.5-1小时；再调节pH至6-7，添加中性蛋白酶和谷氨酰胺转氨酶，保温0.5-1小时，得到蛋白酶解液，其中，所述低温脱脂豆粕与谷朊粉的质量比为20-40:1；
(2)将所述蛋白酶解液过滤或离心，得到上清酶解液，调节pH至4.5-5.5，在30℃-50℃浓缩至固形物含量为30％-70％，然后保温2-3小时，得到浓缩后的酶解液；
(3)灭酶，加入氢氧化钠或氢氧化钾调节pH至6.5-7.5，干燥，制粒，即得大豆分离蛋白。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述植酸酶的添加量为原料总蛋白干物质质量的0.05％-0.1％。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述中性蛋白酶的添加量为原料总蛋白干物质质量的0.1％-0.3％；所述谷氨酰胺转氨酶的添加量为原料总蛋白干物质质量的0.1％-0.3％。
4.根据权利要求1-3任一所述的生产工艺，其特征在于，植酸酶的酶活为10000U/g以上，中性蛋白酶的酶活为50000U/g以上，谷氨酰胺转氨酶的酶活为150U/g以上。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤(3)中，灭酶温度为80℃-90℃。
6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述干燥为喷雾干燥或冷冻干燥。
7.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述制粒为喷涂制粒。
8.如权利要求1-7任一所述的生产工艺生产的大豆分离蛋白。
9.如权利要求8所述的大豆分离蛋白在食品或保健品中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述食品或保健品为冲调型。
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| CN201910343658.5A CN110250316B (zh) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | 一种快溶解大豆分离蛋白生产工艺 |
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