CN113170833A - 一种改善豌豆分离蛋白风味的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善豌豆分离蛋白风味的方法，包括，将豌豆用去离子水浸泡后，过滤，得到浸泡后的豌豆；将浸泡后的豌豆加入去离子水，打浆，得到豌豆糊；调节豌豆糊的pH至7.0～9.0，搅拌，离心取上层清液，得到豌豆浆；取豌豆浆进行膜分离处理，弃去透过液，收集截留液；将截留液加热、冷却后，调节pH至4.5～5.0，离心取下层沉淀，加入去离子水调节溶液固形物，中和，杀菌，喷雾干燥，得到豌豆分离蛋白。本发明采用不引入有机溶剂和酶制剂的绿色加工工艺，以豌豆为原料，可以去除豌豆分离蛋白中70％以上的皂甙、己醛、2‑戊基呋喃、1‑辛烯‑3‑醇和(E,E)‑2,4‑癸二烯醛等异味化合物，以及30％以上的多酚化合物，实现了豌豆分离蛋白风味的改善。

Description

一种改善豌豆分离蛋白风味的方法

技术领域

本发明属于农产品加工技术领域，具体涉及到一种改善豌豆分离蛋白风味的方法。

背景技术

豌豆(Pisum sativum L.)富含人体必需的蛋白质、碳水化合物和维生素等营养成分，是世界上主要的豆类作物之一。基于健康、伦理和/或宗教偏好的饮食选择(例如素食主义者、过敏症、基因改造等)，因豌豆具有非食物过敏源和非转基因的清洁标签，近年来在全球范围内受到了越来越多消费者的关注和喜爱。

豌豆的蛋白质含量较高，在豆类作物中仅次于大豆。豌豆蛋白质由球蛋白、清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白组成，其中球蛋白是豌豆的主要贮藏蛋白，占总量的65％～80％。清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的比例分别为10％～20％、4％～5％和3％～4％。相对于人体的需要量，豌豆蛋白质的氨基酸组成均衡，尤其可用以平衡谷类食物中的赖氨酸缺乏。豌豆蛋白及其水解物具有抗氧化、抗高血压、消炎和调节肠道菌群活性等功能，另外，通过某些化学或联合处理法可以进一步增强豌豆蛋白的生物活性。因此，定期摄入豌豆蛋白制品可以降低心血管疾病等慢性疾病的风险，进而改善人类健康。

豌豆中蛋白酶抑制剂、植酸等抗营养成分的含量较低，其蛋白质消化率高于动物蛋白质、大豆和其他豆类蛋白质。同其他豆类一样，豌豆中含有大量低聚糖，这些低聚糖能在人体大肠中发挥益生元的作用。此外，豌豆还富含镁、铁、锰、钙、叶酸等对人体有益的矿物质和维生素，并且有研究表明，与其他豆类相比，豌豆的体外钙生物利用度更高。

豌豆分离蛋白市场需求增长迅速，其销售额从几年前的三千万美元左右猛增到目前的数亿美元。但是，豌豆分离蛋白替代传统动物蛋白以及大豆分离蛋白应用于食品开发，特别是应用于植物蛋白饮料和植物乳时，风味是最大的限制因素。目前，不论是国际知名企业还是国内上市公司的豌豆分离蛋白产品，都存在风味方面的问题，其中不良挥发性气味和非挥发性味道是主要原因。

与豌豆分离蛋白相关的挥发性异味通常被描述为青草味、脂肪味、蘑菇味、干草味等，其气味特征是多种挥发性的小分子有机化合物共同作用的结果，主要来源于亚油酸和亚麻酸等不饱和脂肪酸的自氧化、光氧化和酶促反应，代表性化合物为己醛、2-戊基呋喃、1-辛烯-3-醇和(E,E)-2,4-癸二烯醛等。与豌豆分离蛋白相关的非挥发性异味通常被描述为苦涩味，与皂甙和酚类化合物有关。

有机溶剂浸出虽然能显著降低豌豆分离蛋白中异味成分的含量，但会破坏其自然、绿色等市场标签，影响其商品价值。采用绿色加工工艺制备风味良好的豌豆分离蛋白具有巨大的市场价值。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

本发明的目的是提供一种改善豌豆分离蛋白风味的方法，采用不引入有机溶剂和酶制剂的绿色加工工艺，以豌豆为原料，可以去除豌豆分离蛋白中70％以上的皂甙、己醛、2-戊基呋喃、1-辛烯-3-醇和(E,E)-2,4-癸二烯醛等异味化合物，以及30％以上的多酚化合物，实现了豌豆分离蛋白风味的改善。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种改善豌豆分离蛋白风味的方法，包括，

将豌豆用去离子水浸泡后，过滤，得到浸泡后的豌豆；

将浸泡后的豌豆加入去离子水，打浆，得到豌豆糊；

调节豌豆糊的pH至7.0～9.0，搅拌，离心取上层清液，得到豌豆浆；

取豌豆浆进行膜分离处理，弃去透过液，收集截留液；

将截留液加热、冷却后，调节pH至4.5～5.0，离心取下层沉淀，加入去离子水调节溶液固形物，中和，杀菌，喷雾干燥，得到豌豆分离蛋白。

作为本发明改善豌豆分离蛋白风味的方法的一种优选方案，其中：所述将豌豆用去离子水浸泡，其中，豌豆与去离子水的料水比以g:mL计为1:3，浸泡温度为室温，浸泡时间为8～12h。

作为本发明改善豌豆分离蛋白风味的方法的一种优选方案，其中：所述将浸泡后的豌豆加入去离子水，其中，浸泡后豌豆与去离子水的料水比以g:mL计为1:3。

作为本发明改善豌豆分离蛋白风味的方法的一种优选方案，其中：所述离心取上层清液，室温下，3000g离心15min。

作为本发明改善豌豆分离蛋白风味的方法的一种优选方案，其中：所述膜分离处理，膜截留分子量为50～100kDa，透过液体积为豌豆浆体积的1～5倍。

作为本发明改善豌豆分离蛋白风味的方法的一种优选方案，其中：所述将截留液加热、冷却，将截留液在50～90℃下加热，随后冷却至25℃。

作为本发明改善豌豆分离蛋白风味的方法的一种优选方案，其中：所述离心取下层沉淀，室温下，3000g离心15min。

作为本发明改善豌豆分离蛋白风味的方法的一种优选方案，其中：所述加入去离子水调节溶液固形物，调节溶液固形物为10～15％。

作为本发明改善豌豆分离蛋白风味的方法的一种优选方案，其中：所述中和，采用2.0mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0～7.5。

作为本发明改善豌豆分离蛋白风味的方法的一种优选方案，其中：所述杀菌，将中和液加热至120～130℃，保持30～60s，闪蒸降温至50～60℃

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明采用不引入有机溶剂的绿色加工工艺，以豌豆为原料，优选蛋白质提取pH为9.0，在对豌豆浆进行膜分离处理后，加热钝化截留液中LOX的活性，沉淀pH为4.5，可制备出苦涩味以及青草味、油脂氧化味、蘑菇味、干草味等挥发性异味都显著降低的豌豆分离蛋白，产品蛋白质含量为86.65％，提取率为19.27％。

本发明工艺流程可以去除豌豆分离蛋白中70％以上的皂甙、己醛、2-戊基呋喃、1-辛烯-3-醇和(E,E)-2,4-癸二烯醛等异味化合物，以及30％以上的多酚化合物，实现了低异味豌豆分离蛋白产品的制备，而且全过程不引入任何有机溶剂与酶制剂，工艺符合绿色生产标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明实施例中豌豆分离蛋白的感官评价图。

图2为本发明实施例中膜分离处理对豌豆分离蛋白中异味成分含量的影响图。

图3为本发明实施例中膜分离透过体积倍数对豌豆分离蛋白中异味成分含量的影响图。

图4为本发明实施例中膜分离处理过程中豌豆浆的pH对豌豆分离蛋白中异味成分含量的影响图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明中基本成分测定方法：

蛋白质含量参照GB5009.5-2016凯氏定氮法进行测定，蛋白质换算系数为6.25；脂肪含量参照氯仿甲醇法进行测定；碳水化合物含量参照苯酚硫酸法进行测定；灰分含量参照GB5009.4-2010进行测定；水分含量参照GB5009.3-2016直接干燥法进行测定。

挥发性成分的鉴定：配制蛋白质浓度为20mg/mL的溶液，取5mL样品溶液置于萃取瓶中，加入内标物(2-甲基-3-庚酮)，置于50℃水浴中，将老化后的固相微萃取头插入样品瓶，在搅拌下顶空吸附，吸附时间30min。然后，在250℃下解吸7min，进行测定，色谱柱型号为DB-WAX(30m×0.25mm,0.25μm)。

皂甙含量的测定：采用香草醛-高氯酸比色法。准确吸取齐墩果酸标准溶液于具塞试管中，70℃水浴上蒸干，加入5％香草醛-冰醋酸溶液0.2mL、高氯酸0.8mL，置60℃水浴上加热15min，流水冷却，加冰醋酸5mL，摇匀，以分光光度计560nm波长处测量吸光度值A，绘制标准曲线并进行计算。

多酚含量的测定：取样品1g，用70％丙酮按1:10固液比在30℃下提取3h，3000g离心10min，提取液稀释5倍后进行测定。取1mL丙酮提取液，加入Folin-Ciocalteu显示剂1mL，10％Na₂CO₃ 2mL，常温下反应1.5h，用分光光度计在765nm测定吸光度，根据没食子酸标准曲线进行计算。

感官评价：邀请十名经验丰富的人员组成评价小组，成员接受过额外的豌豆分离蛋白风味评价训练，具有良好的食品感官评价能力。对样品进行了青草味、油脂氧化味、蘑菇味、干草味、苦味、涩味等六个方面的评价。感官评价实行5分制原则：0分，无气味；1-4分，气味逐渐増强；5分，气味最强。

本发明中数据处理：实验均重复3次，采用Origin对数据进行分析和绘图，结果用“平均值±标准偏差”表示，使用SPSS软件对数据进行显著性分析(p<0.05表示具有显著性差异)。

实施例1

本实施例提供风味改善的豌豆分离蛋白的制备工艺：

(1)按照料水比1:3(g:mL)，将豌豆浸泡于去离子水中，在室温下浸泡10h；

(2)将浸泡后的豌豆加入去离子水，料水比为1:3(g:mL)，打浆，得到豌豆糊；

(3)用2.0mol/L的NaOH溶液调节豌豆糊的pH至9.0，搅拌1h后，室温下3000g离心15min取上层清液，得到豌豆浆；

(4)将豌豆浆进行膜分离处理，膜截留分子量为100kDa，透过液体积为豌豆浆体积的2倍，弃去透过液，收集截留液；

(5)截留液在90℃水浴锅内加热5min，冷却至25℃后，用2.0mol/L的HCl溶液调节pH至4.5，室温下3000g离心15min取下层沉淀，加入去离子水，使溶液固形物为12％，再用2.0mol/L的NaOH溶液调节至pH 7.0；

(6)将中和液加热至125℃，保持30s，闪蒸降温至55℃，喷雾干燥(进风温度180℃，出风温度80℃)，得到风味改善的豌豆分离蛋白，其感官评价结果见图1。

对比例1

本实施例提供的豌豆分离蛋白的制备工艺：

(1)按照料水比1:3(g:mL)，将豌豆浸泡于去离子水中，在室温下浸泡10h；

(2)将浸泡后的豌豆加入去离子水，料水比为1:3(g:mL)，打浆，得到豌豆糊；

(3)用2.0mol/L的NaOH溶液调节豌豆糊的pH至9.0，搅拌1h后，室温下3000g离心15min取上层清液，得到豌豆浆；

(4)将豌豆浆用2.0mol/L的HCl溶液调节pH至4.5，室温下3000g离心15min取下层沉淀，加入去离子水，使溶液固形物为12％，再用2.0mol/L的NaOH溶液调节至pH 7.0；

(5)将中和液加热至125℃，保持30s，闪蒸降温至55℃，喷雾干燥(进风温度180℃，出风温度80℃)，得到豌豆分离蛋白，其感官评价结果见图1。

由图1中的数据对比可以看出实施例1制备出的豌豆分离蛋白相较于对比例1制备的豌豆分离蛋白，苦涩味以及青草味、油脂氧化味、蘑菇味、干草味等挥发性异味都显著降低。

实施例2

膜分离处理对豌豆分离蛋白中异味成分含量的影响：

(1)按照料水比1:3(g:mL)，将6kg豌豆浸泡于去离子水中，在室温下浸泡10h；

(2)将浸泡后的豌豆加入去离子水，料水比为1:3(g:mL)，打浆，得到豌豆糊；

(3)用2.0mol/L的NaOH溶液调节豌豆糊的pH至9.0，搅拌1h后，室温下3000g离心15min取上层清液，得到豌豆浆；

(4)将豌豆浆等量分为两份，其中一份进行膜分离处理，膜截留分子量为100kDa，透过液体积为豌豆浆体积的2倍，弃去透过液，收集截留液；另外一份不进行膜分离处理；

(5)后续加热、酸沉、中和、杀菌和干燥等工艺条件同实施例1。

膜分离处理对豌豆分离蛋白中异味成分含量的影响，结果见图2。图2(a)为膜分离处理前后豌豆分离蛋白中的挥发性成分的含量对比；图2(b)为膜分离处理前后豌豆分离蛋白中的非挥发性成分的含量对比。

豌豆蛋白体系中的异味成分，以游离和非游离状态存在。可以看出，经过膜分离处理，豌豆分离蛋白中主要的挥发性异味成分，己醛、2-戊基呋喃、1-辛烯-3-醇和(E,E)-2,4-癸二烯醛的去除率分别为76％、75％、79％和72％；皂甙的去除率达到73％，而多酚类化合物的去除率为31％，这与其和蛋白质的结合紧密有关。因此，膜分离处理对豌豆分离蛋白风味的改善具有显著效果，可明显降低其中的青草味、蘑菇味、干草味和苦涩味等异味。

实施例3

膜分离透过体积倍数对豌豆分离蛋白中异味成分含量的影响：

(1)按照料水比1:3(g:mL)，将15kg豌豆浸泡于去离子水中，在室温下浸泡10h；

(2)将浸泡后的豌豆加入去离子水，料水比为1:3(g:mL)，打浆，得到豌豆糊；

(3)用2.0mol/L的NaOH溶液调节豌豆糊的pH至9.0，搅拌1h后，室温下3000g离心15min取上层清液，得到豌豆浆；

(4)将豌豆浆等量分为五份，进行膜分离处理，膜截留分子量为100kDa，透过液体积分别为豌豆浆体积的1、2、3、4和5倍，弃去透过液，收集截留液；

(5)后续加热、酸沉、中和、杀菌和干燥等工艺条件同实施例1。

膜分离透过体积倍数对豌豆分离蛋白中异味成分含量的影响，结果见图3。图3(a)为膜分离透过体积倍数对豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的影响；图3(b)为膜分离透过体积倍数对豌豆分离蛋白中非挥发性成分含量的影响。

可以看出，随着膜分离透过体积倍数的增加，更多的异味成分被去除。当透过体积倍数为1时，约65～73％的挥发性异味成分、65％的皂甙和11％的多酚被分离到透过液中；当透过体积倍数增加到2时，挥发性异味成分、皂甙和多酚的去除率分别约为72～79％、73％和31％；但当透过体积倍数为3时，异味成分的去除率增加不明显，分别为74～80％、74％和33％；当透过体积倍数继续增加时，去除率的增加更为缓慢。因此，优选膜分离处理的透过体积倍数为2。

实施例4

膜分离处理过程中豌豆浆的pH对豌豆分离蛋白中异味成分含量的影响：

(1)按照料水比1:3(g:mL)，将9kg豌豆浸泡于去离子水中，在室温下浸泡10h；

(2)将浸泡后的豌豆加入去离子水，料水比为1:3(g:mL)，打浆，得到豌豆糊；

(3)用2.0mol/L的NaOH溶液调节豌豆糊的pH至9.0，搅拌1h后，室温下3000g离心15min取上层清液，得到豌豆浆；

(4)将豌豆浆等量分为三份，用2.0mol/L的HCl溶液将其中两份的pH分别调至8.0和7.0，另一份维持pH 9.0，进行膜分离处理，膜截留分子量为100kDa，透过液体积为豌豆浆体积的2倍，弃去透过液，收集截留液；

(5)后续加热、酸沉、中和、杀菌和干燥等工艺条件同实施例1。

膜分离处理过程中豌豆浆的pH对豌豆分离蛋白中异味成分含量的影响，结果见图4。图4(a)为膜分离处理过程中豌豆浆的pH对豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的影响；图4(b)为膜分离处理过程中豌豆浆的pH对豌豆分离蛋白中非挥发性成分含量的影响。

可以看出，随着豌豆浆pH的降低，在膜分离处理过程中，豌豆浆中剩余挥发性成分的含量呈增加趋势。以己醛为例，与膜分离处理前相比，在pH 7.0时，其去除率仅约为35％。这有两方面原因，一方面是在低pH下挥发性成分与豌豆蛋白质间的结合力增强；另一方面，随着pH的降低，LOX的活性增强，挥发性成分的总量增加。非挥发性成分受pH的影响较小。基于此，优选膜分离处理的豌豆浆pH为9.0。

本发明采用不引入有机溶剂的绿色加工工艺，以豌豆为原料，优选蛋白质提取pH为9.0，在对豌豆浆进行膜分离处理后，加热钝化截留液中LOX的活性，沉淀pH为4.5，可制备出苦涩味以及青草味、油脂氧化味、蘑菇味、干草味等挥发性异味都显著降低的豌豆分离蛋白，产品蛋白质含量为86.65％，提取率为19.27％。本发明此工艺流程可以去除豌豆分离蛋白中70％以上的皂甙、己醛、2-戊基呋喃、1-辛烯-3-醇和(E,E)-2,4-癸二烯醛等异味化合物，以及30％以上的多酚化合物，实现了低异味豌豆分离蛋白产品的制备，而且全过程不引入任何有机溶剂与酶制剂，工艺符合绿色生产标准。

本发明的主要目的是在不使用溶剂浸出，而且蛋白质不被酶解的情况下，通过膜分离处理及工艺条件筛选，制备得到低异味的豌豆分离蛋白。发明人经过大量研究，提出了在碱性条件下对豌豆浆进行膜分离处理的工艺路线，同时结合酸沉、中和与喷雾干燥工艺，制备得到皂甙和挥发性成分总量减少70％以上，以及多酚化合物减少30％以上的低异味豌豆分离蛋白。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种改善豌豆分离蛋白风味的方法，其特征在于：包括，

将豌豆用去离子水浸泡后，过滤，得到浸泡后的豌豆；

将浸泡后的豌豆加入去离子水，打浆，得到豌豆糊；

调节豌豆糊的pH至7.0～9.0，搅拌，离心取上层清液，得到豌豆浆；

取豌豆浆进行膜分离处理，弃去透过液，收集截留液；

将截留液加热、冷却后，调节pH至4.5～5.0，离心取下层沉淀，加入去离子水调节溶液固形物，中和，杀菌，喷雾干燥，得到豌豆分离蛋白。

2.如权利要求1所述的改善豌豆分离蛋白风味的方法，其特征在于：所述将豌豆用去离子水浸泡，其中，豌豆与去离子水的料水比以g:mL计为1:3，浸泡温度为室温，浸泡时间为8～12h。

3.如权利要求1或2所述的改善豌豆分离蛋白风味的方法，其特征在于：所述将浸泡后的豌豆加入去离子水，其中，浸泡后豌豆与去离子水的料水比以g:mL计为1:3。

4.如权利要求3所述的改善豌豆分离蛋白风味的方法，其特征在于：所述离心取上层清液，室温下，3000g离心15min。

5.如权利要求1、2、4任一所述的改善豌豆分离蛋白风味的方法，其特征在于：所述膜分离处理，膜截留分子量为50～100kDa，透过液体积为豌豆浆体积的1～5倍。

6.如权利要求5所述的改善豌豆分离蛋白风味的方法，其特征在于：所述将截留液加热、冷却，将截留液在50～90℃下加热，随后冷却至25℃。

7.如权利要求1、2、4、6任一所述的改善豌豆分离蛋白风味的方法，其特征在于：所述离心取下层沉淀，室温下，3000g离心15min。

8.如权利要求7任一所述的改善豌豆分离蛋白风味的方法，其特征在于：所述加入去离子水调节溶液固形物，调节溶液固形物为10～15％。

9.如权利要求1、2、4、6、8任一所述的改善豌豆分离蛋白风味的方法，其特征在于：所述中和，采用2.0mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0～7.5。

10.如权利要求9所述的改善豌豆分离蛋白风味的方法，其特征在于：所述杀菌，将中和液加热至120～130℃，保持30～60s，闪蒸降温至50～60℃。

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