CN115119895B - 大豆分离蛋白及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及食品领域，尤其涉及大豆分离蛋白及其制备方法。本发明提供了大豆分离蛋白的制备方法，取原料萃取、氧化诱导聚集、酸沉、中和后，获得所述大豆分离蛋白。本发明提供了一种适合工业生产的高凝胶型的大豆分离蛋白的制备方法，操作简单快捷、能耗低，且制备出的大豆分离蛋白保水性显著提高。通过本发明的制备方法制得的大豆分离蛋白的凝胶性和持水性提高。
Description
技术领域
本发明涉及食品领域，尤其涉及大豆分离蛋白及其制备方法。
背景技术
大豆分离蛋白有着丰富的营养价值和功能特性，是一种重要的食品配料。所含氨基酸组成与人体必需氨基酸组成相似，符合人体需求，在肉制品、面制品、冷冻食品等行业有着广泛的应用。
凝胶性是大豆分离蛋白的一大重要功能特性。蛋白质在加热形成凝胶的过程中，逐渐形成三维网状结构，包埋较多的水分及油脂，提高了产品的持水性，改善制品切片性、风味等。
现有提高分离蛋白凝胶性的方法主要是通过蛋白质改性实现的，常用的蛋白改性方法主要有物理法、化学法、酶法等。但现今技术的制备方法操作步骤相对繁琐、总体能耗较高、时间成本和生产成本也较高，因此寻找一种操作简单、能耗低的大豆分离蛋白的制备方法具有潜在的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了大豆分离蛋白及其制备方法。本发明提供了一种适合工业生产的高凝胶型的大豆分离蛋白的制备方法，操作简单快捷、能耗低，且制备出的大豆分离蛋白保水性显著提高。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了大豆分离蛋白的制备方法，取原料萃取、氧化诱导聚集、酸沉、中和后，获得所述大豆分离蛋白。
在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中所述萃取的温度为55～70℃，pH值为9～10。
在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中所述氧化诱导聚集中采用4～10‰的双氧水，pH值调节至2.5～4.0，时间为20～40min。
在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中所述酸沉的pH值至4.5～5.5，采用的离心转速为3000～4000rpm，时间25～40min。
在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中所述中和采用4～9‰的复合稳定剂。
在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中所述复合稳定剂包括：单硬脂酸甘油酯、羟丙基甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠或硫酸钙中的一种或多种。
在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中所述单硬脂酸甘油酯、所述羟丙基甲基纤维素钠、所述聚丙烯酸钠和所述硫酸钙的重量比为(5～6):(4～6):(1～2):(2～3)。
在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中所述中和的时间为10～30min，固形物的含量调节至10～16％，pH值调节至7.0～8.5。
在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中所述中和后还包括：杀菌、均质和干燥的步骤。
在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中所述原料包括：脱脂低温豆粕。
本发明还提供了上述制备方法获得的大豆分离蛋白。
本发明还提供了千页豆腐，以重量份数计，包括如下组分：
本发明还提供了上述千页豆腐的制备方法，取配方量的所述冰水、所述大豆分离蛋白或所述制备方法获得的所述大豆分离蛋白和所述谷氨酰胺转氨酶斩拌至水合溶解，加入所述大豆油斩拌至无颗粒，加入所述变性淀粉斩拌至无干粉后，醒发，蒸制后获得所述千页豆腐。
具体的，在本发明的一些实施方案中，所述大豆分离蛋白优选为高凝胶性大豆分离蛋白。
本发明提供了大豆分离蛋白的制备方法，取原料萃取、氧化诱导聚集、酸沉、中和后，获得所述大豆分离蛋白。
本发明的有益效果包括：
(1)本发明提供的制备大豆分离蛋白的方法，可使制得的大豆分离蛋白凝胶强度提高22％，保水性提高59％，将其应用到千页豆腐中，可显著改善千页豆腐口感，降低蒸煮损失。
(2)本发明提供的制备方法和条件具有工艺简单、易于操作等优点。
(3)本发明将单硬脂酸甘油酯、羟丙基甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、硫酸钙复配，利用各添加剂间的协同作用，与蛋白质发生共价交联反应，进而提高蛋白质的稳定性及凝胶能力。
(4)本发明在酸沉过程中加入双氧水，采用阶梯式酸沉，有效提高双氧水的氧化稳定性。双氧水诱导游离巯基与二硫键相互转化，引起蛋白质分子重新折叠形成新的集聚体，再次包埋暴露的疏水性残基，改善分离蛋白的凝胶性。
具体实施方式
本发明公开了大豆分离蛋白及其制备方法。
应该理解，表述“……中的一种或多种”单独地包括每个在所述表述后叙述的物体以及所述叙述的物体中的两者或更多者的各种不同组合，除非从上下文和用法中另有理解。与三个或更多个叙述的物体相结合的表述“和/或”应该被理解为具有相同的含义，除非从上下文另有理解。
术语“包括”、“具有”或“含有”，包括其语法同义语的使用，通常应该被理解为开放性和非限制性的，例如不排除其他未叙述的要素或步骤，除非另有具体陈述或从上下文另有理解。
应该理解，只要本发明仍可操作，步骤的顺序或执行某些行动的顺序并不重要。此外，两个或更多个步骤或行动可以同时进行。
本文中的任何和所有实例或示例性语言如“例如”或“包括”的使用，仅仅打算更好地说明本发明，并且除非提出权利要求，否则不对本发明的范围构成限制。本说明书中的任何语言都不应解释为指示任何未要求保护的要素对于本发明的实践是必不可少的。
此外，用以界定本发明的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。因此，除非另有明确的说明，应当理解本公开所用的所有范围、数量、数值与百分比均经过“约”的修饰。在此处，“约”通常是指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。
本发明的基本工艺流程包括：脱脂豆粕→萃取→酸沉→中和→闪蒸杀菌→喷雾干燥。
(1)以脱脂低温豆粕为主要原料，经过超微粉碎，投入到萃取罐中；
(2)采用连续萃取工艺，一级萃取罐进行初级萃取、二级萃取罐进行再次萃取、三级萃取罐进行完全萃取。一到三级萃取料液比为1:12:9:5，萃取温度均为55～70℃，萃取pH保持9～10；
(3)去除豆渣，加入4‰～10‰的双氧水，萃取液pH调整为2.5～4.0，反应20～40min进行氧化诱导聚集；将反应后萃取液pH调整为4.5～5.5，3000～4000rpm离心25～40min获得蛋白凝乳，pH调节所用酸为盐酸。
(4)将沉淀用水复溶，加入4～9‰复合稳定剂(单硬脂酸甘油酯、羟丙基甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、硫酸钙)，反应10～30min；调整固形物含量到10％～16％，调整pH到7.0～8.5。
(5)进行杀菌、均质处理，经过喷雾干燥即得到高凝胶性大豆分离蛋白。
本发明高凝胶性大豆分离蛋白的制备方法、对比例和验证例中，所用原料及试剂均可由市场购得。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1高凝胶性大豆分离蛋白的制备方法
(1)以脱脂低温豆粕为主要原料，经过超微粉碎，投入到萃取罐中；
(2)采用连续萃取工艺，一级萃取罐进行初级萃取、二级萃取罐进行再次萃取、三级萃取罐进行完全萃取。一到三级萃取料液比为1:12:9:5，萃取温度均为55℃，萃取pH保持9～10；
(3)去除豆渣，加入10‰的双氧水，萃取液pH调整为3.0，反应30min进行氧化诱导聚集；将反应后萃取液pH调整为5.5，3200rpm离心30min获得蛋白凝乳，pH调节所用酸为盐酸；
(4)将沉淀用水复溶，加入7‰复合稳定剂(单硬脂酸甘油酯、羟丙基甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、硫酸钙＝5:4:1:2)，反应20min；调整固形物含量到10％，调整pH到8.5；
(5)进行杀菌、均质处理，经过喷雾干燥即得到高凝胶性大豆分离蛋白。
实施例2高凝胶性大豆分离蛋白的制备方法
(1)以脱脂低温豆粕为主要原料，经过超微粉碎，投入到萃取罐中；
(2)采用连续萃取工艺，一级萃取罐进行初级萃取、二级萃取罐进行再次萃取、三级萃取罐进行完全萃取。一到三级萃取料液比为1:12:9:5，萃取温度均为60℃，萃取pH保持9～10；
(3)去除豆渣，加入4‰的双氧水，萃取液pH调整为4.0，反应20min进行氧化诱导聚集；将反应后萃取液pH调整为4.5，4000rpm离心25min获得蛋白凝乳，pH调节所用酸为盐酸；
(4)将沉淀用水复溶，加入9‰复合稳定剂(单硬脂酸甘油酯、羟丙基甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、硫酸钙＝5:5:1:2)，反应30min；调整固形物含量到16％，调整pH到7.0；
(5)进行杀菌、均质处理，经过喷雾干燥即得到高凝胶性大豆分离蛋白。
实施例3高凝胶性大豆分离蛋白的制备方法
(1)以脱脂低温豆粕为主要原料，经过超微粉碎，投入到萃取罐中；
(2)采用连续萃取工艺，一级萃取罐进行初级萃取、二级萃取罐进行再次萃取、三级萃取罐进行完全萃取。一到三级萃取料液比为1:12:9:5，萃取温度均为60℃，萃取pH保持9～10；
(3)去除豆渣，加入7.6‰的双氧水，萃取液pH调整为2.5，反应30min进行氧化诱导聚集；将反应后萃取液pH调整为4.5，3500rpm离心28min获得蛋白凝乳，pH调节所用酸为盐酸；
(4)将沉淀用水复溶，加入4‰复合稳定剂(单硬脂酸甘油酯、羟丙基甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、硫酸钙＝6:4:2:3)，反应10min；调整固形物含量到13％，调整pH到8.0；
(5)进行杀菌、均质处理，经过喷雾干燥即得到高凝胶性大豆分离蛋白。
实施例4高凝胶性大豆分离蛋白的制备方法
(1)以脱脂低温豆粕为主要原料，经过超微粉碎，投入到萃取罐中；
(2)采用连续萃取工艺，一级萃取罐进行初级萃取、二级萃取罐进行再次萃取、三级萃取罐进行完全萃取。一到三级萃取料液比为1:12:9:5，萃取温度均为70℃，萃取pH保持9～10；
(3)去除豆渣，加入8‰的双氧水，萃取液pH调整为2.5，反应40min进行氧化诱导聚集；将反应后萃取液pH调整为5.0，3000rpm离心40min获得蛋白凝乳，pH调节所用酸为盐酸。
(4)将沉淀用水复溶，加入7‰复合稳定剂(单硬脂酸甘油酯、羟丙基甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、硫酸钙＝6:6:2:3)，反应30min；调整固形物含量到13％，调整pH到8.5；
(5)进行杀菌、均质处理，经过喷雾干燥即得到高凝胶性大豆分离蛋白。
对比例1
(1)以脱脂低温豆粕为主要原料，经过超微粉碎，投入到萃取罐中；
(2)采用连续萃取工艺，一级萃取罐进行初级萃取、二级萃取罐进行再次萃取、三级萃取罐进行完全萃取。一到三级萃取料液比为1:12:9:5，萃取温度均为60℃，萃取pH保持9～10；
(3)去除豆渣，加入8‰的双氧水，萃取液pH调整为3.0，反应30min进行氧化诱导聚集；将反应后萃取液pH调整为4.5，3200rpm离心30min获得蛋白凝乳；所述pH调节所用酸为盐酸；
(4)将沉淀用水复溶，调整固形物含量到13％，调整pH到8.5；
(5)进行杀菌、均质处理，经过喷雾干燥即得到大豆分离蛋白。
对比例2
(1)以脱脂低温豆粕为主要原料，经过超微粉碎，投入到萃取罐中；
(2)采用连续萃取工艺，一级萃取罐进行初级萃取、二级萃取罐进行再次萃取、三级萃取罐进行完全萃取。一到三级萃取料液比为1:12:9:5，萃取温度均为60℃，萃取pH保持9～10；
(3)去除豆渣，用盐酸将萃取液pH调整为4.5，反应30min进行氧化诱导聚集；将反应后萃取液pH调整为4.5，3600rpm离心30min获得蛋白凝乳，pH调节所用酸为盐酸；
(4)将沉淀用水复溶，加入8‰的双氧水，调整固形物含量到13％，调整pH到8.5；
(5)进行杀菌、均质处理，经过喷雾干燥即得到大豆分离蛋白。
对比例3
(1)以脱脂低温豆粕为主要原料，经过超微粉碎，投入到萃取罐中；
(2)采用连续萃取工艺，一级萃取罐进行初级萃取、二级萃取罐进行再次萃取、三级萃取罐进行完全萃取。一到三级萃取料液比为1:12:9:5，萃取温度均为60℃，萃取pH保持9～10；
(3)去除豆渣，用盐酸将萃取液pH调整为4.5；3200rpm离心30min获得蛋白凝乳；
(4)将沉淀用水复溶，调整固形物含量到13％，调整pH到8.5；
(5)进行杀菌、均质处理，经过喷雾干燥即得到大豆分离蛋白。
实施例1～4的区别在于双氧水和复合稳定剂的添加量不同，实施例1～4与对比例1的差别在于复合稳定剂的添加与否，对比例1与对比例2的区别在于双氧水添加方式的不同，实施例1～4与对比例3的区别在于双氧水和复合稳定剂的添加与否。
验证例1产品功能性检测
(1)大豆分离蛋白凝胶强度检测
称取50g实施例1～实施例4获得的高凝胶性大豆分离蛋白和对比例1～3获得的大豆分离蛋白，加蒸馏水200g，用博朗斩拌器FP-3010型搅拌均匀，15档斩拌4min后获得凝胶。凝胶2000rpm离心10min，然后90℃水浴加热30min。冷却至23℃±2℃后4℃放置12h。借助质构仪检测凝胶强度及弹性。
(2)大豆分离蛋白保水性检测
离心管称重，记为M1，称取97g水与3g实施例1～实施例4获得的高凝胶性大豆分离蛋白和对比例1～3获得的大豆分离蛋白于250mL烧杯中，使用IKA均质机均质2min，使蛋白完全溶解无明显小疙瘩，后移取30g(M2)的蛋白液于50mL离心管中，放入离心机10000rpm离心15min，去除上清液，称重记为M3。
保水性＝[M3-M1-(M2-M1)×3/100]/[(M2-M1)×3/100]。
表1本发明生产的分离蛋白的功能性
| 产品名称 | 凝胶破裂强度/g | 凝胶破裂距离/mm | 保水性(g水/g粉) |
| 实施例1 | 3075.67±6.65a | 23.84±0.17a | 14.00±0.09a |
| 实施例2 | 2993.00±6.08b | 22.95±0.06b | 13.15±0.20b |
| 实施例3 | 2766.33±5.51d | 22.54±0.14c | 12.76±0.19b |
| 实施例4 | 2898±54.44c | 23.68±0.10a | 12.98±0.09b |
| 对比例1 | 2696±8.54e | 22.50±0.13c | 10.95±0.05c |
| 对比例2 | 2556.67±29.70f | 22.19±0.16d | 9.02±0.06d |
| 对比例3 | 2427.33±45.62g | 20.96±0.09e | 8.78±0.11e |
注：不同的小写字母表示一列内的平均值之间存在显著差异(p<0.05)。
实施例1～4的区别在于双氧水和复合稳定剂的添加量不同，实施例1～4与对比例1的差别在于复合稳定剂的添加与否，对比例1与对比例2的区别在于双氧水添加方式的不同，实施例1～4与对比例3的区别在于双氧水和复合稳定剂的添加与否。
一般用凝胶破裂强度表示分离蛋白凝胶的硬度，凝胶破裂距离表示分离蛋白凝胶的弹性。实验结果如表1所示，实施例1～4的凝胶破裂强度以及凝胶破裂距离均优于对比例1～3，凝胶破裂强度可提高11％～22％。即按照本发明制作的高凝胶性大豆分离蛋白凝胶硬度及弹性显著提高。
大豆分离蛋白的保水性也是分离蛋白应用中关注的一大重点。实施例1～4的保水性均高于对比例1～3，其中实施例1保水性最好，比对比例3提高59％。根据表1可知实施例1～4的凝胶硬度以及保水性均优于对比例1，即本发明所提供的复合稳定剂的添加可以显著提高大豆分离蛋白的凝胶强度以及保水性。对比例1的凝胶硬度、凝胶弹性及保水性比对比例2好，即在酸沉过程中添加双氧水与中和添加双氧水相比，提高凝胶性的效果更好。
验证例2产品在千页豆腐上的应用验证
(1)千叶豆腐制备
表2千页豆腐配方
| 原料 | 重量/g |
| 高凝胶性大豆分离蛋白或大豆分离蛋白 | 700 |
| 冰水 | 4900 |
| 变性淀粉 | 370 |
| 大豆油 | 270 |
| 谷氨酰胺转氨酶 | 8 |
按照表2进行原料准备。将冰水、实施例1～实施例4获得的高凝胶性大豆分离蛋白和对比例1～3获得的大豆分离蛋白、谷氨酰胺转氨酶(TG)加入斩拌机中，高速斩拌4min左右，直至实施例1～实施例4获得的高凝胶性大豆分离蛋白和对比例1～3获得的大豆分离蛋白完全水合溶解，然后添加大豆油，高速斩拌2min左右至浆液细腻无明显颗粒。再添加变性淀粉，高速斩拌1min左右至无干粉。然后将打好的浆液抹在托盘中，浆液厚度4～5cm，在浆液上覆一层保鲜膜，放入4℃左右冷藏室冷藏醒发12h。将冷藏定型后的生坯取出，置于90℃蒸箱中蒸50min左右直到中心温度达到75℃。
(2)千页豆腐TPA深压测定
将步骤(1)获得的千叶豆腐切成30mm×30mm×30mm的块状，使用质构仪对千页豆腐的硬度、弹性、凝胶强度、咀嚼性进行测定。
测定参数：测定速率49.8mm/min；测后速率49.8mm/min；压缩比60％；两次下压间隔时间：5s，探头类型为压盘式测试探头P25(25mm)。
表3千页豆腐质构分析结果
注：不同的小写字母表示一列内的平均值之间存在显著差异(p<0.05)。
分离蛋白是千页豆腐的主要原料之一，在千页豆腐中添加量高达11％有余。分离蛋白的性质可以直接影响千页豆腐的质构，而千页豆腐的质构可以在一定程度上反映分离蛋白的品质。通过检测TPA深压的方式对千页豆腐质构进行分析，发现使用实施例1～4制得的高凝胶性大豆分离蛋白制作的千页豆腐硬度、弹性、回复性以及咀嚼性均优于对比例1～3。而添加双氧水的对比例3制得的分离蛋白所制作的千页豆腐与对比例1、对比例2相比，具有较好的硬度、咀嚼性。其中实施例1的咀嚼性最好。即本发明所提供的方法制作的高凝胶性大豆分离蛋白可以制作出质构优良的千页豆腐。
(3)千页豆腐蒸煮损失测定：
将步骤(1)获得的千页豆腐冷藏过夜后称取重量，记为W1，然后放入蒸箱中90℃蒸50min，取出冷却至23℃±2℃后，称取重量，记为W2，蒸煮损失(％)即为[(W1-W2)/W1]×100。
表4千页豆腐蒸煮损失
| 蒸煮损失/％ | |
| 实施例1 | 0.23±0.03e |
| 实施例2 | 0.39±0.03d |
| 实施例3 | 0.40±0.04d |
| 实施例4 | 0.42±0.03d |
| 对比例1 | 0.51±0.07c |
| 对比例2 | 0.67±0.04b |
| 对比例3 | 0.75±0.06a |
注：不同的小写字母表示一列内的平均值之间存在显著差异(p<0.05)。
千页豆腐熟化过程会发生水分蒸发等变化，导致重量降低，影响千页豆腐最后的出率。从蒸煮损失进行分析，实施例1～4的蒸煮损失均比对比例1～3低，因此使用本发明生产的高凝胶性大豆分离蛋白制作千页豆腐可以有效减小千页豆腐的蒸煮损失，有助于提高产品出率。
(4)千页豆腐感官评价
将冷却至23℃±2℃的千页豆腐在-30℃速冻，后取出切片，沸水煮3min后随机邀请20人进行感官品尝，并根据表5千页豆腐感官品质评价表标准对千页豆腐进行打分，后收集打分情况进行汇总后求取平均值，即为最终感官评价得分。
表5千页豆腐感官品质评价表
表6千页豆腐感官评价得分表
根据感官评价得分表所示，实施例1～4均比对比例1～3得分高，即使用本方法制作的高凝胶性大豆分离蛋白制作千页豆腐口感更好，其中实施例1获得的高凝胶性大豆分离蛋白制作的千页豆腐综合感官评价最高。
综合凝胶强度、保水性、千页豆腐质构、蒸煮损失以及感官评价得分，可以看出本发明生产的高凝胶性大豆分离蛋白不仅拥有更高的凝胶强度和保水性，其制作的千页豆腐质构、口感也更好，蒸煮损失更小。其中实施例1最优。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.大豆分离蛋白的制备方法，其特征在于，取原料萃取、氧化诱导聚集、酸沉、中和后，获得所述大豆分离蛋白；
所述氧化诱导聚集中采用4~10 ‰的双氧水，pH值调节至2.5~4.0，时间为20~40min；
所述中和将沉淀用水复溶，加入4~9 ‰的复合稳定剂；
所述复合稳定剂为：单硬脂酸甘油酯、羟丙基甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠和硫酸钙；
所述单硬脂酸甘油酯、所述羟丙基甲基纤维素钠、所述聚丙烯酸钠和所述硫酸钙的重量比为(5~6):(4~6):(1~2):(2~3)；
所述中和的时间为10~30 min，固形物的含量调节至10~16%，pH值调节至7.0~8.5。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述萃取的温度为55~70℃，pH值为9~10。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述酸沉的pH值至4.5~5.5，采用的离心转速为3000~4000rpm，时间为25~40min。
4.如权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述中和后还包括：杀菌、均质和干燥的步骤。
5.如权利要求1至4任一项所述制备方法获得的大豆分离蛋白。
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