CN118434289A - 改善蛋白质成分的处理特性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蛋白质成分，例如蛋白质浓缩物和蛋白质分离物，所述蛋白质成分具有改善的处理特性，特别是表现出更高的体积密度和流动性，同时与市场上的参考品相比具有低含尘量。本发明还涉及包含所述蛋白质成分的组合物。本发明还涉及一种获得具有改善的处理特性的蛋白质成分的方法，其中所述方法包括压实步骤，随后是研磨步骤，以及任选的分级步骤。有利的是，本发明请求保护的方法不需要任何热处理，从而保持蛋白质成分的天然特性，同时成本低廉。

Description

改善蛋白质成分的处理特性的方法
技术领域
本发明涉及处理特性改善的蛋白质成分，特别是蛋白质浓缩物和蛋白质分离物。
技术背景
许多食品成分以干燥形式出售，即粉末，有时也称为精粉(flour)。这些粉末(或精粉)通常是配制的，因此是成分生产商的最终产品，但也是终端用户的原材料。对于终端用户来说，食品成分的化学组成是一个关键参数，以及价格、食品安全和成分处理。
粉末处理包括不同的标准，这些标准很少被客观评估，例如密度、流动性、含尘量、润湿性、分散性等。然而，成分生产商对这些标准通常优化不佳，即使如此，对于用户配方和使用来说仍然是关键的。
市场上有两种主要的蛋白质浓缩方法：生产蛋白质浓缩物的干法工艺(即，干物质中蛋白质含量低于80％)和生产蛋白质分离物(即，干物质中蛋白质含量大于或等于80％)和蛋白质浓缩物的湿法工艺。
干法工艺包括将尺寸小于10μm的蛋白质体与通常(但不一定)尺寸较粗(>10μm)的淀粉和/或纤维分离(Schutyser，M.A.I.，&van der Goot，A.J.(2011).干法分级工艺在可持续植物蛋白生产中的潜力。食品科学技术趋势(Trends in Food Science andTechnology)，22(4)，154-164。)。由此产生的颗粒根据其尺寸、密度和/或静电性质进行分选，例如使用气流分级和/或静电分离等技术。为了达到良好的蛋白质分离效果(指高产量和纯度)，通常将材料研磨成几微米的细粒径：d90<40μm(指90％的谷物的粒径小于40μm)。对这种超细精粉进行气流分级后，收集富含蛋白质的细级份。这种蛋白质级分通常非常细，例如d90低于30μm，通常接近20μm。然而，这种极细的粉末流动性差，密度低，水中的润湿性和分散性差。这种表现是有利于颗粒之间的静电和毛细管结合的细粒径和化学成分导致的。
唯一已知的改善干法生产的蛋白质浓缩物特性的方法是对蛋白质级分进行热后处理。该工艺包括将蛋白质浓缩物与蒸汽混合到连续或间歇反应器中的复杂组合。然后将精粉在冷却室中冷却。在这个阶段，产品成为异质团聚体的形式。然后使用任何类型的研磨机(例如打浆机、锤子、销钉、刀等)将产品磨成精粉。通过此类工艺生产的产品作为“清洁标签”产品销售，有时具有改善的流动性。然而，该工艺的投资和运营成本高昂，并且蛋白质会因热处理而变性，这有时对应用不利。
湿法工艺利用蛋白质在pH值下的溶解度分离蛋白质(Boye，J.，Zare，F.，&Pletch，A.(2010).豆类蛋白：加工、表征、功能特性及其在食品和饲料中的应用.Food ResearchInternational，43(2)，414-431)。通过pH值调节、热处理和固/液分离可以生产出富含蛋白质的奶油，奶油最终干燥成粉末。蛋白质干燥的主要工艺主要是但不限于喷雾干燥。通常对此类工艺进行监控以优化干燥(使水分低于12％)，避免产品过热、堵塞和微生物滋生。因此，颗粒的尺寸和形状分布是干燥工艺参数和成分的化学组成导致的。根据机器设计、技术选择和工艺参数，可以生成两种类型的颗粒：一些具有草莓结构，一些具有洋葱结构，它们具有不同的流变特性。
在湿法工艺中，粉末流变性是许多其他优先规格的结果。当喷雾干燥机针对干燥效率进行优化时，操作员通常会避免更改设置，以避免主要工艺干扰或中断。因此，喷雾干燥机操作员的目的主要是为了获得质量稳定的产品，无论进料如何变化，而不是优化粉末流变性。
因此，在现有生产线上调整蛋白质分离物的流动性主要是通过在干燥过程中或之后添加流动性助剂(例如硅粉)来实现的。然而，这些添加剂越来越被市场拒绝，并且需要替代品。因此，在考虑粉末流变性和密度时，湿法工艺生产的蛋白质成分通常灵活性较差。
喷雾干燥蛋白质分离物的流动性和密度改善的最后一个替代方案是增加后处理，例如湿法团聚(例如Glatt)。这些后处理包括粉末的湿法团聚和干燥，涉及加热和水，这在投资和能耗方面都很昂贵。
通过湿法或干法获得的蛋白质成分之间的共同点是，目前粉末在流动性、密度、含尘量、润湿性和水分散性方面优化较差。必须改善粉末，优选通过可持续的后处理工艺，避免产品热变性和使用不适当的添加剂(例如纳米颗粒)，因为改变生产工艺很少是一种选择。
因此需要一种生产具有改善的处理特性(例如更高的体积密度、改善的流动性和/或低含尘量)的蛋白质成分的方法。
发明描述
本发明人意外地发现，通过压实起始原料以增加粒径，随后研磨所得压实产品，可以有效改善蛋白质成分(例如蛋白质浓缩物或蛋白质分离物)的处理特性。
为了将起始原料压实，起始原料需要具有适当的含水量，含水量例如通过将其与水混合获得。
本发明请求保护的方法的优点在于易于实施，无需任何热处理，从而避免蛋白质成分的变性，同时成本低廉，并且当使用蛋白质浓缩物作为起始原料时，无需添加任何添加剂。
将蛋白质成分压实为大团粒并与研磨至相对较粗的颗粒相结合，可以增加蛋白质成分的粒径。
通过本发明要求保护的方法获得的蛋白质成分宜具有至少一种改善的处理特性，例如体积密度提升、含尘量降低、流动性改善、分散性改善和/或润湿性改善。
有利的是，当分级(筛分或气流分级)的废品再循环到机械压力机中时，本发明的方法中不会产生副产品。
本发明请求保护的方法所带来的改进对降低储存和运输成本很关键，同时提高了配方师对蛋白质成分的应用价值。
本发明的方法特别适用于使用蛋白质浓缩物或蛋白质分离物作为起始原料的情况。
本发明的第一个目的是一种蛋白质成分，其中所述蛋白质成分是蛋白质分离物或蛋白质浓缩物，其中所述蛋白质成分为干燥形式，并且其中所述蛋白质成分具有以下特性中的至少一种：
-所述蛋白质成分包含至少90％的直径大于100μm的颗粒，
-所述蛋白质成分具有大于0.5g.cm-3的充气密度，
-所述蛋白质成分具有大于0.6g.cm-3的振实密度，
-所述蛋白质成分具有低凸度、低伸长率和均匀圆度，
-所述蛋白质成分是可流动的，
-所述蛋白质成分是可分散的，和/或
-所述蛋白质成分是可湿润的。
上述定义的蛋白质成分可以通过以下方法获得，所述方法包括压制蛋白质分离物或蛋白质浓缩物的步骤以及随后的研磨步骤。
本发明的另一个目的是一种组合物，所述组合物包含至少一种如上所定义的蛋白质成分。
如上所定义的组合物可以是食品组合物、饲料组合物、宠物食品组合物、化妆品组合物、营养组合物或药物组合物。
本发明的另一个目的是一种生产如上所定义的蛋白质成分的方法，其中，所述方法包括：
a)提供湿粉形式的蛋白质浓缩物或蛋白质分离物，其含水量优选为6％至16％，更优选为8％至14％，
b)压制步骤a)所述的湿粉，以获得团粒，
c)研磨步骤b)中获得的所述团粒，以获得粉末，和
d)对步骤c)中获得的所述粉末进行分级(例如筛分或气流分级)，以获得至少一种目标粗级份(target coarse fraction)、任选的细级份(fine fraction)、和任选的尺寸大于所述目标粗级份的粗级份。
在如上所定义的方法中，步骤b)可以包括压制步骤a)所述的湿粉和步骤d)中获得的所述细级份。
在如上所定义的方法中，步骤d)可以包括对步骤c)中获得的粉末进行分级，以获得细级份、至少一种目标粗级份和尺寸大于所述目标粗级份的粗级份，并且步骤c)可以包括研磨步骤b)中获得的团粒和所述尺寸大于所述目标粗级份的粗级份，以获得粉末。
所述目标粗级份可以在至少一次包括从100μm至2000μm的筛分后获得。
如上所定义的方法优选以连续模式进行实施。
如上所定义的方法优选地包括：
a)提供湿粉形式的蛋白质浓缩物或蛋白质分离物，其含水量优选为6％至16％，更优选为8％至14％，
b)压制步骤a)所述的湿粉和步骤d)中获得的所述细级份，以获得团粒，
c)研磨步骤b)中获得的所述团粒，和任选的步骤d)中获得所述尺寸大于所述目标粗级份的粗级份，以获得粉末，和
d)对步骤c)中获得的所述粉末进行分级，以获得细级份、至少一种目标粗级份、和任选的尺寸大于所述目标粗级份的粗级份。
本发明的另一个目的是压制后研磨的用途，用于改善蛋白质分离物或蛋白质浓缩物的至少一种处理特性。
本发明的另一个目的是一种适用于实施如上所定义的方法的系统，其中所述系统包括：
-任选地，至少一个混合器，
-至少一个机械压力机，
-至少一个研磨机，和
-至少一个分级装置，
其中，所述混合器在存在时连接至所述机械压力机，
其中所述机械压力机连接至所述研磨机，并且
其中所述研磨机连接至所述分级装置。
在如上所定义的系统中，所述分级装置优选进一步连接至所述机械压力机和/或所述研磨机和/或所述混合器。
起始原料
用于生产本发明所述的改善的蛋白质成分的起始原料也是蛋白质成分。
蛋白质成分是富含蛋白质的成分，优选包含以干物质计至少40％的蛋白质，更优选以干物质计至少50％的蛋白质。
术语“蛋白质”特指包含至少一条由肽键连接在一起的氨基酸残基链的生物分子。蛋白质通常包含至少一条由肽键连接在一起的至少十个氨基酸残基的链。
蛋白质具体地具有大于1000Da的分子量。
用作起始原料的蛋白质成分优选以粉末形式提供。
如上所定义的用作起始原料的蛋白质成分可以从任何合适的来源获得，例如植物、植物基材料、藻类、昆虫、酵母、真菌或非人类动物(例如牛奶、鱼)。
在优选的实施方式中，如上所定义的用作起始原料的蛋白质成分获自非动物来源。
植物可以选自豆科植物(legume)、油料植物和谷类植物。
本文中，“豆科植物”指豆科(Fabaceae family，也称为Leguminosae family)植物。豆科植物包括以下亚科：Cercidoideae(包括羊蹄甲(Bauhinia)属和紫荆(Cercis)属)、Detarioideae(包括Amherstia属、Detarium属和罗望子(Tamarindus)属)、杜帕奎虫科(Duparquetioideae)(包括Duparquetia属)、Dialioideae(包括摘亚木(Dialium)属)、苏木亚科(Caesalpinioideae)(包括云实(Caesalpinia)属、番泻叶(Senna)属、含羞草(Mimosa)属和金合欢(Acacia)属)和蝶形花亚科(Faboideae)(包括羽扇豆属(Lupinus)和豌豆(Pisum)属)。
所述植物优选为蝶形花亚科植物，更优选为鹰嘴豆(Cicer)属、大豆(Glycine)属、香豆(Lathyrus)属、透镜(Lens)属、羽扇豆(Lupinus)属、苜蓿(Medicago)属、菜豆(Phaseolus)属、豌豆(Pisum)属、三叶草(Trifolium)属、野豌豆(Vicia)属或豇豆(Vigna)属的植物。
油籽植物包括，例如向日葵、油菜籽、大豆、亚麻籽、油菜或山茶。
谷物包括，例如小麦、荞麦、燕麦、大麦、玉米或大米。
可以使用植物的任何部分，例如芽、叶、花、针叶、茎、枝、子实体、果实、种子、根、球茎和/或根茎。
如上所定义的用作起始原料的蛋白质成分优选获自植物种子。
种子优选以精粉、脱壳种子或饼的形式使用。
优选的植物来源是豆类。
本文中的“豆类”是指来自豆科植物的可食用种子。
优选的豆类包括豌豆、黄豌豆、鹰嘴豆、蚕豆、绿豆、小扁豆、菜豆、鹰嘴豆、羽扇豆、班巴拉花生和/或水豆。
植物基材料可以选自工业或农业副产品，例如麦芽、麸皮、啤酒糟或稻草。
蛋白质成分还可以是纯化的蛋白质组合物，例如酶组合物。
用作起始原料的酶组合物优选包含占干物质重量至少50％的蛋白质，例如占干物质重量至少75％的蛋白质。
用作起始原料的酶组合物优选包含占除糖以外的干物质重量至少50％的蛋白质，例如占除糖以外的干物质重量至少75％的蛋白质。
所述糖，特别是麦芽糊精和/或麦芽糊精类似物，通常在酶组合物中用作稳定剂。
酶组合物可以包含一种酶或至少两种酶的混合物。
术语“酶”在本文中特别指蛋白质，其是一种生物催化剂，特别是能够增加化学反应的速率而不会在反应中被改变或消耗。
所述酶可以例如选自下组：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶和连接酶。
优选的水解酶是，例如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶或核酸酶。
如上所定义的蛋白质成分优选为蛋白质浓缩物或蛋白质分离物。
本文中的“蛋白质浓缩物”是指以干物质计蛋白质至少为40％但少于80％的产品。
如上所定义的优选蛋白质浓缩物包含以干物质计45％至70％的蛋白质，例如以干物质计50％至65％的蛋白质。
大多数商业化的蛋白质浓缩物确实含有以干物质计50％至65％的蛋白质。
因此，蛋白质浓缩物仍然含有一些纤维和碳水化合物。
用作起始原料的蛋白质浓缩物可以通过本领域技术人员熟知的任何方法获得，例如干法或湿法。
生产蛋白质浓缩物的干法的实例包括：
-将起始原料脱壳并研磨，优选研磨至几微米的细粒径，以获得精粉，和
-根据蛋白质浓缩物的尺寸、密度和/或静电性质分选所需的蛋白质浓缩物，例如使用气流分级和/或静电分离。
生产蛋白质浓缩物或分离物的湿法例如包括：
-将起始原料脱壳并研磨，优选研磨至几百微米的细粒径，以获得精粉，
-在中性或碱性pH下溶解蛋白质，
-固/液分离，
-在酸性或热条件下进行蛋白质沉淀，
-固/液分离以浓缩沉淀的蛋白质，
-任选地，进行热处理以稳定蛋白质，和
-将蛋白质级分干燥，例如在喷雾干燥器中干燥。
在湿法工艺中，获得蛋白质浓缩物或蛋白质分离物是原材料、工艺步骤和所应用的工艺参数的结果。
“蛋白质分离物”在本文中是指包含以干物质计至少80％蛋白质、优选包含以干物质计至少85％蛋白质的产品。
在一个优选的实施方式中，所述蛋白质分离物包含以干物质计80％至95％的蛋白质，更优选以干物质计85％至95％的蛋白质。
与蛋白质浓缩物相反，蛋白质分离物不含有膳食纤维和淀粉。
用作起始原料的蛋白质分离物可以通过本领域技术人员熟知的任何方法获得，例如如上所定义的方法。
生产蛋白质分离物的方法可以包括，从精粉出发：
-碱性或中性萃取步骤，随后是酸性沉淀步骤，
-任选地，中和步骤，
-任选地，热处理步骤，和
-干燥步骤。
还可以根据申请PCT/EP2021/067468中公开的方法获得蛋白质分离物，该方法包括以下步骤，从精粉或脱壳种子出发：
-在酸性条件下进行第一次清洗步骤，随后任选地使用水溶液进行冲洗步骤，
-在碱性溶液中进行第二次清洗，
-任选地，中和步骤，
-任选地，热处理步骤，以及
-干燥步骤。
如上所定义的蛋白质成分可以包含按干物质重量计2％至15％、优选2％至6％的脂质和/或按重量计2％至12％、优选2％至8％的灰分。
术语“脂质”在本文中指易溶于非极性溶剂但不溶于极性溶剂的脂肪或蜡状有机化合物。脂质的实例包括蜡、油、固醇、胆固醇、脂溶性维生素、单甘油酯、双甘油酯、三甘油酯(也称为脂肪)或磷脂。
“灰分(ashes)”，在本文中指无机的不可燃物质。灰分主要包含含盐的无机成分，例如金属盐和矿物质。
在一个优选的实施方式中，如上所定义的蛋白质成分是非动物蛋白质成分。
如上所定义的蛋白质成分优选为植物蛋白质成分，即获自如上所定义的植物，更优选获自如上所定义的植物种子。
用作起始原料的优选的蛋白质成分是豆类蛋白质浓缩物或豆类蛋白质分离物。
通过实施下面公开的本发明的方法，可以有利地改善如上所定义的蛋白质成分的处理特性。
生产改善的蛋白质成分的方法
因此，本发明涉及一种生产具有至少一种改善的处理特性的蛋白质成分的方法。
如上所定义的方法首先基于增加处理特性待改善的蛋白质成分的粒径，这通过压制步骤(优选机械压制步骤)来实现。
如果需要，在所述压制步骤之前进行湿度调节步骤，以增加颗粒凝聚力，同时提高质量平衡。
所述压制步骤之后是研磨步骤，以获得粉末。
如上所定义的方法优选进一步包括分级步骤，以获得至少一种所需粒径的粗级份，尤其取决于所保留的筛分。
如上所定义的方法还可以通过将粒径低于所述目标粗级份的细级份再循环至机械压力机和/或混合器来改善。再循环研磨后获得的细级份有利于避免任何损失，并且还可通过预压使机械压制变得容易。
如上所定义的方法还可包括将粒径大于所述目标粗级份的级份再循环至研磨机。将这些过粗的颗粒再循环至研磨机允许使用“温和”研磨，从而更好地控制所述目标粗级份的粒径分布。
因此，本发明的方法优选以连续模式进行实施。
“连续模式”在本文中指在生产过程中，流入系统的起始原料(即蛋白质分离物或蛋白质浓缩物)以及输出的蛋白质成分是恒定的。因此，该方法的每个步骤都与其他每个步骤同时运行。
生产如上所定义的蛋白质成分的方法优选包括：
a)提供湿粉形式的蛋白质浓缩物或蛋白质分离物，
b)压制步骤a)所述的湿粉，以获得团粒，
c)研磨步骤b)中获得的所述团粒，以获得粉末，
d)对步骤c)中获得的粉末进行分级，以获得至少一种目标粗级份、任选的细级份、和任选的尺寸大于所述目标粗级份的粗级份，
e)任选地，将步骤d)中获得的细级份压制成团粒并研磨所述团粒，以获得粉末。
步骤a)
步骤a)包括提供湿粉形式的蛋白质浓缩物或蛋白质分离物。
如上所定义的湿粉优选具有4％至16％，更优选8％至14％的含水量。
表述“含水量为x％”在本文中是指每100g湿粉含有x g的水。
湿粉形式的蛋白质浓缩物或蛋白质分离物可以例如通过将所述蛋白质浓缩物或蛋白质分离物与水混合来获得。
因此，步骤a)例如包括将蛋白质浓缩物或蛋白质分离物(其中蛋白质浓缩物或蛋白质分离物为粉末形式)与水混合以获得湿粉。
所述蛋白质浓缩物和蛋白质分离物具体如上文“起始原料”部分中所定义。
所述蛋白质浓缩物优选为豆类蛋白质浓缩物。
所述蛋白质分离物优选为豆类蛋白质分离物。
豆类优选选自下组：豌豆、大豆、蚕豆、扁豆、菜豆、鹰嘴豆、羽扇豆、黄豌豆和绿豆。
如上所定义，由于含水量的调整增加了颗粒的凝聚力，从而增加了起始原料的质量平衡，使得该方法的效率特别高。
可以在任何类型的合适混合器中调节湿度。
所述混合器优选为连续混合器。
蛋白质浓缩物或蛋白质分离物与水的混合优选在环境温度下进行，例如10℃至40℃，优选15℃至35℃，更优选18℃至25℃。
水优选是纯净水或饮用水，特别是当所述蛋白质成分用于食品或饲料组合物时。
在一个实施方式中，步骤a)可以包括将蛋白质浓缩物或蛋白质分离物与水以及步骤d)中获得的细级份混合。
如上所定义的方法优选不包括添加任何添加剂。
特别地，步骤a)优选不包括将蛋白质浓缩物、蛋白质分离物或湿粉与任何添加剂混合。
然而，当所述蛋白质成分是蛋白质分离物时，步骤a)可以包括将蛋白质分离物与水和一种或至少一种添加剂混合，所述添加剂优选选自预胶化淀粉或脂质源(例如油、种子油)。
步骤b)
步骤b)包括压制步骤a)所述的湿粉，以获得团粒。
步骤b)优选包括机械压制步骤a)所述的湿粉，以获得团粒。
步骤b)可以在机械压力机中进行实施。
可以使用任何合适的机械压力机，例如Euragglo生产的切向辊压力机(例如KRKOMAREK型号B220B)。这种压力机包括通过进料螺杆进行粉末预压，该进料螺杆同时将产品输送通过两个待压实的压制辊。这两个辊具有不同的形状，可制得团粒。施加的压力例如为35kN/cm。
“团粒”在本文中是指相对大的、圆形、雪茄形或管形的、压制的团块物。
团粒的尺寸优选为长度几厘米、宽度约1或2厘米。
例如，团粒可以为长度10厘米，直径1厘米。
步骤b)可以包括压制步骤a)实施的湿粉和步骤d)中获得的所述细级份。
步骤b)优选在没有任何热处理和/或使用任何添加剂的情况下进行实施。
压制特别是在低于50℃的温度下进行实施。
因此压制优选是环境温度压制。
环境温度可以例如为10℃至40℃，优选15℃至35℃，更优选18℃至25℃。
步骤c)
步骤c)包括研磨步骤b)中获得的所述团粒，以获得粉末。
步骤c)可以在研磨机中进行。
可以使用任何合适的研磨机。
该研磨机优选与分级装置如筛子或重力分级器组合，用于实施分级步骤d)。
步骤c)可以包括研磨步骤b)中获得的所述团粒和步骤d)中获得的所述尺寸大于目标粗级份的粗级份，以获得粉末。
步骤d)
步骤d)包括对步骤c)中获得的所述粉末进行分级，以获得至少一种目标粗级份、任选的细级份、以及任选的尺寸大于所述目标粗级份的粗级份。
通过本发明的方法生产的蛋白质成分对应于步骤d)中获得的所述目标粗级份。
分级可以是筛分和/或气流分级。
分级可以在筛子(sifter)和/或重力分级器中进行。
作为一个实例，所述目标粗级份可以在至少一次包括从100μm至2000μm的筛分之后来获得。
所述目标粗级份可以例如在至少一次包括从100μm到400μm的筛分之后或者在至少一次包括从400μm到2000μm的筛分之后来获得。
使用包括从100μm至400μm的筛分尤其可以生产精粉。
使用包括从400μm至2000μm的筛分尤其可以生产粗粉(semolina)。
在优选的实施方式中，步骤d)可以包括对步骤c)中获得的所述粉末进行分级，以获得细级份、至少一种目标粗级份和尺寸大于目标粗级份的粗级份，并且步骤c)包括研磨步骤b)中获得的所述团粒和所述尺寸大于目标粗级份的粗级份，以获得粉末。
任选的步骤e)
任选的步骤e)包括将步骤d)中获得的所述细级份压制成团粒并研磨所述团粒，以获得粉末。
当所述方法以连续模式进行实施时，步骤b)(而非步骤e))包括压制步骤a)所述的湿粉和步骤d)中获得的所述细级份，以获得团粒。
步骤d)中获得的所述细级份包括过细的颗粒，特别是直径低于100μm的颗粒。
优选将所述细级份送回压力机，以减轻压制负担并避免产生任何副产品。
这种再循环还可以改善团粒的形成和强度。
任选地，将所述细级份送回步骤a)中的混合器，以便与蛋白质浓缩物或分离物和水混合。
在优选的实施方式中，如上所定义的方法以连续模式进行实施，并且包括：
a)任选地，将蛋白质浓缩物或蛋白质分离物与水混合，以获得湿粉，所述湿粉优选具有4％至16％，更优选8％至14％的含水量，
b)压制(i)以湿粉形式提供的蛋白质浓缩物或蛋白质分离物或步骤a)所述的湿粉，和(ii)任选地，步骤d)中获得的所述细级份，以获得团粒，
c)研磨步骤b)中获得的所述团粒和任选的步骤d)中获得的所述尺寸大于目标粗级份的粗级份，以获得粉末，
d)对步骤c)中获得的所述粉末进行分级，以获得细级份、至少一种目标粗级份、以及任选的尺寸大于目标粗级份的粗级份。
通过如上所定义的方法获得的蛋白质成分有利地具有(i)增加的密度和(ii)优选地，改善的流动性、改善的润湿性、改善的分散性和/或降低的含尘量。
如上所定义的方法对于改善通过干法工艺(特别是通过微粉化和气流分级)生产的蛋白质浓缩物很有益。如上所定义，这种干法工艺产生的颗粒必定非常细小(d50<30um)，这对粉末处理非常不利。
上述所定义的方法可以在成分生产线(即蛋白质浓缩物或分离物生产线)之后作为后处理直接实施，或者在配制之前实施，例如以简化混合、挤出等之前的处理。
因此，如上所定义的方法在步骤a)之前可以包括或不包括生产蛋白质浓缩物或蛋白质分离物的方法的步骤。
因此，如上所定义的方法在步骤d)或e)之后可以包括或不包括配制蛋白质成分的方法的步骤。
如上所定义的方法可以在如下公开的系统中实施。
如上所定义的方法不需要任何干燥步骤，这是特别有利的，因为干燥需要消耗能源。
因此，如上所定义的方法尤其不包括任何干燥步骤。
生产蛋白质成分的系统
本发明还涉及一种生产蛋白质成分的系统，所述蛋白质成分具有至少一种改善的处理特性，如下所定义，其中所述系统包括：
-任选地，至少一个混合器，
-至少一个机械压力机，
-至少一个研磨机，和
-至少一个分级装置。
所述系统适用于实施如上所定义的生产改善的蛋白质成分的方法。
如上所定义的系统优选具有如下特征：
-所述混合器在存在时连接至机械压力机，特别是使得在混合器中产生的湿粉末被引入至机械压力机，
-所述机械压力机连接至研磨机，特别是使得机械压力机产生的团粒被引入至研磨机，和
-所述研磨机连接至所述分级装置，特别是使得研磨机产生的粉末被引入至分级装置。
当上述系统包括多于一个混合器、多于一个机械压力机、多于一个研磨机和/或多于一个分级装置时，至少一个混合器连接至至少一个机械压力机，至少一个机械压力机连接至至少一个研磨机，至少一个研磨机连接至至少一个分级装置。具有相同功能的设备可以串联或并联安装。
在优选的实施方式中，所述分级装置连接至所述机械压力机，特别是使得由分级装置产生的细级份被引入至机械压力机和/或连接至所述研磨机，特别是使得尺寸大于由分级装置产生的目标粗级份的粗级份被引入至研磨机。
在又一个优选的实施方式中，所述分级装置既连接至所述机械压力机又连接至所述研磨机。
如上所定义的混合器具体包括：
-混合装置，
-至少一个适合引入起始原料(特别是蛋白质分离物或蛋白质浓缩物)的入口，
-至少一个适合引入水的入口，
-任选地，至少一个适合引入食品级添加剂的入口，
-任选地，至少一个适合引入细级份的入口，所述入口连接至分级装置的细级份的出口，和
-至少一个用于湿粉的出口，所述出口连接至机械压力机入口，例如通过重力或任何兼容的机械或气流输送。
如上所定义的混合器优选是连续混合器。
所述机械压力机具体包括：
-至少一个适合引入湿粉的入口，所述入口连接至混合器的湿粉出口。
-任选地，至少一个适合引入细级份的入口，所述入口连接至分级装置的细级份的出口，
-压制装置，例如异形辊(例如雪茄形、球体或球形)或穿孔轮，和
-至少一个团粒的出口，所述出口连接至适合引入研磨机的团粒的入口。如上所定义的研磨机具体包括：
-研磨装置，
-至少一个适合引入团粒的入口，所述入口连接至机械压力机的团粒的出口，
-至少一个粉末出口，所述出口连接至适合引入分级装置的粉末的入口，
-任选地，至少一个屏幕，和
-任选地，至少一个适合引入尺寸大于目标粗级份的粗级份的入口，所述入口连接至分级装置的尺寸大于目标粗级份的粗级份的出口。
理想情况下，研磨机以非常低的转速运行，以避免产生许多细小颗粒。
如上所定义的分级装置具体包括：
-根据粒径进行颗粒分离的装置，例如至少一个筛子或气流分级系统，
-至少一个适合引入粉末的入口，所述入口连接至研磨机的粉末的出口，
-至少一个所述或每个目标粗级份的出口，
-任选地，至少一个细级份的出口，所述出口连接至适合引入机械压力机或混合器的细级份的入口，和
-任选地，至少一个尺寸大于目标粗级份的粗级份的出口，所述出口连接至适合引入研磨机中的所述粗级份的入口。
所述分级装置可以为筛子或者重力分级器。
所述系统可以包括至少一个筛子和至少一个重力分级器。
在这样的系统中，研磨机优选连接至筛子并且所述筛子连接至重力分级机。
如上所定义的系统例如是生产工厂。
改善的蛋白质成分
因此，本发明还涉及一种改善的蛋白质成分，即具有至少一种改善的处理特性的蛋白质成分，特别是与通过标准方法获得的蛋白质成分相比，例如在“起始原料”部分中定义的蛋白质成分，其在本发明的方法中用作起始原料。
本发明特别涉及一种蛋白质成分，其中所述蛋白质成分是蛋白质分离物或蛋白质浓缩物，其中所述蛋白质成分为干燥形式并且其中所述蛋白质成分具有至少一种改善的处理特性。
术语“蛋白质分离物”、“蛋白质浓缩物”和“干燥形式”具体如上文“起始原料”部分中所定义。
所述蛋白质成分优选是非动物蛋白质成分。
所述蛋白质成分优选为植物蛋白质成分或酶组合物。
由于本发明所述的方法的所有步骤均在低于50℃的温度下进行，特别是在环境温度下进行，因此特别有利的是本发明的方法不会使蛋白质成分的蛋白质变性。
因此，当蛋白质成分为酶组合物时，所述改善的蛋白质成分的酶活性优选与起始原料的酶活性基本相同。改善的成分的酶活性优选相当于起始原料中(即在实施本发明的方法之前的蛋白质成分中)的酶活性的至少90％，更优选至少95％。
如上所定义的改善的蛋白质成分优选通过上文公开的方法获得，特别是包括压制蛋白质分离物或蛋白质浓缩物的步骤，随后是研磨步骤，以及任选地，分级步骤(例如通过筛分和/或气流分级)。
所述改善的蛋白质成分的易碎性优选低于实施本发明的方法之前的蛋白质成分的易碎性。该标准可以通过任何兼容的实验室设备来评估，例如易碎性测试仪(例如来自的FT2或自制模拟设备)与粒径分布或粉尘计相结合。这些测试的概念是评估特定和标准操作后产生的灰尘比例。
如上所定义的改善的蛋白质成分是蛋白质分离物或蛋白质浓缩物，并且是干燥形式。
本文中的术语“干燥形式”是指所述改善的蛋白质成分为粉末形式，且含水量低于16％。
所述处理特性可以选自下组：密度、流动性、含尘量、分散性和润湿性。
“密度”在本文中是指产品单位体积的质量。密度可以用体积密度(bulk density)(原生密度)或振实密度(tapped density)(振动后)来表示。密度反映了产品的紧密程度。
增加蛋白质成分的密度可以较佳地减少所述产品的储存体积。
密度可以是充气密度或振实密度。
“充气密度”在本文中指在自由填充体积以在颗粒之间具有标准排列度(例如ISO11272：2017或ISO 697：1981)后，已知质量的产品所占的体积。充气密度有时称为体积密度。充气密度可以通过本领域技术人员熟知的任何方法测量，例如标准试管或任何在引入已知质量的样品后在不进行任何进一步的产品操作的情况下在体积上校准的容器。
例如，充气密度可以用密度分析仪(例如Autotap、)来测量。
“振实密度”在本文中指在振动产品以使颗粒之间达到最大排列度后，已知质量的产品所占的体积(例如ISO 11272：2017或ISO 697：1981)。振实密度可以通过本领域技术人员熟知的任何方法测量，例如在标准试管或任何容器中引入已知质量的样品，并在实验室设备(例如粉末流变仪或自动振实系统)辅助或不辅助的情况下对产品进行标准和重复振动后，在容器中校准体积。
振实密度例如可以用密度分析仪(例如Autotap、)来测量。
本文中的“流动性”是指产品通过流动而不粘附的能力。
流动性可以通过本领域技术人员熟知的任何方法来测量，例如豪斯纳指数(Hausner index)，其是通过相关方法(例如ISO 11272：2017或ISO 697：1981)确定的振实密度与充气密度本身的比率。豪斯纳指数有时表示为卡尔指数(Carr index)，其是豪斯纳指数的倒数。
如果豪斯纳指数低于1.2，则该产品具有流动性。
流动性优选用豪斯纳指数来衡量。
本文中的“含尘量”是指颗粒物飘浮在气相中的趋势。
含尘量可以通过本领域技术人员熟知的任何方法来测量，如粒径分布，例如使用粒径分析仪(例如)或使用粉尘计(例如)。
如果20μm以下的颗粒比例较低，则产品的含尘量较低。
例如，如果产品至少90％的颗粒直径大于50μm，则该产品的含尘量较低。
术语“至少x％的的颗粒直径大于y μm”具体是指直径大于y μm的颗粒所占体积相当于所述颗粒占总体积的至少x％。
颗粒直径例如在粒径分析仪中测量，特别是通过干式激光衍射(例如Mastersizer3000，)。分布参数优选为中值，分布优选为体积分布。
“润湿性”在本文中是指固体被液体润湿的程度，通过固相和液相之间的粘附力来测量。
润湿性，可以通过本领域技术人员熟知的任何方法来测量，例如以下文章中公开的方法：Felix da Silva，D.，Tziouri，D.，Ahrné，L.，Bovet，N.，Larsen，F.H、Ipsen，R.和Hougaard，A.B.(2020)。奶酪粉的复原行为：奶酪年龄和乳制品成分对润湿性、分散性和总复水性的影响。食品工程杂志，第270期(2019年9月)。https：//doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.109763。
润湿性的测量方法是，例如将5g粉末样品(特别是蛋白质成分)分散在烧杯中的100mL静态自来水表面上，然后测量粉末沉入水中(即润湿)所需的时间，例如使用照相机。
如果粉末的润湿时间少于10分钟，则认为产品润湿性良好。如果超过60分钟，则认为粉末的润湿性较差。
“分散性”在本文中指在液体中尺寸和浓度在空间上良好分布的能力。分散性可以通过本领域技术人员熟知的任何方法来测量，例如以下文章中公开的方法：Felix daSilva，D.，Tziouri，D.，Ahrné，L.，Bovet，N.，Larsen，F.H、Ipsen，R.和Hougaard，A.B.(2020)。奶酪粉的复原行为：奶酪年龄和乳制品成分对润湿性、分散性和总复水性的影响。食品工程杂志，第270期(2019年9月)。https：//doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.109763。
如果超过50％重量的产品能够溶解，则该产品是可分散的。
分散性例如通过将粉末分散在5％水溶液(w/w)中来测量，然后搅拌(例如6分钟)，过滤所得溶液并测量过滤器中的固体的重量。
所述蛋白质成分的改善的处理特性例如是(i)更高的密度和(ii)，优选地，更高的流动性、更低的含尘量、更高的润湿性和/或分散性，特别是与通过标准方法获得的蛋白质成分相比，例如上文在“起始原料”部分中定义的蛋白质成分，其用作本发明的方法中的起始原料。
所述改善的蛋白质成分例如具有以下至少一种、优选地，至少两种、至少三种、至少四种或五种处理特性：
-所述蛋白质成分具有较高的密度，特别是与通过标准方法获得的蛋白质成分(例如上文“起始原料”部分中定义的蛋白质成分)相比，
-所述蛋白质成分的含尘量低，
-所述蛋白质成分是可流动的，
-所述蛋白质成分是可湿润的，和/或
-所述蛋白质成分是可分散的。
如上所定义的改善的蛋白质成分还具有特定的形状，其特征是低凸度、低伸长率和均匀的圆度。
凸度、伸长率和圆度可以通过图像分析来测量，例如使用干模式下的颗粒形状分析仪(例如，Morphology G3，)。
“凸度”在本文中指颗粒内存在凸角，表明形状弯曲。经典范围为0.5至1，呈指数表现。值“1”对应于没有任何凹角的颗粒(例如球体，也可以是三角形)。
例如，低凸度指至少90％的颗粒具有低于0.98的值，特别是在干模式下用颗粒形状分析仪(Morphology G3，)测量时。
“伸长率”在本文中指颗粒是否呈伸长形状。可能的范围为0(未伸长)至1(无限伸长)，呈指数表现。值为0.5表示颗粒伸长率不高，因为其长度通常小于其宽度的2倍。
伸长率差(也称为伸长率低)是指例如至少90％的颗粒具有低于0.5的值，以干模式在颗粒形状分析仪(例如MorphologyG3、)中所测量。
“均匀圆度”在本文中指颗粒内不存在角度。根据“HS圆度”标准，可能的范围是0到1。值“1”对应于完美的圆形颗粒，而0对应于无限角度的形状。
例如，均匀圆度意味着至少10％的颗粒具有大于或等于0.40的值且跨度小于0.6，以干模式在颗粒形状分析仪(例如MorphologyG3、)中所测量。
如上所定义的改善的蛋白质成分优选具有以下特性中的至少一种、至少两种、至少三种、至少四种、至少五种或至少六种或下列七种特性：
-所述蛋白质成分包含至少90％的直径大于100μm、优选大于150μm、更优选大于200μm、仍更优选大于250μm的颗粒，
-所述蛋白质成分的充气密度大于0.5g.cm-3，优选大于0.6g.cm-3，
-所述蛋白质成分的振实密度大于0.6g.cm-3，优选大于0.7g.cm-3，
-所述蛋白质成分具有低凸度、低伸长率和均匀圆度，
-所述蛋白质成分是可流动的，
-所述蛋白质成分是可分散的，和/或
-所述蛋白质成分是可湿润的。
如上所定义的改善的蛋白质成分还可以包含：
-至少10％的直径大于15μm、优选大于20μm的颗粒，和/或
-至少50％的直径大于30μm、优选大于50μm、更优选大于100μm、仍更优选大于150μm的颗粒。
在另一优选的实施方式中，如上所定义的改善的蛋白质成分是蛋白质浓缩物，为干燥形式，并且具有以下至少两种、至少三种、至少四种、至少五种或六种特性：
-所述蛋白质成分包含至少90％的直径大于400μm、优选大于450μm、更优选大于500μm的颗粒，
-所述蛋白质成分的充气密度大于0.5g.cm-3，优选大于0.6g.cm-3，
-所述蛋白质成分的振实密度大于0.6g.cm-3，优选大于0.7g.cm-3，
-所述蛋白质成分具有低凸度、低伸长率和均匀圆度，
-所述蛋白质成分是可流动的，和/或
-所述蛋白质成分是可分散的。
在另一优选的实施方式中，如上所定义的改善的蛋白质成分是蛋白质浓缩物，为干燥形式，并且具有以下至少两种、至少三种或四种特性：
-所述蛋白质成分包含至少90％的直径大于200μm、优选大于250μm、更优选大于300μm，且小于400μm的颗粒，
-所述蛋白质成分的充气密度大于0.5g.cm-3，优选大于0.6g.cm-3，
-所述蛋白质成分的振实密度大于0.6g.cm-3，优选大于0.7g.cm-3，
-所述蛋白质成分具有低凸度、低伸长率和均匀圆度。
在另一优选的实施方式中，如上所定义的改善的蛋白质成分是蛋白质分离物，为干燥形式，并且具有以下至少一种、两种或三种特性：
-所述蛋白质成分包含至少90％的直径大于150μm、优选大于200μm、更优选大于250μm的颗粒，
-所述蛋白质成分的充气密度大于0.5g.cm-3，
-所述蛋白质成分是可流动的。
包含改善的蛋白质成分的组合物
本发明还涉及一种组合物，其包含至少一种如上文“改善的蛋白质成分”部分所定义的蛋白质成分。
如上所定义的组合物可以包含0.01％至99％的蛋白质成分，百分比以组合物的重量表示。
如上所定义的组合物可以例如包含0.01％至5％的蛋白质成分，优选0.1％至5％的蛋白质成分，更优选1％至5％的蛋白质成分，百分比以组合物的重量表示。
或者，如上所定义的组合物可以包含5％至90％的蛋白质成分，优选5％至80％的蛋白质成分，更优选5％至70％的蛋白质成分，更优选5％至60％的蛋白质成分，仍更优选5％至50％的蛋白质成分，例如5％至40％的蛋白质成分或5％至30％的蛋白质成分，百分比以组合物的重量表示。
如果组合物中使用至少两种如上所定义的蛋白质成分，则上述百分比对应于本发明所述蛋白质成分的总重量。
如上所定义的组合物优选为食品组合物、饲料组合物(例如但不限于水产饲料)、宠物食品组合物、化妆品组合物、营养组合物或药物组合物。
食品组合物，特别是供人类食用的食品组合物，例如可以包括或由肉类替代品或类似物、乳制品替代品或类似物、零食、谷物产品或适合运动营养的功能性产品组成。食品组合物例如可以包括或由植物基酸奶、植物基饮料或高蛋白零食组成。
用于改善处理特性的压制和研磨的用途
本发明还涉及使用至少一个机械压力机、至少一个研磨机以及任选的至少一个分级装置的用途，用于改善蛋白质成分、优选分离物或蛋白质浓缩物的至少一种处理特性，优选以连续模式进行实施。
本发明还涉及压制随后进行研磨，并且任选地进行分级(例如筛分和/或气流分级)的用途，用于改善蛋白质成分(优选分离物或蛋白质浓缩物)的至少一种处理特性，优选以连续模式进行实施。
所述分离物或蛋白质浓缩物例如如上文“起始原料”部分中所定义。
处理特性、机械压力机、研磨机、分级装置、压制和研磨例如如上所定义。
处理特性可以例如选自下组：密度、流动性、含尘量、润湿性和/或分散性。
通过附图和以下实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是根据本发明使用蛋白质分离物或蛋白质浓缩物作为起始原料来获得改善的蛋白质成分的方法的总体方案。
实施例
实施例1：通过压制和滚磨改善蛋白质浓缩物
在KR KOMAREK B220 B(Euragglo)辊压力机上测试了Vestkorn生产的标准豌豆蛋白质浓缩物。在原生状态下，豌豆蛋白无法被成功压实，因为颗粒粘结性最初太低。初始充气密度为0.41g.cm-3，初始振实密度为0.53g.cm-3。通过添加4％的水来调节湿度。由于这种初始化，无需热处理即可生产团粒。然后在两级辊磨机上研磨团粒，并在100至315μm之间进行筛分。将100μm以下的级份送回机械压力机，以便通过增加压实形状的密度来获得更好的压实效果。
本实施例可以生成两种类型的粉末：
1)具有“精粉”质地的蛋白质浓缩物，例如经过100至315μm之间的筛分后获得，和
2)具有粗粉质地的蛋白质浓缩物，例如经过315μm筛分后获得。
下表1显示了改善后的成分的主要特性。
表1
表2
改善的蛋白质成分样品(精粉和粗粉)的特点是凸度低(d90<0.98)，伸长率较差d90<0.5，但具有更高且更均匀的圆度(d10>＝0.40和跨度<0，6)(参见表2)。
实施例2：通过压制和滚磨改善蛋白质分离物
本发明的方法以商业豌豆分离物作为起始原料来实施。
与起始原料相比，改善的豌豆分离物的特性如表3所示。
表3
豪斯纳指数表明，通过本发明请求保护的方法可以改善流动性，因为与起始原料相反，改善的豌豆分离物是流体。
实施例3：通过压制和滚磨改善酶组合物
本发明的方法通过几种市售粉末酶作为起始原料进行实施。
它们均通过形成坚固的团粒表现出较高的压实能力。随后，充气密度显著增加至少10％。处理前后未观察到酶活性的显著降低(参见表4)。
表4

Claims (13)

1.一种蛋白质成分，其中所述蛋白质成分为蛋白质分离物或蛋白质浓缩物，其中所述蛋白质成分为干燥形式，并且其中所述蛋白质成分具有以下特性中的至少一种：
-所述蛋白质成分包含至少90％的直径大于100μm的颗粒，
-所述蛋白质成分具有大于0.5g.cm-3的充气密度，
-所述蛋白质成分具有大于0.6g.cm-3的振实密度，
-所述蛋白质成分具有低凸度、低伸长率和均匀圆度，
-所述蛋白质成分是可流动的，
-所述蛋白质成分是可分散的，和/或
-所述蛋白质成分是可湿润的。
2.根据权利要求1所述的蛋白质成分，所述蛋白质成分通过以下方法获得，所述方法包括压制蛋白质分离物或蛋白质浓缩物的步骤以及随后的研磨步骤。
3.一种组合物，所述组合物包含至少一种根据权利要求1或2所述的蛋白质成分。
4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述组合物是食品组合物、饲料组合物、宠物食品组合物、化妆品组合物、营养品组合物或药物组合物。
5.一种生产根据权利要求1或2所述的蛋白质成分的方法，其中，所述方法包括：
a)提供湿粉形式的蛋白质浓缩物或蛋白质分离物，
b)压制步骤a)所述的湿粉，以获得团粒(pellet)，
c)研磨步骤b)中获得的所述团粒，以获得粉末，和
d)对步骤c)中获得的所述粉末进行分级，以获得至少一种目标粗级份(target coarsefraction)、任选的细级份(fine fraction)、和任选的尺寸大于所述目标粗级份的粗级份。
6.根据权利要求5所述的方法，其中步骤b)包括压制步骤a)所述的湿粉和步骤d)中获得的所述细级份。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中步骤d)包括对步骤c)中获得的所述粉末进行分级，以获得细级份、至少一种目标粗级份和尺寸大于所述目标粗级份的粗级份，并且其中步骤c)包括研磨步骤b)中获得的团粒和所述尺寸大于所述目标粗级份的粗级份，以获得粉末。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中分级包括筛分，并且所述目标粗级份在至少一次包括从100μm至2000μm的筛分之后获得。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其中所述方法以连续模式进行实施。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法包括：
a)提供湿粉形式的蛋白质浓缩物或蛋白质分离物，
b)压制步骤a)所述的湿粉和步骤d)中获得的所述细级份，以获得团粒，
c)研磨步骤b)中获得的所述团粒，和任选的步骤d)中获得的所述尺寸大于所述目标粗级份的粗级份，以获得粉末，和
d)对步骤c)中获得的所述粉末进行分级，以获得细级份、至少一种目标粗级份、和任选的尺寸大于所述目标粗级份的粗级份。
11.压制后研磨的用途，用于改善蛋白质分离物或蛋白质浓缩物的至少一种处理特性。
12.一种用于实施根据权利要求5至10中任一项所述的方法的系统，其中所述系统包括：
-任选地，至少一个混合器，
-至少一个机械压力机，
-至少一个研磨机，和
-至少一个分级装置，
其中，所述混合器在存在时连接至所述机械压力机，
其中所述机械压力机连接至所述研磨机，并且
其中所述研磨机连接至所述分级装置。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述分级装置连接至所述机械压力机和所述研磨机。
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