CN1217594C - 新型大豆功能食品配料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型大豆功能食品配料。以无水基计该功能食品配料含有含量小于65%大豆蛋白的大豆物料。在一个实施方式中，该功能食品配料的大豆物料还具有约30%-约80%的氮溶出率和至少一种以下性能：0.3或更小的水分活度；约30%-约80%的耐盐指数；至少大豆物料重量的3倍的水合能力；在18℃-25℃的温度下至少500厘泊的粘度；和每mg大豆物料至多10胰蛋白酶抑制剂单位的胰蛋白酶抑制剂活性。
Description
本发明涉及一种新型大豆食品配料，这种新型大豆食品配料的生产方法，和该新型大豆食品配料的使用方法。
将大豆蛋白物料用作功能食品配料，并在食品产品中改善所需特性方面具有许多应用。将大豆蛋白物料用作肉制品中的乳化剂，这些肉制品包括法兰克福香肠、香肠、波洛尼亚香肠、肉馅和肉糜和肉馅饼，以将这些肉制品粘合并使肉制品具有良好组织和坚实咬劲。大豆蛋白物料作为功能食品配料的另一常规应用是在搅打成乳液状的汤、肉汁和酸奶中，其中大豆蛋白物料起增稠剂作用并赋予食品产品以乳液粘度。大豆蛋白物料还作为功能食品配料用于大量其它食品产品如调味液、乳制品、金枪鱼肉、面包、蛋糕、通心面、糖果、搅打顶部装饰物、焙烤食品和许多其它应用中。
大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白由于：1)其大豆蛋白含量高和2)其寡糖含量低，因此它们是最常见用作功能食品配料的大豆蛋白配料。大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白是经过高度精制的可商购获得的含大豆蛋白的产品。大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白都是经过加工相对于整粒大豆和相对未经过加工的大豆蛋白物料如大豆片、大豆粗粉、大豆粕粉和大豆粉而言增加了大豆蛋白含量并降低了寡糖含量。大豆浓缩蛋白经过加工含65％-约80％的大豆蛋白以及很少或没有可溶性寡糖，其中大豆浓缩蛋白中主要的非蛋白质组分是纤维。大豆分离蛋白，经过高度精制的大豆蛋白产品，经过加工含至少90％的大豆蛋白和很少或没有可溶性寡糖或纤维。
由于大豆蛋白的多用途(以及大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白中的相对高的含量)和没有大豆中天然存在的棉子糖和水苏糖寡糖，因此大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白是特别有效的功能食品配料。大豆蛋白提供了对经磨碎和乳化的肉制品的组织有利的胶凝性能。该凝胶结构对经过蒸煮的肉糜提供了尺寸稳定性，这给蒸煮肉糜提供了坚实结构和咬劲，并使得基质保留了水分和脂肪。由于大豆蛋白为表面活性剂并集中在油-水界面，因此大豆蛋白还在各种食品应用中起乳化剂的作用，抑制脂肪和油滴聚结。大豆蛋白的这种乳化性能允许含大豆蛋白的物料用于如汤和肉汁的稠化食品产品中。大豆蛋白还吸收脂肪，可能起其乳化性能的作用，并在蒸煮食品中促进脂肪粘合，由此降低蒸煮过程中脂肪“脂溢出”。由于沿大豆蛋白的肽主链的大量极性侧链的亲水性能，因此大豆蛋白还起吸收水并将其保留在最终食品产品中的功能。可以将大豆蛋白物料的持水性用来减少肉制品中的蒸煮失水，赋予蒸煮肉的重量增益。最终食品产品中所持的水分还对提供产品的更柔软口感有利。
棉子糖和水苏糖寡糖诱导人体内肠道气并气胀，因此大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白经过加工以除去这些化合物。廉价但相对未经过加工的粉碎整粒大豆和豆粉、豆粕粉、粗粉和片含高水平的寡糖，特别是棉子糖和水苏糖。人体缺少将例如棉子糖和水苏糖这样的复合寡糖分解和消化成可以容易地被肠道吸收的简单的碳水化合物如葡萄糖、果糖和蔗糖所需的α-半乳糖苷酶。代替被肠道吸收，大豆棉子糖和水苏糖加入肠下部，在其中通过细菌将它们发酵，从而造成肠气和屁。因此，大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白经常与没怎么加工的含大豆蛋白的物料例如粉碎的整粒大豆、豆粉、大豆粗粉、豆粕粉和豆片相比为优选的食品配料。
使用大豆浓缩蛋白和分离蛋白作为功能食品配料的最大缺陷是其成本，它直接与在大豆蛋白物料食品配料中提供高水平的蛋白质和低水平寡糖的所需的加工程度有关。大豆浓缩蛋白由豆片通过用含水醇溶液或含酸性水溶液冲洗豆片以从蛋白和纤维中除去可溶性碳水化合物来形成。在工业规模，伴随处理和处置由含可溶性碳水化合物的冲洗液组成的废物流的成本是相当大的。
特别是在工业规模，大豆分离蛋白甚至经过更高加工，使其更加昂贵。大豆分离蛋白是通过从豆片或豆粉中用碱性含水提取剂提取大豆蛋白和水溶性碳水化合物来形成的。含水提取液，与可溶性蛋白质和可溶性碳水化合物一起，与提取液中不溶性物质(主要是纤维)分离。然后用酸处理该提取液，以将该提取液的pH调整到蛋白质的等电点，将提取液中的蛋白质沉淀出来。沉淀的蛋白质与提取液分离，它保留了可溶性碳水化合物，在调整到中性pH之后经过干燥或不经过任何的pH调整就干燥。在工业规模，这些步骤使得成本大增。
因此，在一些食品配料应用中，当可能时使用相对未经过加工的大豆蛋白物料如大豆粉、大豆粗粉和大豆粕粉以降低成本。大豆粉、大豆粗粉和大豆粕粉是由大豆片通过将这些大豆片粉碎成所需粒子大小并将这些粉碎物料热处理以使大豆中存在的抗营养元素如Bowman-Birk和Kunitz胰蛋白酶抑制剂失活来生产的。该豆片典型地通过在例如锤磨机或空气喷射磨机的研磨和细磨设备中研磨该豆片来粉碎的。该粉碎的豆片经干热热处理或用湿热蒸煮以“烤”该粉碎的豆片。避免在有大量水的情况下对该粉碎的豆片进行热处理，以防止物料中大豆蛋白变性并避免添加水和从大豆物料中除去水分所涉及的费用。
所得经过粉碎、热处理的物料为大豆粉、大豆粗粉或大豆粕粉，这取决于物料的平均粒径。大豆粉、粗粉或粕粉典型地含约45％-约55wt％的大豆蛋白，还含大量纤维。传统大豆粉、粗粉和粕粉由于没有进行除去包括棉子糖和水苏糖的寡糖的步骤，因此这些寡糖还大量存在。
在许多与大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白相同的应用中，将传统大豆粉、粗粉和粕粉用作功能食品配料来增加粘度，用于吸收脂肪，吸收水以及用于其乳化性能。可以通过将传统大豆粉、粗粉或粕粉与水一起通过蒸煮挤出机挤出以进一步加工用作肉状纤维，该过程是存在剪切下将该大豆粉、粗粉或粕粉在压力下蒸煮，使物料中大豆蛋白基本上变性。基本上变性的大豆蛋白不溶于水，并使蒸煮的大豆粉、粗粉或粕粉具有耐嚼结构。
由于相对大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白而言传统大豆粉、粗粉和粕粉中的大豆蛋白含量低，且由于该大豆粉、粗粉和粕粉缺少相应的功能性，因此传统大豆粉、粗粉和粕粉在食品配料应用中不如大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白那样有效。在某些食品配料应用中，特别是胶凝和起泡应用中，在大豆粉、粗粉和粕粉中大豆蛋白含量的相对缺少使得它们在应用中功能地失效，而大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白具有足够使功能上有效的大豆蛋白含量。
由于大豆物料中例如己醛、丁二酮、戊醛、正戊烷和辛醛的挥发性化合物，因此传统大豆粉、粗粉和粕粉还具有强的豆腥苦味。这些味道使得大豆粉、粗粉、粕粉、片和粉碎的整粒大豆作为功能食品配料失去了吸引力。
传统大豆粉、粗粉和粕粉由于它们较高的棉子糖和水苏糖含量，因此它们作为功能食品配料可能也是不利的。当在食品应用中使用大量大豆粉、粗粉或粕粉时，这特别明显，其中使用该大豆粉、粗粉或粕粉，由于物料中存在的棉子糖和水苏糖寡糖，会诱导肠道气体、不适和胃肠胀气。
因此，希望获得一种具有类似大豆粉、大豆粗粉、大豆片或大豆粕粉的蛋白组成的大豆蛋白物料，它具有类似大豆浓缩蛋白的食品配料的功能性，但没有生产大豆浓缩蛋白中承受的附加加工费用。还希望获得具有低棉子糖和水苏糖寡糖含量的这种大豆蛋白物料，且没有生产大豆浓缩蛋白或大豆分离蛋白中承受的附加加工费用。
一方面，本发明涉及一种功能性食品配料，其包含由下列方法制备的新型大豆物料，所述方法包含下列步骤：
(1)使以重量计含有小于65％大豆蛋白的大豆物料水合，其中每份大豆物料至少添加2份水；然后
(2)使水合的大豆物料中所含的至少一部分大豆蛋白不可逆的部分变性；以及
(3)将反应产物干燥获得新型大豆物料产品，其具有30％-80％的氮溶出率以及以无水基的重量计小于65％的蛋白含量。
一方面，本发明为含片状、粉末状、或微粒状大豆物料的功能食品配料，它含有以无水基的重量计小于65％的大豆蛋白，其中该大豆物料具有约30％-约80％的氮溶出率，其中当该大豆物料与水混合形成含12.5wt％大豆物料的浆料时，该大豆物料提供了在18-25℃的温度下具有至少500厘泊的粘度的含水浆料。
另一方面，本发明为含片状、粉末状或微粒状大豆物料的功能食品配料，它含有以无水基的重量计小于65％的大豆蛋白，其中该大豆物料具有约30％-约80％的氮溶出率和至少大豆物料的重量的3倍的水合能力。
又一方面，本发明为含片状、粉末状或微粒状大豆物料的功能食品配料，它含有以无水基的重量计小于65％的大豆蛋白，其中该大豆物料具有约30％-约80％的氮溶出率和0.3或更小的水分活度。
又一方面，本发明为含片状、粉末状或微粒状大豆物料的功能食品配料，它含有以无水基的重量计小于65％的大豆蛋白，其中当每重量份大豆物料与5份水混合时，该大豆物料具有至少50g的冷藏胶凝强度。
又一方面，本发明为含片状、粉末状或微粒状大豆物料的功能食品配料，它含有以无水基的重量计小于65％的大豆蛋白，其中该大豆物料具有约30％-约80％的氮溶出率和至多10胰蛋白酶抑制剂单位/1mg大豆物料的胰蛋白酶抑制剂活性。
又一方面，本发明为含片状、粉末状或微粒状大豆物料的功能食品配料，它含有以无水基的重量计小于65％的大豆蛋白，其中该大豆物料在含5重量份水/1重量份大豆物料的5盎司含水浆料中形成了在约15-约25℃的温度下具有至少30g凝胶重量的凝胶。
又一方面，本发明为含片状、粉末状或微粒状大豆物料的功能食品配料，它含有以无水基的重量计小于65％的大豆蛋白，其中该大豆物料具有约30％-约80％的氮溶出率和约30％-约80％的耐盐指数。
在本发明的每个上述方面的一个优选实施方式中，该大豆物料中每g大豆物料含至多20μmol棉子糖和35μmol水苏糖，并且该大豆物料得自具有低水苏糖含量的遗传表型的大豆品系的大豆。更优选地，该大豆物料中每g大豆物料含至多10μmol棉子糖和10μmol水苏糖，并且最优选地每g大豆物料含至少200μmol的蔗糖。
在本发明的每个上述方面的另一优选实施方式中，该功能食品配料还包括三磷酸钠、酸式焦磷酸钠、小麦面筋、包括瓜尔胶的树胶，或其混合物。
本发明的组合物为功能食品配料，它是含有以无水基的重量计小于65％大豆蛋白的大豆物料，它具有提供具有高效功能性的大豆物料作为食品配料的物理特性。这些物理特性包括：高的凝胶重量、高的胶凝强度、高的粘度、约30％-约80％的氮溶出率、至少3.0的水合能力、0.3或更小的水分活度、6％或更少的水分含量、低的棉子糖和水苏糖含量和低的胰蛋白酶抑制剂和脂氧合酶活性。该大豆物料还优选含有一些纤维，最优选含约2wt％-约4wt％的纤维。
本文中所用的术语“大豆物料”定义为得自不含非大豆衍生添加剂的整粒大豆的物料。自然可以将这些添加剂添加到大豆物料中以进一步向该大豆物料或利用该大豆物料作为食品配料的食品提供功能性。术语“大豆”是指大豆(Glycine max)种、野大豆(Glycine soja)种或任意与大豆性杂交亲和的种。本文所使用的术语“蛋白含量”是指由A.O.C.S.(American Oil Chemists Society)Offical Methods Bc 4-91(1997)、Aa 5-91(1997)或Ba 4d-90(1997)确定的大豆物料的相对蛋白含量，将其全部内容加入本文作为参考，这决定了大豆物料样品作为氨的总氮含量，该蛋白含量为该样品中总氮含量的6.25倍。
用于测定蛋白含量的A.O.C.S.Methods Bc 4-91(1997)、Aa 5-91(1997)和Ba 4d-90(1997)的该Nitrogen-Ammonia-Protein ModifiedKjeldahl法可以使用大豆物料样品按如下进行。称重0.0250-1.750g大豆物料并加入一标准Kjeldahl烧瓶中。将可商购获得的16.7g硫酸钾、0.6g二氧化钛、0.01g硫酸铜和0.3g浮石的催化剂混合物添加到该烧瓶中，然后将30ml浓硫酸添加到该烧瓶中。向该混合物中添加沸石，通过在沸水浴中加热该样品将该样品蒸煮约45分钟。在蒸煮过程中应将该烧瓶旋转至少3次。向该样品中添加30ml水，将该样品冷却到室温。将标准0.5N盐酸和蒸馏水添加到馏出物接收烧瓶中足以覆盖接收烧瓶底的蒸馏出口管的末端。将氢氧化钠溶液添加到该蒸煮烧瓶中，其量足够使蒸煮溶液呈强碱性。然后立即将该蒸煮烧瓶连接到蒸馏出口管，通过摇动将蒸煮烧瓶中的内容物充分混合，以约7.5-min的蒸煮速率对该蒸煮烧瓶加热，直到收集至少150ml的馏出物。然后使用3或4滴于乙醇中的0.1％的甲基红指示剂溶液用0.25N氢氧化钠溶液滴定该接收烧瓶中的内容物。与样品同时并且各方面相同地进行所有试剂的空白测定，并对这些试剂所测定的空白进行校正。根据下面所述的步骤(A.O.C.S.OfficialMethod Ba 2a-38)测定粉碎样品的水分含量。根据下式确定样品中的氮含量：氮(％)＝1400.67×[[(标准酸的当量浓度)×(用于样品的标准酸的体积)(ml))]-[(滴定1ml标准酸所需的标准碱的体积-滴定实现方法并蒸馏成1ml标准酸的试剂空白所需的标准碱的体积(ml))×(标准碱的当量浓度)]-[(用于样品的标准碱的体积(ml))×(标准碱的当量浓度)]]/(样品的mg数)。蛋白质含量为样品中氮含量的6.25倍。
本文中所用的术语“大豆粉”意思是以无水基的重量计含有小于65％大豆蛋白含量的微粒状大豆物料，它是由去壳大豆形成并具有150微米或更小的平均粒径。大豆粉可以含大豆中固有的脂肪或者可以经脱脂。
本文中所用的术语“大豆粗份”意思是以无水基的重量计含有小于65％大豆蛋白含量的微粒状大豆物料，它是由去壳大豆形成并具有150微米-1000微米的平均粒径。大豆粗粉可以含大豆中固有的脂肪或者可以经脱脂。
本文中所用的术语“大豆粕份”意思是以无水基的重量计含有小于65％大豆蛋白含量的微粒状大豆物料，它是由去壳大豆形成但不在大豆粉或大豆粗粉范围内。术语大豆粕粉打算在本文中用作以无水基计含有小于65％蛋白的所有微粒状大豆物料，但不在大豆粉或大豆粗粉定义范围内。大豆粕粉可以含大豆中固有的脂肪或者可以经脱脂。
本文中所用的术语“大豆片”意思是通过使去壳大豆成薄片形成的以无水基的重量计含有小于65％大豆蛋白含量的片状大豆物料。大豆片可以含大豆中固有的脂肪或者可以经脱脂。
本文中所用的术语“粉碎的整粒大豆物料”是指通过使整粒大豆成薄片或粉碎形成的微粒或片状大豆物料，包括大豆的壳和胚芽。粉碎的整粒大豆物料可以含大豆中固有的脂肪或可以经脱脂。
本文中所用的术语“无水基的重量”是指经干燥彻底除去所有水分之后的物料重量，例如物料的水分含量为0％。具体地，大豆物料的无水基的重量可以通过将该大豆物料放置在45℃的烘箱中直到大豆物料达到一恒定重量之后称重大豆物料而获得。
本文中所用的术语“水分含量”是指物料中的水分的量。大豆物料中的水分含量可以通过A.O.C.S.(American Oil Chemists Society)Method Ba 2a-38(1997)测定，本文将其全文引入作为参考。根据该方法，大豆物料的水分含量可以通过将1000g大豆物料样品通过一从SeedboroEquipment Co.，Chicago，Illinois获得的6×6槽式分割机并将样品降到100g来测定的。然后立即将这100g的样品放在密封容器中并称重。在一水分秤定皿(最小30号，约50×20毫米，带有紧密配合的滑动盖-可从Sargent-Welch Co.获得)上称重5g样品。将盛有样品的皿置于强制通风烘箱中并在130±3℃下加热2小时。然后将该秤定皿从烘箱中取出，立即覆盖，并在一干燥器中冷却到室温。然后称重该秤定皿。根据该式计算水分含量：水分含量(％)＝100×[(失去的质量(g)/样品质量(g)]。
本文中所用的术语“氮溶出率”是指：(％含蛋白质样品中的水溶性氮/％含蛋白质样品中的总氮)×100。氮溶出率提供了含蛋白质的物料中水溶性蛋白质相对于总蛋白质的百分数的量度。根据标准分析法，特别是A.O.C.S.Method Ba 11-65测定大豆物料中的氮溶出率，将其全文加入本文作为参考。根据该Method Ba 11-65，将5g磨细至足够使至少95％的样品通过美国级100目筛(平均粒径低于约150微米)的大豆物料样品悬浮在200ml蒸馏水中，以120rpm在30℃下搅拌2小时，然后用另外的蒸馏水稀释至250ml。如果大豆物料为全脂物料，样品仅需磨细至足够使至少80％的物料通过美国级80目筛(约175微米)，使90％通过美国级60目筛(约205微米)。在磨碎过程中为了防止样品变性应向大豆物料样品添加干冰。将40ml样品提取液倾析并在1500rpm下离心10分钟，对等分上层清液分析Kjedahl蛋白(PRKR)，从而根据如上所述的A.O.C.S.Official Methods Bc 4-91(1997)，Ba 4d-90或Aa 5-91测定大豆物料样品中水溶性氮的百分比。对大豆物料样品的分离部分通过PRKR法分析总蛋白，从而确定样品中的总氮。将水溶性氮百分比和总氮百分比的所得值用于上式中以计算氮溶出率。
本文中所用的术语“耐盐指数”是指在有盐的情况下蛋白物料中的可分散的氮的含量(以蛋白质表示)。该耐盐指数是在有盐的情况下度量蛋白质的溶解度。根据以下方法测定耐盐指数。称重0.75g氯化钠并将其添加到400ml烧杯中。将150ml的30±1℃的水添加到烧杯中，将盐完全溶于该水中。将该盐溶液添加到混合室中，将5g大豆物料样品添加到混合室中的盐溶液中。将样品和盐溶液在7000rpm±200rpm下混合5分钟。将所得浆料转移到一400ml烧杯中，用50ml水冲洗该混合室。将该50ml冲洗液添加到浆料中。将该浆料的烧杯放置在30℃水浴中并在120rpm下搅拌60分钟。然后使用去离子水将烧杯中的内容物定量地转移到一250ml量瓶中。用去离子水将该浆料稀释至250ml，通过将量瓶倒置几次将量瓶中的内容物充分混合。将45ml浆料转移到一50ml离心管中并在500×g下将该浆料离心10分钟。从离心管中将上层清液通过滤纸过滤到100ml烧杯中。然后对滤液和最初干大豆物料样品根据上述的A.O.C.S.Official Methods Bc 4-91(1997)，Ba 4d-90或Aa 5-91进行蛋白质含量分析。根据下式计算耐盐指数：STI(％)＝(100)×(50)×[(可溶性蛋白质的百分比(滤液中))/(总蛋白质的百分比(干大豆物料样品中的))]。
本文中所用的术语“粘度”是指利用一大环形物用旋转枢轴式粘度计测定的浆料或溶液的表观粘度，其中特别优选的旋转枢轴式粘度计为一Brookfield粘度计。大豆物料的表观粘度是通过以下测定的：称重大豆物料样品和水以获得已知比例的大豆物料：水(优选1重量份的大豆物料：7重量份的水)，在搅拌器或混合器中将大豆物料和水组合和混合以形成大豆物料和水的均匀浆料，利用大环形物用旋转枢轴式粘度计测定浆料的表观粘度。
本文中所用的术语“水合能力”是指物料可以吸收并在低速离心下保持的最大水量(2000×g)。大豆物料的水合能力是通过如下测定的：1)称重大豆物料样品；2)根据上述的A.O.C.S.Method Ba 2a-38测定样品的水分含量；3)通过以下步骤测定大豆物料样品的近似水合能力：在离心管中向样品中添加增加量的水直到样品充分润湿，以2000×g离心该润湿样品，倾析掉过量水，再称重样品，将水合样品的重量减去未水合的样品的重量然后除以未水合样品的重量计算近似的水合能力；4)制备4份重量与步骤1中测定的未水合大豆物料样品相同且具有经计算以含近似水合能力值的体积的水的大豆物料样品，其中以ml计的水的体积根据下式测定：(近似水合能力×步骤1中未水合样品的重量)+Y，其中4个样品中各自的Y＝-1.5、-0.5、0.5和1.5；5)将4个样品离心并确定4个样品中哪2个含以下水合能力-一个样品将具有稍微过量的水，另一个将没有过量水；以及6)根据下式计算水合能力：水合能力(％)＝100×[(向具有过量水的样品中添加的水的体积+向没有过量水的样品中添加的水的体积)]/[(2)×(大豆物料中的固体含量)]。在计算水合能力中所用的大豆物料的固体含量根据下式确定：固体含量(％)＝(步骤1中测定的大豆物料样品的重量)×[1.0-(步骤2中测定的大豆物料的水分含量/100)]。
本文中所用的术语“水分活度”是可用于支持生物和化学反应，特别是细菌生长和酶反应的含大豆蛋白物料中的未结合、自由水的量度。在含大豆蛋白的物料中由于部分水与蛋白质和例如碳水化合物的其它分子结合，所以不是所有水分或水分含量都可利用来支持生物和化学反应。大豆物料的水分活度是大豆物料可能支持多少细菌生长和酶活性的量度。水分活度，正如本文中所定义的，使用冷凝镜露点技术来测定。在室温下将大豆物料样品放置在顶部空间有限的杯子中。将该杯子插入分析仪器的样品室中，该分析仪器优选为从Washington D.C.的DecagonDevices获得的AquaLab CX2，通过重复加热和冷却样品室中的样品使得样品中的水分在样品室中镜子上的蒸发保持平衡。该仪器测定露水每次在该镜子上形成时的温度和水分活度，直到当水分活度读数相差小于0.001时确定最终的水分活度。
本文中所用的术语“冷藏胶凝强度”是大豆物料的凝胶在-5℃至5℃下冷藏一段时间足以使该凝胶与冷藏温度平衡时的凝胶的强度的量度。冷藏胶凝强度是通过以下测定的：将大豆物料样品与水按大豆物料∶水的重量比(水分重量中包括大豆物料的水分含量)为1∶5的比例混合一段时间，足以使得形成凝胶；将该凝胶填充到一3段307×113毫米的铝罐中并用一盖将该罐密封；在-5℃至5℃的温度下将该罐冷藏16-24小时；开罐并将经过冷藏的凝胶与罐分离，在罐底静置该凝胶；用一在凝胶中驱动探针直到凝胶破裂并测定凝胶的断点的仪器测定该凝胶的强度(优选具有36mm圆盘探针的型号为1122的Instron Universal TestingInstrument)；由记录的凝胶断点计算胶凝强度。胶凝强度的计算是根据下式进行的：胶凝强度(g)＝(454)(断裂凝胶所需的仪器的满刻度载荷)×(记录的凝胶的断点(在仪器图表单元中在可能的100图表单元之外))/100。
正如本文所使用的，术语“凝胶重量”是指由1份大豆物料与5份水混合形成的凝胶量，是在15℃-25℃的温度下由5盎司混合大豆物料/水的最终凝胶的重量测定的。大豆物料的凝胶重量是通过将1重量份大豆物料与5重量份水混合并将大豆物料充分混合到水中来测定的。将该大豆物料和水的浆料充满一5盎司的杯子，并且任意过量的浆料从杯子中刮掉。沿杯子侧面将该杯子翻倒，以便可以将任意非凝胶物料从杯子中溢出。5分钟之后，切掉沿杯子口溢出的任意过量浆料，将留在杯子中的浆料称重得到该凝胶重量。
正如本文所使用的，术语“胰蛋白酶抑制剂活性”是指大豆物料组分在抑制胰蛋白酶活性中的活性，以胰蛋白酶抑制单元(TIU)表示。大豆物料的胰蛋白酶抑制剂活性可以根据A.O.C.S.Official Method Ba12-75(1997)来测定，将其全文加入本文作为参考。根据该方法，1g大豆物料与50ml的0.01N氢氧化钠水溶液混合3小时，从而从大豆物料中提取胰蛋白酶抑制组分。将提取悬浮液等分试样稀释直到在410nm下的1ml等分试样试验的吸光度为0ml试验(空白)的吸光度的0.4-0.6倍。添加0、0.6、1.0、1.4和1.8ml稀释悬浮液的等分试样以重复试验管组，添加足量的水以使每个试验管中的体积达到20ml。在每个管中混合2ml胰蛋白酶溶液并培养几分钟以使胰蛋白酶抑制因子与所添加的胰蛋白酶反应。然后向每个试管中添加5ml的苯甲酰基-D，L-精氨酸-对-硝基-N-酰苯胺(BAPNA)溶液等分试样，可从Sigma Chemical Company，St.Louis，Missouri获得。未被抑制的胰蛋白酶催化BAPNA水解，形成黄色对硝基苯胺。还制备2ml稀释悬浮液和5ml BAPNA的空白。在准确反应10分钟之后，通过添加1ml乙酸使得稀释悬浮液和空白的水解停止。然后向空白中添加2ml胰蛋白酶溶液并在其中混合。将每个试样和空白的内容物通过滤纸过滤并在10000rpm下离心5分钟。在410nm下分光光度法测定黄色上层清液的吸光度。由空白和样品之间的BAPNA水解程度的差异评价胰蛋白酶抑制剂活性，其中1TIU定义为在反应10分钟之后每10ml最终反应体积在410nm下等于0.01吸光度单位的增加。可以根据下式测定每毫升稀释样品悬浮液的胰蛋白酶抑制剂单位：TIU/ml＝100×[(空白的吸光度)-(样品溶液的吸光度)]/(试验中所用的稀释样品悬浮液的毫升数)。
本文中所用的术语“品系”是指在个体之间至少一个性状几乎没有或者没有遗传变异的一组相似起源的植物。这些品系可以通过一代或几代自花授粉和选择、或由单亲营养繁殖(包括通过组织或细胞培养技术)来创建。“突变”是指不是通过分离或遗传重组产生的可检测和可遗传的遗传改变(或自发或经诱导)。“突变体”是指具有突变的个体或个体谱系。
术语“核酸”是指可以是单链或双链的大分子，由含糖、磷酸酯以及或者嘌呤或者嘧啶的单体(核苷酸)组成。“核酸片段”是一段给定的核酸分子。“互补”是指包括核酸的嘌呤和嘧啶碱基特定的配对：腺嘌呤与胸腺嘧啶配对以及鸟嘌呤与胞嘧啶配对。因此，第一个核酸片段的“补体”是指核苷酸序列与第一个核酸序列互补的第二个核酸片段。
在高等植物中，脱氧核糖核酸(DNA)是遗传物质，然而核糖核酸(RNA)涉及将来自DNA的信息转移成蛋白质。“基因组”是在有机体的每个细胞中含有的全体遗传物质。术语“核苷酸序列”是指DNA或RNA聚合物序列，它可以为单链或双链，选择性地含有能够掺入DNA或RNA聚合物的合成、非天然或经过改变的核苷酸碱基。
“基因”是指表达特定蛋白质的核酸片段，包括在编码区之前(非编码的5’端)和之后(非编码的3’端)的调节序列。“RNA转录物”是指RNA聚合酶-催化转录DNA序列所得的产物。“反义RNA”是指与全部或部分初级靶转录物互补且通过干扰其初级转录物的加工、转运和/或翻译而阻断靶基因表达的全部或部分RNA转录物的互补RNA转录物。反义RNA的互补性可以带有任意特定基因转录物部分，即在5’端非编码序列、3’端非编码序列、内含子或编码序列。“反义抑制”是指反义RNA转录物的生产能够阻止靶子蛋白质的表达。“共抑制”是指与内源靶基因大致同源的外源基因的表达，使得外源基因和内源基因的表达都得到抑制。
“启动子”是指在基因中的DNA序列，通常是其编码序列的上游(5’端)，它通过提供对RNA聚合酶和其它转录因子的识别控制编码序列的表达。启动子还可以含有涉及控制与生理或发育条件相应的转录开始的有效性的蛋白因子结合的DNA序列。
“棉子糖糖类”是指具有通式O-β-D-吡喃半乳糖基-(1-6)n-α-呋喃葡糖基-(1-2)β-D-呋喃果糖苷的寡糖家族，其中n＝1-4。在大豆籽中，该术语更具体地是指含一个(棉子糖)和两个(水苏糖)半乳糖残基的家族成员。尽管已知更高的半乳糖聚合物(例如毛蕊花糖和筋骨草糖)，但是这些更高的聚合物在大豆中的含量在标准方法的检出之下，因此它们对总棉子糖含量没有大的影响。
用作或用于食品配料组合物中的新型大豆物料
本发明的功能食品配料组合物中的大豆物料以无水基的重量计含有小于65％的大豆蛋白。大豆物料中的大豆蛋白含量低于如大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白的经过高度加工的大豆物料的含量。但是，由于该大豆物料具有与经过高度加工的大豆浓缩蛋白相似的作为食品配料的功能性，因此对本发明的大豆物料来说不需要更高的蛋白含量。以无水基的重量计该大豆物料可以含有小于60％的大豆蛋白或小于55％的大豆蛋白，这取决于生产大豆物料的所用的原料。例如，该大豆物料可以是含大豆壳和大豆胚芽且具有相对低的大豆蛋白含量的粉碎整粒大豆物料。优选地以无水基的重量计该大豆物料具有至少20％大豆蛋白的蛋白含量，更优选地以无水基的重量计含至少25％的大豆蛋白。特别优选的大豆物料为大豆粉、大豆粗粉和经过处理以提供用作食品配料的所需功能性的含大豆纤维的大豆粕粉。
本发明的功能食品配料的大豆物料含有大量的不可逆的部分变性的大豆蛋白，它赋予了该大豆物料的基本功能。在其天然状态下的大豆蛋白为具有被亲水外壳包围着的疏水核心的球蛋白。天然大豆蛋白由于其亲水外壳因此能高度溶于水。在本发明的大豆物料中的部分变性的大豆蛋白已经过部分展开和重新排列，这样相邻蛋白的疏水和亲水部分可以重叠。但是，经过部分变性的大豆蛋白没有变性到蛋白不溶于水溶液中的程度。在水溶液中，大豆物料中的不可逆地部分变性的大豆蛋白形成大的聚集体，其中变性蛋白的暴露的疏水部分彼此呈直线破裂，这样减少了疏水部分暴露到该溶液中。这些聚集体促进凝胶形成，增加了胶凝强度并增加大豆物料的粘度。
部分地可以通过测定水溶液中蛋白质的溶解度来测定大豆物料中大豆蛋白的变性程度，它与大豆物料的氮溶出率相关。含有高度可溶性大豆蛋白的蛋白物料具有大于80％的氮溶出率，然而含有大量不溶性大豆蛋白的大豆物料具有小于25％的氮溶出率。本发明的食品配料组合物中的大豆物料具有约30％-约80％的氮溶出率。更优选地，该大豆物料的氮溶出率为约35％-约75％，最优选约40％-约70％。
本发明的功能食品配料中的大豆物料的大豆蛋白在含盐(氯化钠)的含水系统中保持了其部分的溶解度。由于该大豆物料经常被用作含大量盐的食品系统中的食品配料，因此这是本发明的功能食品配料的大豆物料的特别重要的特征。在含水系统中，当向该含水系统中添加大量盐时，可溶性或部分可溶性大豆蛋白易于变成不溶性或“盐析”。在含相当大量的盐的食品系统中，如经过乳化的肉或汤中，由“盐析”产生的不溶性大豆蛋白是特别不希望的。
本发明的食品配料中的大豆物料含有不太易受“盐析”影响的大豆蛋白。本发明的大豆物料具有30％-80％的耐盐指数，一种可与在含盐系统中测定的氮溶出率相比较的蛋白溶解度量度。更优选地，本发明的食品配料中的大豆物料具有约35％-约75％，并且最优选约40％-约70％的耐盐指数。
本发明的食品配料的大豆物料部分地由于不可逆部分变性的蛋白质在该溶液中聚集，因此能够在水溶液中形成大致的凝胶。由于大豆物料的胶凝性能对其中使用大豆物料的肉制品的组织和结构有利，并且赋予基质以将水分和脂肪保留在肉制品中以使含大豆物料的蒸煮肉制品能够在蒸煮过程中保留其汁，因此在含水环境中的大致的凝胶形成是本发明的食品配料组合物的所希望的质量。
本发明的食品配料组合物中大豆物料在水溶液中形成凝胶的程度可以通过大豆物料在水中形成凝胶的凝胶重量来定量。优选地在约15℃-约25℃的温度下大豆物料具有至少30g的凝胶重量，其中该凝胶是通过将1份的大豆物料与5份的水混合形成5盎司大豆物料和水的混合物来形成的。更优选地，以1∶5的重量比的5盎司的大豆物料和水的混合物在约15℃-约25℃的温度下具有至少50g的凝胶重量，最优选在约15℃-约25℃的温度下具有至少100g的凝胶重量。
本发明的食品配料的大豆物料还能够形成具有高的冷藏胶凝强度和巴氏杀菌胶凝强度的凝胶。该大豆物料的胶凝强度使食品配料组合物能够对肉糜赋予坚实结构是很重要的。用于形成肉制品如法兰克福香肠、香肠和午餐肉的肉糜是用具有很少固有结构的去骨肉和脂肪形成的，并且将形成强凝胶的含大豆蛋白的物料用于使肉糜具有所需坚实结构。
本发明的食品配料的大豆物料能够形成具有足够胶凝强度的凝胶，这样可以将该大豆物料用于肉糜以提供具有坚实组织的肉糜。当每份该大豆物料与5份水混合时，该大豆物料具有至少50g的冷藏胶凝强度。更优选地，该大豆物料在5∶1的水∶大豆物料混合物中具有至少100g的冷藏胶凝强度，最优选地在5∶1的水∶大豆物料混合物中具有至少200g的冷藏胶凝强度。该大豆物料在5∶1的水∶大豆物料混合物中具有至少500g的巴氏杀菌胶凝强度，最优选在这种混合物中具有至少700g的巴氏杀菌胶凝强度。
本发明的食品配料组合物中的大豆物料还能够赋予含水基溶液大的粘度。该大豆物料的较高的粘度部分是由于该大豆物料中部分变性的大豆蛋白聚集，还有部分是由于大豆物料的水合能力。如上所述，该大豆物料在含水介质中的高粘度特性促进凝胶形成并与凝胶形成相关，特别可望用于肉应用中。大豆物料在含水系统中的高粘度还使该食品配料能够被用作肉汁、酸奶和汤，特别是搅成乳浆状汤中的增稠剂，并可用于焙烤应用中。含12.5wt％的该食品配料组合物的大豆物料的水溶液(7份水∶1份大豆物料)在18℃-25℃的温度下具有至少500厘泊的粘度。更优选地，含12.5wt％的该大豆物料的水溶液在18℃-25℃的温度下具有至少1000厘泊的粘度，最优选地在18℃-25℃的温度下具有至少1500厘泊的粘度。
本发明的食品配料组合物的大豆物料还具有相当的水合能力。水合能力，即物料吸收和保留水分的能力的直接量度，可望在用于肉糜的食品配料中，这是由于具有较高的水合能力的物料吸收并保留蒸煮过程中肉物料释放的水分，由此保留蒸煮肉的汁并在蒸煮过程中提供了肉糜的改善的重量保持性。因此，相对不含具有高水合能力的食品配料的蒸煮肉糜来说，在肉糜中加入该大豆物料使得蒸煮肉糜的口味和嫩度改善并且改善了蒸煮重量收率。
相对传统大豆粉和粗粉中的纤维而言，本发明的食品配料的大豆物料的较高的水合能力据信是由于增强了该大豆物料中纤维的水合能力，以及由于大豆物料中大豆蛋白的部分变性。正如本文后面所述的，形成该大豆物料的方法是将该大豆物料暴露到较高的温度下，以使纤维膨胀并在有水的情况下使大豆物料中的蛋白变性。将该大豆物料快速干燥，这使得该纤维保持其膨胀结构并使该蛋白保持其变性结构。紧接着将该大豆物料添加到含水系统中，经过膨胀的纤维和变性蛋白吸收大量水分，使得大豆物料的水合能力较高。优选地，该大豆物料具有至少该大豆物料重量3倍的水合能力，更优选地具有至少该大豆物料重量4倍的水合能力。
本发明的食品配料组合物的大豆物料还具有较低的水分活度。水分活度显示物料中可以用于支持生物活性如微生物生长和酶活性的水分的量。由于微生物的生长导致食品配料变质以及货架期缩短，因此不希望微生物生长。在大豆物料食品配料中酶活性，特别是脂氧合酶和胰蛋白酶抑制剂酶的活性也是不希望的。脂氧合酶氧化多不饱和酸，这依次使得进一步反应，从而在大豆物料中形成不良风味。胰蛋白酶抑制剂是抑制胰蛋白酶活性的大豆物料中存在的抗营养因子，并已与生长抑制和活动过强的胰腺活度相关。
本发明的功能食品配料的大豆物料具有支持这种生物活性的低的水分活度，优选具有0.3或更少的水分活度，更优选地具有0.2或更少的水分活度。据信该大豆物料的低的水分活度是由于该大豆物料的水分含量低以及大豆物料加工中大豆物料中的大豆蛋白的结构改变和重新排列。在有水的情况下加热该大豆蛋白，该蛋白的结构由球形变成展开形状。当蛋白展开时，将未结合水从蛋白中驱出，并且这些蛋白重组成共享重叠亲水和疏水亚单元的聚集体，从而降低这些蛋白质的水分活度。快速干燥所得聚集的部分变性蛋白质防止了这些蛋白质采用更服从接受未结合水的构象，这样该大豆物料保持了其低的水分活度。
本发明的食品配料组合物的大豆物料还具有低的胰蛋白酶抑制剂活度。如上所述，大豆物料含有胰蛋白酶抑制剂，它们为抑制胰蛋白酶活性的抗营养因子，并与活动过强的胰腺活性和生长抑制相关。胰蛋白酶抑制剂为具有酶活性的蛋白质，并在本发明的大豆物料中以将大豆物料中的大豆蛋白变性的相同方式通过在有水的情况下加热该胰蛋白酶抑制剂来变性。该变性的胰蛋白酶抑制剂因其酶活性构象变性因此在酶性上无效。据信本发明的大豆物料的胰蛋白酶抑制剂活性由于在有大量水的情况下而不是仅应用湿热来变性胰蛋白酶抑制剂而低于传统大豆粉、大豆粗粉和大豆粕粉的活性。本发明的食品配料组合物的大豆物料优选具有至多10胰蛋白酶抑制剂单位/mg大豆物料的胰蛋白酶抑制剂活性。
优选地，本发明的食品配料组合物的大豆物料还具有低的脂氧合酶活性。如上所述，大豆含有脂氧合酶，它氧化多不饱和酸，这种多不饱和酸会进行进一步反应形成使得大豆物料具有不良风味的化合物。除大豆物料中低的水分活度限制脂氧合酶活度之外，大豆物料中该脂氧合酶活性还通过在大豆物料加工过程中使脂氧合酶失活来受到限制。如上所述，通过在水中将大豆物料加热至大豆蛋白部分变性，还使大豆物料中存在的脂氧合酶变性来加工大豆物料。变性的脂氧合酶失活，它们不氧化多不饱和酸，从而不产生不良风味的化合物。
而且，本发明的功能食品配料组合物的大豆物料优选具有低的水分含量。希望水分含量低，从而增加含大豆物料的食品的货架期，这是由于大豆物料中水分越低，就更少地支持微生物生长，降低了由食品组分引入食品中的可能使食品变质的微生物载荷。本发明的功能食品配料的大豆物料优选具有小于6wt％，更优选小于5wt％的水分含量。
本发明的功能食品配料组合物中的大豆物料还优选具有低的挥发组分的浓度，而这些组分使得传统大豆粉和粗粉的风味差，特别是豆腥味和/或苦味。特别地，本发明的功能食品配料的大豆物料具有低浓度的正戊烷、丁二酮、戊醛、己醛、2-庚酮、2-戊基呋喃和辛醛。优选地该大豆物料包含小于20ppm的正戊烷、小于50ppm的丁二酮、小于50ppm的戊醛、小于650ppm的己醛、小于10ppm的2-庚酮、小于10ppm的2-戊基呋喃和小于10ppm的辛醛。
在一特别优选的实施方式中，本发明的食品配料的大豆物料含有少量的棉子糖和水苏糖寡糖。如上所述，棉子糖和水苏糖是在人体肠道中发酵的大豆中存在的难消化的寡糖，造成肠道气并使肠道不舒服和胀气。在本发明的食品配料组合物中使用低棉子糖、低水苏糖的大豆物料以减少或防止因消耗含食品配料的食品时肠道气和屁的产生，这是相对于含利用传统大豆粉、粗粉、粕粉或片的食品配料的食品而言的。在一特别优选的实施方式中，该低棉子糖、低水苏糖的大豆物料来自具有低水苏糖含量的遗传表型的大豆品系的大豆。
正如本文中所使用的，“低棉子糖”大豆物料是每克大豆物料含至多20μmol棉子糖的大豆物料，更优选每克大豆物料含至多10μmol棉子糖，并且最优选每克大豆物料含至多5μmol棉子糖。该低棉子糖大豆物料优选在没有加工除去该棉予糖时固有地含有该低水平的棉子糖。正如本文中所使用的，“低水苏糖”大豆物料是每克大豆物料含至多35μmol水苏糖的大豆物料，更优选每克大豆物料含至多10μmol水苏糖，并且最优选每克大豆物料含至多5μmol水苏糖。该低水苏糖大豆物料优选固有地含有该低水平的水苏糖而无需加工除去。
更优选地，该低棉子糖、低水苏糖大豆物料还含有大量蔗糖，从而对该大豆物料赋予附加口味和功能性。正如本文所使用的，“高蔗糖”大豆物料为固有地含至少200μmol/g的蔗糖，且更优选含至少210μmol/g的蔗糖的大豆物料。
本发明的食品配料组合物的大豆物料还可以含有改善大豆物料的风味、外观或功能性的其它所选特征。这些特征可以单独或与低棉子糖、低水苏糖和/或高蔗糖特征一起、或与其它优选特征组合存在于大豆物料中。这些特征包括：低的脂氧合酶含量(以加强风味)；改进的籽贮藏含量(用于变化的营养图谱)；低的植酸和植酸盐含量(以提高营养图谱)；黄色种脐含量(以改善外观)；和提高的异黄酮含量(以提供保健好处)。
本发明的食品配料组合物还可以含有改善大豆物料的功能性和流动特性的物质。在一优选实施方式中，该功能食品配料含三磷酸钠(“STPP”)。STPP与大豆物料中的大豆蛋白的氨基相互作用，提高了水溶液中变性大豆蛋白的溶解度，由此改善了大豆物料形成凝胶和乳液的能力。STPP还具有可以减慢或防止不良氧化反应的螯合效应。在一特别优选的实施方式中，食品配料组合物含有小于约3wt％的STPP。酸式焦磷酸钠(“SAPP”)、磷酸三钠和树胶，优选瓜尔豆胶，还可以小于食品配料组合物的5wt％的量包括在食品配料组合物中，从而改善组合物的流动特性。小麦面筋还可以高达30wt％的量包括在食品配料中。
因此，在一优选实施方式中，本发明的该功能食品配料为以无水基的重量计大豆蛋白含量小于65％，更优选小于60％且大于20％的大豆物料，它具有约30％-约80％，更优选35％-75％，且最优选40％-70％的氮溶出率，并具有至少一种以下特征：在18℃-25℃的温度下至少500厘泊、更优选至少1000厘泊并且最优选至少1500厘泊的粘度；至少大豆物料重量的3倍、更优选至少大豆物料重量4倍的水合能力；0.3或更低，更优选0.2或更低的水分活度；约30％-约80％，更优选约35％-约75％，最优选约40％-约70％的耐盐指数；或者至多10TIU/mg大豆物料的胰蛋白酶抑制剂活性。优选地当大豆物料以每重量份大豆物料与5重量份水组合时该食品配料具有至少50g的冷藏胶凝强度，更优选具有至少100g的冷藏胶凝强度，并且最优选具有至少200g的冷藏胶凝强度。而且，该食品配料在约15℃-约25℃的温度下优选具有至少30g，更优选至少50g并且最优选至少100g的凝胶重量。更优选地该食品配料的大豆物料具有小于6wt％的水分含量，更优选至多5wt％；并含有小于20ppm的正戊烷、小于50ppm的丁二酮、小于650ppm的己醛、小于10ppm的2-庚酮、小于10ppm的2-戊基呋喃和小于10ppm的辛醛。在一最优选的实施方式中，该大豆物料为得自具有低水苏糖含量的遗传表型的大豆品系的大豆的低棉子糖、低水苏糖大豆物料。优选地该食品配料还含有至少一种选自三磷酸钠、酸式焦磷酸钠、小麦面筋和树胶的添加剂。
在另一优选实施方式中，本发明的该功能食品配料为以无水基的重量计大豆蛋白含量小于65％，更优选小于60％且大于20％的大豆物料，它具有至少一种以下特征：在约15℃-约25℃的温度下至少30g、更优选至少50g并且最优选至少100g的凝胶重量；或者当大豆物料以每重量份大豆物料与5重量份水组合时至少50g，更优选至少100g并且最优选至少200g的冷藏胶凝强度。该功能食品配料的大豆物料还优选具有至少一种以下特征：30％-80％，更优选35％-75％，且最优选40％-70％的氮溶出率；30％-80％，更优选35％-75％，且最优选40％-70％的耐盐指数；在18℃-25℃的温度下至少500厘泊、更优选至少1000厘泊并且最优选至少1500厘泊的粘度；至少大豆物料重量的3倍、更优选至少大豆物料重量4倍的水合能力；0.3或更低，更优选0.2或更低的水分活度；或者至多10TIU/mg大豆物料的胰蛋白酶抑制剂活性。该功能食品配料的大豆物料还优选具有小于6wt％的水分含量，更优选小于5wt％；并含有小于20ppm的正戊烷、小于50ppm的丁二酮、小于50ppm的戊醛、小于650ppm的己醛、小于10ppm的2-庚酮、小于10ppm的2-戊基呋喃和小于10ppm的辛醛。在一最优选的实施方式中，该大豆物料为得自具有低水苏糖含量的遗传表型的大豆品系的大豆的低棉子糖、低水苏糖大豆物料。优选地该食品配料还含有至少一种选自三磷酸钠、酸式焦磷酸钠、小麦面筋和树胶的添加剂。
制备新型大豆物料的方法
本发明还涉及制备用于本发明食品配料组合物中的新型大豆物料的方法。在第一个实施方式中，以无水基的重量计含有小于65％大豆蛋白的大豆物料经过水合，其中每份大豆物料至少添加2份水以水合该大豆物料。在水合大豆物料中所含的至少一部分大豆蛋白为不可逆部分变性，并且该大豆物料经过干燥以便大豆物料具有约30％-约80％的氮溶出率以及以无水基的重量计小于65％的蛋白含量。
用作该方法中的原料的大豆物料可以是以无水基计含有小于65％大豆蛋白的任意蛋白物料，优选含有小于60％大豆蛋白，更优选含大于20％的大豆蛋白，最优选大于25％的大豆蛋白，包括粉碎的整粒大豆、大豆粉、大豆粗粉、大豆片和大豆粕粉。更优选地，用作该方法的原料的大豆物料为脱脂大豆粉、大豆粗粉、大豆粕粉或大豆片物料。这些大豆物料可以由整粒大豆生产，如下所述，或者可商购获得。
用于本发明的该方法的大豆片可以由整粒大豆通过以下步骤生产：去除大豆的脏物；将去除脏物的大豆的壳裂开；去除大豆的壳；如果需要的话，将去壳大豆的子叶部分与下胚轴分离；使大豆的子叶部分成为薄片；并且如果需要的话，对所得大豆片脱脂。形成大豆片的所有步骤可以根据本领域中使用常规设备形成大豆片的常规方法进行。
可以通过将大豆通过磁力分离器以除去铁、钢和其它可磁吸的物体，接着在逐渐变小的筛孔上震动大豆以除去泥土残渣、豆荚、茎、草籽、尺寸过小的豆和其它废物来去除大豆中的脏物。去除脏物的大豆可以通过将其通过裂开辊将其裂开。裂开辊为螺旋形切割的波纹圆筒，当大豆通过该辊时它松开壳并将大豆物料分裂成几片。优选地在63-74℃下将该裂开的大豆中的水分调整到10％-11％，从而改善该大豆物料的贮藏质量保持性。裂开的大豆可以通过吸气去壳。比大豆的子叶小得多的下胚轴可以在足够小的筛子上通过震动去壳的大豆来除去，从而除去下胚轴并保留大豆的子叶。由于下胚轴在大豆中仅占约2wt％，而子叶在大豆中占约90wt％，因此不必将下胚轴除去，但是，由于下胚轴伴随有大豆的豆腥味因此优选将它们除去。去壳的大豆，不管有没有下胚轴，然后将它们通过薄片辊使它们成薄片。该薄片辊为光滑圆柱形辊，将其安置以便当大豆通过该辊时形成厚度为约0.01英寸-约0.015英寸的大豆薄片。
如果希望得到脱脂大豆物料，然后可以将该薄片脱脂，可以经部分脱脂，或者如果希望得到全脂大豆物料可以不要脱脂步骤。该大豆片，和由此生产的任何大豆物料如大豆粉或大豆粗粉，因此可以是从全脱脂到全脂的大豆物料。优选地将这些薄片脱脂后用于本发明的功能食品配料中，从而确保最终产品的良好质量并允许组合物的大豆物料的适宜处理。
可以通过用适宜溶剂提取该薄片以从这些薄片中除去油来将其脱脂。优选地这些薄片用正己烷或正庚烷以逆流提取方式来提取。经过脱脂的薄片应含有小于1.5wt％的脂肪或油含量，优选小于0.75％。然后使用常规的脱溶剂方法，包括用闪蒸脱溶剂器-除臭器汽提塔、蒸汽脱溶剂器-真空除臭器将经过溶剂提取的脱脂薄片脱溶剂以除去任意残余溶剂，或者通过倒风脱溶剂法脱溶剂。或者，可以通过常规机械螺旋压榨机而不是通过溶剂提取来对这些薄片脱脂。
优选地，然后将脱脂薄片粉碎成大豆粉或大豆粗粉以用作本方法的原料。通过使用常规磨碎和研磨设备如锤磨机或空气喷射磨将薄片磨碎成所需粒子大小来粉碎这些薄片。大豆粉具有其中至少97wt％的粉末的粒子大小为150微米或更少的粒子大小(能够通过100目的美国标准筛)。大豆粗粉，比大豆粉更粗地粉碎，粉碎成150微米-1000微米的平均粒径。
尽管优选将经过去壳和去胚芽的大豆物料用作本发明方法的原料，但是如果需要的话也可以在本方法中使用包括壳和下胚轴(胚芽)的粉碎整粒大豆。将整粒大豆经如上所述去除脏物，然后使用常规碾磨和磨碎设备如锤磨机或空气喷射磨磨碎经过去除脏物的大豆来将其粉碎。或者，可以不经过首先的使大豆成薄片就将整粒大豆去壳并磨碎成或者有下胚轴也可以没有下胚轴的大豆粉或大豆粗粉。
在一特别优选的实施方式中，用作本发明方法的原料的大豆物料为低棉子糖、低水苏糖大豆物料，其中低棉子糖、低水苏糖大豆物料得自具有低水苏糖含量的遗传表型的大豆品系的大豆。更优选地该低棉子糖、低水苏糖大豆还具有至少200μmol/g的高蔗糖含量。
该低棉子糖、低水苏糖的大豆物料可以是以无水基计含有小于65％大豆蛋白的任意大豆物料，包括粉碎的整粒大豆、大豆粉、大豆粗粉、大豆片和大豆粕粉。最优选地，用作本方法原料的该低棉子糖、低水苏糖的大豆物料为低棉子糖、低水苏糖的脱脂大豆粉、大豆粗粉、大豆粕粉或大豆片物料。这些大豆物料可以与如上所述由常规商品大豆的大豆粉、大豆粗粉、大豆粕粉和大豆片的相同方式由来自具有低水苏糖含量的遗传表型的大豆品系的低棉子糖、低水苏糖的整粒大豆生产。
用于本发明的低棉子糖、低水苏糖的大豆物料可以由来自具有低水苏糖含量的遗传表型的大豆植物品系的大豆生产。在大豆中水苏糖和棉子糖是由葡萄糖或蔗糖通过一系列酶催化反应来生产的，其中肌醇和肌醇半乳糖苷是形成棉子糖和水苏糖的过程中关键的中间体。在大豆中肌醇-1-磷酸酯合成酶催化由蔗糖(或葡萄糖)形成肌醇。将肌醇用于与UDP半乳糖连接形成肌醇半乳糖苷，其中肌醇半乳糖苷合成酶催化该反应。棉子糖由肌醇半乳糖苷通过棉子糖合成酶的催化形成，并且水苏糖由棉子糖和肌醇半乳糖苷通过水苏糖合成酶的催化形成。
可以通过选择或形成欠表达、有缺陷地表达或不表达形成水苏糖和棉子糖所需的酶的大豆品系来降低或消除水苏糖和棉子糖在大豆中的积累。特别优选选择或形成欠表达、有缺陷地表达或不表达肌醇-1-磷酸酯合成酶或肌醇半乳糖苷合成酶的大豆品系，从而增加大豆中的蔗糖含量，同时降低或消除棉子糖和水苏糖浓度。
PCT公开No.WO 98/45448(1998年10月15日)提供了一种生产大豆植物的方法，该大豆植物具有棉子糖和水苏糖之和的种子含量小于14.5μmol/g且种子蔗糖含量大于200μmol/g的遗传表型，其中该表型是由于降低了植物种子中肌醇-1-磷酸酯的合成能力，将其加入本文作为参考。在一种方法中，大豆籽经过诱变剂，优选NMU(N-亚硝基-N-甲脲)处理，将经过处理的大豆籽播种并自花授精几代，对所得大豆植物筛选所需表型。具有所需表型的大豆植物中至少一个编码具有肌醇-1-磷酸酯的降低的合成能力的突变体肌醇-1-磷酸酯合成酶的基因纯合，它赋予了其大豆中低水苏糖、低棉子糖和高蔗糖浓度的遗传表型。
LR33(登记号ATCC 97988，保藏日期1997年4月17日)为由上述诱变方法生产并公开在PCT公开No.WO 98/45448中的具有低棉子糖、低水苏糖、高蔗糖表型的大豆品系。优选地，具有所需表型的大豆品系(例如LR33)与农学原种大豆品系杂交生产一杂交品种，然后将该杂交品种自花授精至少一代，并且将自花授精的杂交品种的后代筛选以识别纯合至少一个编码具有肌醇-1-磷酸酯的降低的合成能力的突变体肌醇-1-磷酸酯合成酶的基因的大豆品系，其中该基因赋予了棉子糖和水苏糖之和的种子含量小于14.5μmol/g且种子蔗糖含量大于200μmol/g的遗传表型。所得杂交品种优选是具有低棉子糖和水苏糖含量和高蔗糖含量的农学原种大豆。
在PCT公开No.WO 98/45448提供的第二个方法中，大豆植物可以经基因修饰以实现具有所得相关籽表型的肌醇-1-磷酸酯合成酶的基因沉默。该申请的说明书提供了负责肌醇-1-磷酸酯合成酶的表达的基因的核苷酸序列，可将其用于形成具有用于共抑制或欠表达肌醇-1-磷酸酯合成酶的适宜调节序列的嵌合基因。可以根据申请中陈述的步骤将该嵌合基因插入大豆植物的基因组中，从而提供其中嵌合基因使得编码大豆肌醇-1-磷酸酯合成酶的天然基因的表达降低的大豆植物。具有降低表达肌醇-1-磷酸酯合成酶的该大豆植物在其大豆籽中具有低棉子糖、低水苏糖和高蔗糖含量。
Kerr等人的US专利No.5,648,210提供了来自夏南瓜和大豆的肌醇半乳糖苷合成酶核苷酸序列以及将这些核苷酸序列掺入大豆植物中以生产具有低棉子糖、低水苏糖和高蔗糖的遗传表型的转基因大豆品系，将其全文加入本文。所提供的核苷酸序列编码大豆籽肌醇半乳糖苷合成酶，如上所述，它是由肌醇和UDP-半乳糖形成棉子糖和水苏糖寡糖过程中的关键酶。将在大豆中编码肌醇半乳糖苷合成酶的核苷酸序列转移到具有适宜的转录与肌醇半乳糖苷合成酶mRNA互补的反义mRNA的调节序列或其前体的大豆植物中，这使得抑制内源肌醇半乳糖苷合成酶基因表达，并且因此与未经过转化的大豆植物相比降低了肌醇半乳糖苷合成酶、棉子糖和水苏糖的量。同样地，将具有与肌醇半乳糖苷合成酶基因的大致同源性的外源基因插入具有适宜的调节序列的大豆植物中，可以被用于通过共抑制来抑制内源肌醇半乳糖苷合成酶基因的表达。
已良好地制定了将外源基因如在’210专利中提供的肌醇半乳糖苷合成酶核苷酸序列在植物中的插入和表达。参见De Blaere等人的(1987)Meth.Enzymol.153：277-291。将肌醇半乳糖苷合成酶核苷酸序列以反义构象插入大豆植物中的各种方法对本领域技术人员来说是可以获得的。这些方法包括以农杆菌spp.的Ti和Ri质粒为基础的那些。特别优选使用这些载体的二等分型(binary type)。Ti所得的载体转化大量高等植物，包括单子叶和双子叶植物如大豆、棉花和油菜。[Pacciotti等人(1985)Bio/Technology 3：241、Byrne等人(1987)Plant Cell，Tissue and OrganCulture 8：3、Sukhapinda等人(1987)Plant Mol.Biol.8：209-216、Lorz等人(1985)Mol.Gen.Genet.199：178、Potrykus(1985)Mol.Gen.Genet.199：183]。本领域技术人员可以利用其它转化方法如外源DNA构建体的直接吸收[参见EPO公开0295959A2]、电穿孔技术[参见Fromm等人(1986)Nature(London)319：791]或用涂敷有核酸构建体的金属粒的高速弹道轰击[参见Kline等人(1987)Nature(London)327：70和US4]。一旦转化，本领域技术人员可以将这些细胞再生。
优选选择的启动子、增强子和调节序列可以与反义肌醇半乳糖苷合成酶核苷酸序列或大致同源的共抑制外源基因混合，从而形成最有效地抑制肌醇半乳糖苷合成酶的表达并对大豆植物的破坏最小化的核酸构建体。特别优选的启动子是组成型启动子和允许籽特异性表达的启动子如用于大豆β-伴大豆球蛋白贮藏蛋白的α-和β-亚单元的基因的启动子。优选的增强子为从用于β-伴大豆球蛋白的α-亚单元的基因分离的DNA序列元件，如’210专利中所述，它可以给组成型启动子带来40倍的籽特异性的增强。
Kerr等人的US专利No.5,710,365(将其全文加入本文)提供了具有低棉子糖和低水苏糖含量的其它大豆品系，它包括特定的大豆基因，称为stc1x，相对常规商购获得的大豆它带来了低水苏糖和低棉子糖含量的遗传表型。该stc1x基因很可能是编码有缺陷的棉子糖合成酶和水苏糖合成酶的突变体基因，因此抑制stc1x大豆品系的大豆植物中棉子糖和水苏糖的生产。该stc1x大豆品系是通过以下获得的：1)彻底筛选现存大豆种质保藏物已寻找赋予低棉子糖糖含量的基因源；2)通过化学诱变诱导常规大豆品系的Stc1基因中的突变；或者3)将方法1或2所获得的stc1x大豆品系杂交以发现具有修饰基因的大豆品系，该基因通过增强该stc1x基因的表达进一步降低大豆植物中棉子糖和水苏糖的产生。大豆品系LR28是通过第一种方法开发出来的，大豆品系LR484(登记号ATCC75325)是通过第二种方法开发出来的。
本发明的组合物和方法中所用的低棉子糖、低水苏糖的大豆物料可以经堆积含有改善大豆粉或粉碎的整粒大豆物料的风味、外观或功能性的其它所选特征。例如，本领域技术人员可以基因修饰大豆品系，从而生产具有修饰籽贮藏蛋白含量的大豆(用于各种营养图谱)；或者生产含有很少或没有脂氧合酶的大豆(以改善风味)；或者生产含有很少或没有植酸和/或植酸盐的大豆(以改善营养图谱)；或生产含有黄色种脐的大豆(以改善外观)；或者生产具有相对常规商品大豆提高的异黄酮含量的大豆(以提供附加的保健好处)。
大豆原料，无论是低棉子糖、低水苏糖的大豆物料还是得自常规商品大豆的大豆物料，均被水合。当水合时，该大豆物料最优选为例如如上所述制备的大豆粉或大豆粗粉的微粒状。或者，水合时该大豆物料可以为非微粒状，例如大豆片或整粒大豆物料，其中该大豆物料水合之后被粉碎成微粒，例如通过将水合的大豆物料搅拌或混合以将大豆物料分成更小片。不太优选地，大豆物料在水合时可以为非微粒状，并且在水合后该大豆物料不经过粉碎。
在水合步骤中向大豆物料中添加足够量的水，以利于通过对水合大豆物料热处理使大豆蛋白部分变性时大豆物料中的大豆蛋白重新排列。据信这些大豆蛋白在部分变性时在水中重新排列，形成蛋白聚集体或聚集体前体。这些聚集体或聚集体前体作为部分变性的蛋白形成，这样减少了蛋白中新暴露的疏水亚单元通过移动到能量学上有利的蛋白质内和蛋白质间的疏水-疏水和亲水-亲水亚单元的相互作用而与水相互作用。大豆物料的足够水合对确保大豆蛋白可以重新排列是很重要的，这是因为大豆物料中的大豆蛋白经干热或经湿热(如蒸汽)而水不足处理将使蛋白物料中的大豆蛋白变性或部分变性，但是由于变性蛋白缺少足够的水而不能重新排列以利于大豆蛋白移动到有利的能量构象上，所以不将获得所需产品。为了水合大豆物料，优选地每1重量份大豆物料添加至少2份水。更优选地为了水合大豆物料每重量份大豆物料使用至少4份、6份或8份水，最优选地为了水合大豆物料每重量份大豆物料使用至少9份水。
在一优选实施方式中用于水合大豆物料的水的温度为50℃-85℃。温水易于水合大豆物料并将大豆物料分散在水中。
水合大豆物料，以含至多33wt％固体的大豆物料的含水浆料形式，经过充分混合，从而确保了大豆物料分散在水中。使用用于调和、搅拌或掺合、能够混合大豆浆料的任意传统装置通过调和、搅拌或掺合该浆料将其混合。
如果需要的话，在将大豆物料暴露到有效地使大豆物料中的大豆蛋白部分变性的条件下之前向该水合大豆物料的含水浆料中添加三磷酸钠(“STPP”)。在大豆蛋白部分变性之前和之后，STPP与大豆蛋白中的氨基相互作用，并提高了大豆物料在水溶液中的溶解度。相对未用STPP处理的产品，由于STPP处理过的产品具有改善的凝胶形成性能、改善的胶凝强度和降低的氧化活性，因此特别优选用STPP对大豆物料进行处理。STPP添加到含水浆料中的量不超过浆料中大豆物料的重量的3％，优选为0.5％-1.5％。
然后对该大豆物料浆液进行处理以不可逆部分变性至少部分水合大豆物料中的大豆蛋白。如上所述，大豆物料中的大豆蛋白经过部分变性以展开该蛋白并诱导该蛋白重新排列形成提高大豆物料的凝胶和乳液形成性能的蛋白聚集体或聚集体前体。水合大豆物料中的大豆蛋白的部分变性是通过在高温下将大豆物料的含水浆料处理一段时间，以足以使至少部分大豆蛋白部分变性来进行的。优选地大豆物料的含水浆料是在约75℃-约160℃的温度下处理约2秒钟-约2小时以部分变性大豆物料中的大豆蛋白，其中将水合大豆物料在较低温度下加热较长时间以使大豆物料中的大豆蛋白部分变性。更优选地在高温和大于大气压的正压下将水合大豆物料处理以使大豆物料中的大豆蛋白部分变性。
不可逆部分变性水合大豆物料中大豆蛋白的优选方法是在升高到室温以上的温度下通过将加压蒸汽喷射到大豆物料的含水浆料中持续足够使大豆物料中的至少部分大豆蛋白部分变性的一段时间来处理该浆料，本文下面将其称之为“喷射蒸煮”。下面的描述是喷射蒸煮水合大豆物料浆料的优选方法，但是，本发明并不限于所述方法并且包括可以由本领域技术人员进行的任意显而易见的改进。
将水合大豆物料引入喷射蒸煮器加料罐中，在其中用一混合器搅拌该大豆物料浆料使该大豆物料保持为悬浮状态。从该加料罐将该浆料通过反应器管导入推动浆料的泵中。浆料进入反应器管时，在压力下将蒸汽喷入大豆物料浆料，立即将该浆料加热到所需温度。通过调整喷射蒸汽的压力来控制该温度，并且优选为约75℃-约160℃，更优选约100℃-约155℃。在高温下将该浆料处理约5秒钟-约15秒钟，在较低温度下处理时间要更长，处理时间通过浆料通过管的流速来控制。优选地流速为约18.5lbs/分钟，在约150℃下蒸煮时间为约9秒钟。
通过暴露到高温下大豆物料中至少部分大豆蛋白经过不可逆部分变性之后，以有效保持在水合条件下通过部分变性在大豆蛋白中被诱导的结构和排列变化的方式干燥该水合大豆物料。为了保持大豆物料中所需的蛋白结构，从大豆物料中快速蒸发水分。优选地将该水合大豆物料干燥，使得所得干燥大豆物料的氮溶出率为约30％-约80％，更优选约35％-约75％，最优选约40％-约70％。
在本发明的一个实施方式中，以两个步骤干燥该水合大豆物料：闪蒸蒸发步骤，之后将该大豆物料喷雾干燥。该水合、部分变性的大豆物料通过将该浆料引入内部温度为20℃-85℃的真空室中闪蒸蒸发，这立即将水合大豆物料的压力降到约25mm-约100mm Hg的压力，更优选约25mm-约30mm Hg的压力。最优选地将水合蛋白物料浆料从喷射蒸煮器的反应器管排放到真空室中，使得压力和温度瞬时大大降低，这样将水合、部分变性的大豆物料中的大部分水分蒸发。优选地真空室具有高达约85℃的高温，从而防止将水合大豆物料引入真空室时大豆物料凝胶化。
申请人相信闪蒸蒸发步骤使得大豆物料具有低浓度的伴随着豆腥味、苦味的挥发性化合物如正戊烷、丁二酮、戊醛、己醛、2-庚酮、2-戊基呋喃和辛醛。在压力下热处理接着快速降低压力并蒸发水分还使得这些挥发组分大量挥发，从该大豆物料中除去这些挥发组分，因此改善了大豆物料的口味。
然后可以将该闪蒸蒸发的大豆物料浆料喷雾干燥，从而生产出本发明的干燥大豆物料食品配料。喷雾干燥条件应适度以避免大豆物料中的大豆蛋白进一步变性。优选地该喷雾干燥器为并流干燥器，其中进入的热空气和大豆物料浆料，通过雾化器在压力下通过注入干燥器雾化，以并流方式通过干燥器。由于干燥时大豆物料中的水蒸发冷却该物料，因此大豆物料中的大豆蛋白未经受进一步的热变性。
在一优选实施方式中，将经过闪蒸蒸发的大豆物料的浆料通过喷嘴雾化器注入干燥器中。尽管优选喷嘴雾化器，但是可以使用其它喷雾干燥雾化器如旋转式雾化器。在足够的压力下将该浆料注入干燥器以雾化该浆料。优选地在约3000psig-约4000psig，并最优选约3500psig的压力下雾化该浆料。
将热空气通过设置的热空气入口注入干燥器中，以便进入干燥器的热空气与从雾化器喷雾的雾化大豆物料浆料一起并流流动。该热空气的温度为约285℃-约315℃，优选约290℃-约300℃。
从喷雾干燥器中收集该干燥大豆物料产品。可以使用常规装置和方法收集该大豆物料，包括旋流除尘器、袋滤器、静电除尘器和重力收集。
在本发明的另一实施方式中，经过部分变性水合大豆物料中的大豆蛋白的步骤之后，不经过闪蒸这一中间步骤，就将水合、部分变性的大豆物料浆料直接喷雾干燥。喷雾干燥未经过闪蒸的大豆物料的条件与上述对经过闪蒸的大豆物料的相同。
在一供选择的实施方式中，如果经过水合的部分变性的大豆物料的固体含量对有效喷雾干燥太高时，或者使用闪蒸蒸发步骤或者不使用闪蒸蒸发步骤，根据本发明可以通过同时磨碎和干燥部分变性的大豆物料来快速干燥该固体含量高的大豆物料。优选地，在使用干燥空气并在干燥时磨碎大豆物料的传统锤磨机或流能磨中将高固体含量的部分变性的大豆物料干燥。
如果需要的话，可以向干燥大豆物料产品中添加其它物料，以改善作为食品配料的大豆物料的性能。可以添加酸式焦磷酸钠、小麦面筋和/或树胶，优选瓜尔豆胶以改善大豆物料的流动特性。优选地，如果添加的话，向大豆物料中添加高达5wt％的酸式焦磷酸钠、30wt％小麦面筋和/或高达5wt％的树胶。其它配料如风味剂和着色剂也可以添加到大豆物料中。
在第二个实施方式中，提供了形成功能食品配料的方法，其中以无水基重量计含有小于65％的大豆蛋白的大豆物料经水合；通过在至少40℃的温度下将水合大豆物料经受剪切使得至少水合大豆物料中的部分大豆蛋白不可逆部分变性；并且该部分变性的大豆物料经过干燥，使干燥大豆物料具有约30％-约80％的氮溶出率和以无水基的重量计小于65％的蛋白含量。由于大豆物料所经受的剪切使得部分变性的蛋白易于重新排列，因此本发明的该实施方式与上述方法的不同点在于需要更少的水来水合大豆物料。
用作本发明的第二个实施方式的方法的原料的大豆物料可以选自上述作为本发明的第一个实施方式的方法中的原料的大豆物料。最优选地，用作本发明的第二个实施方式的方法的原料的大豆物料为低棉子糖、低水苏糖、高蔗糖的大豆粉。
通过向大豆物料中添加水来将该大豆物料水合。水合大豆物料需要的水的量是足够易于混合和使大豆物料经受剪切的水的量。该大豆物料应经过水合，以便该大豆物料以约15％-约80wt％的固体水平存在于水/大豆物料混合物中。为了水合大豆物料，优选地将至少1重量份的水添加到4重量份的大豆物料中。更优选地，将至少1重量份的水添加到3重量份的大豆物料中。最优选地将至少1重量份的水添加到2重量份的大豆物料中。在一优选实施方式中，用于水合大豆物料的水的温度为50℃-85℃。温水有利于大豆物料的水合。
如果需要的话，可以在如上所述的部分变性步骤之前将三磷酸钠添加到水合大豆物料中，以增强大豆物料产品的乳液和凝胶形成性能。
然后通过将水合大豆物料经受高温和机械剪切，尽管可以在大豆物料中的大豆蛋白热变性之后对水合大豆物料进行机械剪切，但是优选同时进行，从而将水合大豆物料中的至少部分大豆蛋白不可逆地部分变性。当水合大豆物料同时经受热变性和进行剪切时，在至少40℃的温度下经过一段足够使大豆物料中的部分蛋白部分变性的时间，典型地5秒钟-10分钟处理水合大豆物料，使水合大豆物料中的大豆蛋白不可逆地部分变性。更优选地，在同时热变性和机械剪切的条件下，通过在约70℃-约100℃的温度下处理水合大豆物料使得水合大豆物料中的大豆蛋白部分变性。当在热变性之后对水合大豆物料运用机械剪切时，可以通过在约75℃-约160℃的温度下处理水合大豆物料以使水合大豆物料中的大豆蛋白部分变性，正如上面针对没有机械剪切的情况下大豆物料的不可逆部分变性所述的。
可以使用用于混合、搅拌和剪切含蛋白物料的含水浆料的常规设备对水合大豆物料机械剪切。在一特别优选的实施方式中，通过将水合大豆物料经过单螺杆或双螺杆蒸煮器挤出机如TX57 Wenger型双螺杆、共旋转、全咬合蒸煮挤出机(可从Wenger Mfg，Sabetha，KS获得)挤出该水合大豆物料来将水合大豆物料中的大豆蛋白部分变性，其中对水合大豆物料同时进行加热和机械剪切。在另一优选实施方式中，通过在一夹套式sigma搅拌器中混合该大豆物料使水合大豆物料中的大豆蛋白部分变性，其中同时对该水合大豆物料同时施加热和机械剪切。
通过暴露在高温下和机械剪切使至少部分大豆物料中的大豆蛋白部分变性之后，以有效保持在机械剪切的水合条件下通过部分变性在大豆蛋白中诱导的结构和排列变化的方式干燥该水合大豆物料。为了保持大豆物料中的所需蛋白结构，从大豆物料中快速蒸发掉水分。优选地该水合大豆物料经干燥，以便所得干燥大豆物料的氮溶出率为约30％-约80％，更优选约35％-约75％，最优选约40％-约70％。
如果经过部分变性的水合大豆物料的固体含量高，例如经过水合的部分变性的大豆物料中每份大豆物料含有小于2份水，那么通过将大豆物料同时研磨和干燥来将部分变性的大豆物料快速干燥。优选地，在使用干燥空气并在干燥时研磨大豆物料的常规锤磨机或流能磨中将固体含量高的部分变性大豆物料干燥。如果部分变性的水合大豆物料的固体含量不高，那么按照上面所述针对生产本发明的新型大豆物料的第一种方法的方式通过喷雾干燥大豆物料来干燥部分变性的大豆物料。
如果需要的话，可以向该干燥大豆物料产品中添加其它物料以提高作为食品配料的大豆物料的性能。可以添加酸式焦磷酸钠、小麦面筋和/或树胶，优选瓜尔豆胶，从而改善大豆物料的流动性能。优选地，如果添加的话，向该大豆物料中添加至多5wt％的酸式焦磷酸钠、至多30wt％的小麦面筋和/或至多5wt％的树胶。还可以向该大豆物料中添加例如风味剂和着色剂的其它配料。
含有该功能食品配料的食品
将本发明的功能食品配料用于许多食品应用中，从而赋予食品增稠、乳化和结构特性。可以将该功能食品配料用于肉领域，特别是乳化肉、肉汤、肉汁、酸奶、乳制品和面包中。
使用本发明的食品配料的一个特别优选的应用是在乳化肉中。可以将该功能食品配料用于乳化肉中以赋予乳化肉的结构，这赋予了乳化肉坚实的口感和肉样结构。该功能食品配料由于易于吸收水分并防止了肉中的脂肪“脂溢出”因此该配料还降低了蒸煮时水分从该乳化肉中失去，故该蒸煮肉富含更多汁液。
用于与本发明的功能食品配料组合物一起形成肉糜的肉料优选是用于形成香肠、法兰克福香肠或其它将肉料填充到肠衣中形成的肉制品的肉，或者可以是用于例如汉堡包、肉糕和肉末产品的肉馅应用的肉。用于与该功能食品配料组合物组合的特别优选的肉料包括来自鸡肉、牛肉和猪肉的机械去骨肉；猪肉屑；牛肉屑；和猪背膘。
含有肉料和该功能食品配料组合物的肉糜含有各种定量所选物以提供肉糜所需肉样特性，特别是坚实结构和坚实口感。优选地该功能食品配料组合物以约3wt％-约30wt％，更优选约5wt％-约20wt％的量存在于肉糜中。优选地该肉料以约35wt％-约70wt％，更优选约40wt％-约60wt％的量存在于肉糜中。该肉糜还含有水，它优选以约25wt％-约55wt％，更优选约30wt％-约40wt％的量存在。
该肉糜还可以含有赋予该肉糜防腐、风味或着色特性的其它配料。例如，该肉糜可以含有盐，优选约1wt％-约4wt％；优选约0.01wt％-约3wt％的香料和优选约0.01wt％-约0.5wt％的例如硝酸盐的防腐剂。
在下面的两个配方实施例中提供了优选肉糜配方。
配方1
配料
wt％
功能食品配料组合物
-大豆物料 8.2
-三磷酸钠 0.4
猪肉90 10.0
机械去骨鸡肉(18％脂肪) 22.0
猪背膘 18.3
猪皮乳液 7.0
水 28.6
盐 2.0
香料混合物 0.4
碳水化合物(葡萄糖，玉米糖浆固体) 3.0
防腐剂 0.1
配方2
配料
wt％
功能食品配料组合物
-大豆物料 4.6
-三磷酸钠 0.5
牛肉90/10 7.5
猪肉屑70/30 10.0
猪背膘5/95 16.8
猪肉皮乳液50∶50 19.9
机械去骨鸡肉 15.8
水 22.8
盐 2.0
香料 0.02
着色剂 0.03
防腐剂 0.05
可以用功能食品配料组合物和肉料通过将肉料、功能食品配料组合物和水一起搅拌或斩拌以形成肉糜并将该肉糜填充到肠衣中来形成肉糜产品。将在上面陈述的范围内的所选量的肉料、水和该功能食品配料组合物，与任意其它所需配料如风味剂、着色剂和防腐剂一起，一起添加到混合或斩拌转鼓中。然后将该混合物通过调和、搅拌或混合一段时间将该混合物混合，从而足够形成均匀肉糜并从含蛋白的细胞中提取肉蛋白。或者，可以在前面每一配料在混合物中充分混合之后单独添加配料，例如，可以将水和肉料充分混合，将该食品配料组合物添加并掺合到该混合物中，在肉料、水和食品配料组合物均匀混合在一起之后将其它配料添加并掺合到该混合物中。
可以将用于调和、搅拌或混合混合物的常规装置用于实现该掺合。用于掺合该肉糜的优选装置包括用刀斩拌混合物中的物料的铣刀转鼓和研磨混合物中的物料的混合器/乳化器。优选的铣刀转鼓是具有1725rpm轴速度的84142型Hobart Food Cutter。
将混合物掺合形成肉糜之后，可以将肉糜用于制备肉制品。可以将该肉糜用于装填肉肠衣形成香肠、法兰克福香肠和类似产品。优选将经过填充的肠衣在冰水中保持约30分钟，然后经过蒸煮形成肉制品。可以通过用于蒸煮肉的任意常规装置蒸煮填充的肠衣，优选蒸煮到内部温度为约70℃-约90℃。优选地通过在优选约80℃的热水中将肠衣加热到约70℃-80℃的内部温度来蒸煮该填充的肠衣。最优选地在水锅式蒸煮器中蒸煮该填充的肠衣。
相对用商品大豆粉形成的肉糜，含该功能食品配料组合物的所得肉糜产品具有改善的硬度、质地、弹性和咀嚼性，并具有与用浓缩蛋白形成的肉糜可比较的特征。含有该功能食品配料组合物的肉糜产品在含有较低等级和中间等级的肉(具有很少的结构功能性的肉)的肉糜中呈现出相当的压缩稳定性，这说明通过该食品配料组合物形成了坚实的凝胶。
该功能食品配料组合物的另一特别优选的应用是在搅成乳浆状的汤中。该功能食品配料赋予了这些汤相当大的粘度，起着乳化剂的作用并赋予了这些汤所需的组织。
以下实施例描述了本发明的新型大豆物料功能食品配料组合物和生产该新型大豆物料的方法。这些实施例旨在证明该新型大豆物料功能食品配料的实用性和优点并不应理解为对本发明范围的限制。
实施例1
制备本发明的功能食品组合物的新型大豆物料。在约85℃的温度下在搅拌混合罐中将50磅商购获得的商品大豆片与200磅水混合。在混合罐中将水和大豆片混合20分钟。在约154℃的温度下将所得大豆物料浆料以12磅/分钟的流速通过反应器管喷射蒸煮9秒钟以部分变性和重新排列大豆物料浆料中的大豆蛋白。通过将该浆料从喷射蒸煮器反应器管喷射到具有约24mm Hg压力和约54℃的温度的真空室将该浆料闪蒸蒸发。通过喷嘴雾化器以3500psig的加料压力和约90℃的排气温度喷雾干燥该浆料以将经过闪蒸蒸发的大豆物料浆料干燥。从喷雾干燥器中收集到7磅新型大豆物料(本文下面的“CV大豆物料”)。
实施例2
制备本发明的功能食品组合物的新型大豆物料。在约83℃的温度下在搅拌混合罐中将50磅低棉子糖、低水苏糖、高蔗糖的大豆片与200磅水混合。在混合罐中将水和大豆片混合20分钟。在约152℃的温度下将所得大豆物料浆料以12磅/分钟的流速通过反应器管喷射蒸煮9秒钟以部分变性和重新排列大豆物料浆料中的大豆蛋白。通过将该浆料从喷射蒸煮器反应器管喷射到具有约24mm Hg压力和约50℃的温度的真空室将该浆料闪蒸蒸发。通过喷嘴雾化器以3500psig的加料压力和约90℃的排气温度喷雾干燥该浆料以将经过闪蒸蒸发的大豆物料浆料干燥。从喷雾干燥器中收集到26磅新型低棉子糖、低水苏糖、高蔗糖的大豆物料(本文下面的“HS大豆物料”)。
实施例3-蛋白含量
测定上面实施例1和2中生产的CV和HS大豆物料的大豆蛋白含量，并与Cargill Flour 20(“Flour 20”)(一种从Cargill，Inc.获得的经过高度热处理的商品大豆粉)、Cargill Flour 90(“Flour 90”)(一种从Cargill，Inc.商购获得的用最少的热量处理以改善蛋白质溶解度的商品大豆粉)和Arcon S(一种从Archer Daniels Midland Company，Decatur，Illinois商购获得的大豆浓缩蛋白)比较。将CV和HS大豆物料样品(各1g)、Flour 20和90(各0.8g)和Arcon S浓缩蛋白(1g)称重并与催化剂混合物(16.7g K2SO4、0.6g TiO2、0.01g硫酸铜和0.3g浮石)和30ml浓硫酸一起加入各自的Kjeldahl烧瓶中。通过将烧瓶放置在沸水浴中并偶尔旋转烧瓶以将烧瓶中的内容物蒸煮45分钟。蒸煮之后，向每个样品烧瓶中添加300ml水，并将烧瓶冷却到室温。向每个烧瓶中添加氢氧化钠溶液(比重1.5)，以使该蒸煮液呈强碱性。将蒸馏水和标准0.5N盐酸溶液添加到每个样品的馏出液接收烧瓶中(对CV、HS、Arcon S样品添加50mlHCl溶液，向Flour 20和90样品添加35ml HCl溶液)。然后将该蒸煮溶液蒸馏直到在接收烧瓶中收集到150ml馏出液。使用甲基红指示剂用0.25NNaOH溶液滴定每种接收烧瓶中的内容物。由所需碱滴定剂的量和上面定义段中提供以计算氮含量的计算式确定样品中的总氮含量。蛋白含量为总氮含量×6.25。蛋白含量测定的结果示于下表1。
表1
| CV大豆物料 HS大豆物料 Flour 20 Flour 90 Arcon S |
| 蛋白含量(％) 54.5 54.5 51.8 52.4 71.5 |
Flour 20和90含有大豆粉中的典型的蛋白含量，Arcon S所含的蛋白水平大于65wt％，这说明利用更深层次的加工形成大豆浓缩蛋白。CV和HS大豆物料含有小于65wt％的大豆蛋白，并且更接近大豆粉中发现的大豆蛋白含量。
实施例4-氮溶出率
测定HS和CV大豆物料、Flour 20和90大豆粉和Arcon S大豆浓缩蛋白的氮溶出率以确定这些蛋白物料的相对溶解度。由于蛋白溶解度与氮溶解度成正比，因此在0-100％的标度的较低的氮溶出率显示蛋白溶解度低，氮溶出率高说明蛋白溶解度高。由上面实施例3中确定的样品中的总氮含量和每种样品的可溶性氮测定HS和CV大豆物料、Flour 20和Flour 90物料以及Arcon S浓缩蛋白的氮溶出率(“NSI”)。每种样品的可溶性氮含量是通过如下测定的：将样品(5g CV、HS和Arcon S样品，3.5gFlour 20样品和4g Flour 90样品)与200ml蒸馏水混合，在30℃下以120rpm搅拌2小时，用另外的蒸馏水将每种样品稀释到250ml。将40ml每种样品倾析并以1500rpm离心10分钟。通过将25ml每种样品的上层清液的等分试样与催化剂混合物(16.7g K2SO4、0.6g TiO2、0.01g硫酸酮和0.3g浮石)和30ml浓硫酸一起放入各自的Kjeldahl烧瓶中，对这些等分试样分析氮含量。通过将烧瓶放置在沸水浴中并偶尔旋转烧瓶以将烧瓶中的内容物蒸煮45分钟。蒸煮之后，向每个样品烧瓶中添加300ml水，并将烧瓶冷却到室温。向每个烧瓶中添加氢氧化钠溶液(比重1.5)，以使该蒸煮液呈强碱性。将蒸馏水和标准0.5N盐酸溶液添加到每个样品的馏出液接收烧瓶中(所有样品都是25ml HCl溶液)。然后将该蒸煮溶液蒸馏直到在接收烧瓶中收集到150ml馏出液。使用甲基红指示剂用0.25NNaOH溶液滴定每种接收烧瓶中的内容物。由所需碱滴定液的量和上面定义段中提供以计算氮含量的计算式确定样品中的可溶性氮含量。由样品中的总氮含量和样品的可溶性氮含量根据下式确定氮溶出率：氮溶出率＝100×[可溶性氮含量(％)/总氮含量(％)]。结果示于下表2。
表2
| CV大豆物料 HS大豆物料 Flour 20 Flour 90 Arcon S |
| NSI(％) 47.5 44.3 44.4 85 61.0 |
CV和HS大豆物料的氮溶出率说明由于物料中大豆蛋白部分变性，这些物料在水溶液中具有适度的大豆蛋白溶解度。CV和HS大豆物料的适度溶解度促进了如上所述的部分变性且重新排列的大豆蛋白聚集体形成凝胶。Flour 20和Arcon S大豆浓缩蛋白的NSI说明Flour 20和Arcon S也可适度溶于水溶液中。Flour 90的NSI显示出Flour 90中的蛋白质非常易溶于水中并且可能基本上为几乎没有经受变性的天然球形。
实施例5-耐盐指数
测定CV和HS大豆物料、Flour 20、Flour 90和Arcon S物料的耐盐指数。该耐盐指数测定的是溶于含盐(氯化钠)的水溶液中的样品中的蛋白质的量。该耐盐指数是将用于含盐的食品系统(例如肉糜)中的含蛋白的食品配料的一个重要量度，这是因为食品配料中的蛋白质在有盐的情况下不允许大量不溶解，否则食品配料将使该食品具有砂样口感，并且可能失去形成凝胶和乳液的功能。以0-100％的标度测定耐盐指数，其中耐盐指数低(＜25％)表示蛋白质在盐溶液中不溶解或蛋白质溶解度低，耐盐指数高表示蛋白质在盐溶液中的溶解度高。
通过将0.75g氯化钠和150ml温度为30℃的去离子水在每种样品中混合直到盐完全溶于水中来制备5个样品。向分开的样品中添加5g CV和HS大豆物料，向另一样品中添加5g Arcon S，向另一样品中添加4g Flour 20，向最后样品中添加4.3g Flour 90。将每个样品在混合室内以7000rpm混合以将大豆蛋白物料和样品盐溶液混合。向每个样品中添加50ml去离子水并在30℃下将这些样品以120rpm搅拌60分钟。还用去离子水将样品稀释到总体积250ml，将样品进一步混合。以500×g将45ml每种样品离心10分钟。通过滤纸过滤上层清液收集每种样品的上层清液。通过分析25ml每种样品的上层清液的蛋白含量来测定每种样品的上层清液中蛋白含量：将这些等分试样与催化剂混合物(16.7g K2SO4、0.6g TiO2、0.01g硫酸铜和0.3g浮石)和30ml浓硫酸一起放入各自的Kjeldahl烧瓶中。通过将烧瓶放置在沸水浴中并偶尔旋转烧瓶以将烧瓶中的内容物蒸煮45分钟。蒸煮之后，向每个样品烧瓶中添加300ml水，并将烧瓶冷却到室温。向每个烧瓶中添加氢氧化钠溶液(比重1.5)，以使该蒸煮液呈强碱性。将蒸馏水和标准0.5N盐酸溶液添加到每个样品的馏出液接收烧瓶中(所有样品都是25ml HCl溶液)。然后将该蒸煮溶液蒸馏直到在接收烧瓶中收集到150ml馏出液。使用甲基红指示剂用0.25N NaOH溶液滴定每个接收烧瓶中的内容物。由所需碱滴定剂的量和上面定义段中提供以计算氮含量的计算式确定样品中上层清液的氮含量。根据下式确定耐盐指数：耐盐指数(％)＝(100)×(50)×[(可溶性蛋白质百分数(上层清液中)]/[总蛋白质百分数(干燥样品的)]，其中干燥样品的总蛋白质百分数是由上面实施例3的表1提供的。结果示于下表3。
表3
| CV大豆物料 HS大豆物料 Flour 20 Flour 90 Arcon S |
| STI(％) 54.7 52.2 25.5 41.7 40.6 |
HS和CV大豆物料的耐盐指数显示盐的存在基本上不影响物料中蛋白质的溶解度。Arcon S物料稍受影响，但是不至使物料中的蛋白质不溶解或影响物料的功能性的程度。盐的存在对Flour 20的影响很大，并且在有盐的情况下基本上失去了蛋白质的溶解性。盐的存在对Flour 90的影响也很大，从在无盐含水系统中蛋白质的大量溶解变成在有盐的情况下只有部分溶解。
实施例6-凝胶重量
测定HS和CV物料、Flour 20和90物料和Arcon S的凝胶重量。每种物料的样品是通过在84142型轴速度为1725rpm的Hobart Food Cutter中在20℃下的1000ml去离子水中经过4.5分钟斩拌200g每种样品来形成的。在4.5分钟的总斩拌时间下用样品浆料填充一预称重的5盎司的杯子，将杯子上面的任意过量的浆料刮掉。在放置在水平面上的杯子夹持器上将该填充的杯子沿其侧面倾斜，这样杯子边缘轻轻沿杯子夹持器边缘伸展。5分钟之后，倒出杯子的任意浆料沿杯子顶端经过一直缘被切下。擦掉保持在杯子外面的任意浆料，称重留在杯子中的浆料的重量。杯子重量和杯子与凝胶的重量的差是凝胶的重量。结果示于下表4。
表4
| CV大豆物料 HS大豆物料 Flour 20 Flour 90 Arcon S |
| 凝胶重量 108g 142g 4.3g 11g 138g |
如凝胶重量所示，CV和HS大豆物料和Arcon S大豆浓缩蛋白形成大量凝胶。Flour 20和Flour 90不能有效地形成大量凝胶。CV和HS物料的凝胶重量说明这些物料对赋予肉糜食品应用中的结构，特别是相对具有小于65％的大豆蛋白含量的其它含大豆蛋白的物料如Flour 20和Flour90而言是有用的。
实施例7-冷藏胶凝强度
测定CV和HS大豆物料、Flour 20和Flour 90物料、和Arcon S大豆浓缩蛋白样品的冷藏胶凝强度。将540g每种物料与2160ml水混合并混合30分钟以水合样品。然后将每种样品浆料在84142型(轴速度为1725rpm)的Hobart Food Cutter中斩拌6分钟。从斩拌机中移出1300g每种样品。向剩下的样品浆料中添加28g盐并将这些浆料和盐一起斩拌另外3分钟。将每种样品的含盐浆料和无盐浆料填充到两个307×113mm铝罐中至最大限度，然后密封。然后将每种样品的含盐浆料和无盐浆料在-5℃至5℃下冷藏16-24小时。然后使用带有一36mm圆盘探针的1122型Instron Universal Testing Instrument使用1000lb载荷单元测定每种样品的每种含盐浆料和无盐浆料的胶凝强度。该Instron Instrument经具有5英寸/分钟的压缩速度和10英寸/分钟的图表速度的500lbs的满刻度载荷来校准。通过将每种凝胶放在该Instron Instrument中并在探针插入凝胶时测定该凝胶的断点来测定胶凝强度。通过InstronInstrument在图表上记录凝胶断点。根据下式计算胶凝强度：胶凝强度(g)＝(454)×(断裂凝胶所需的仪器的满刻度载荷)×[(记录的凝胶的断点(可能的100个单元中的仪器图表单元中))/100]。每种样品的含盐凝胶和无盐凝胶的胶凝强度示于下表5。
表5
| CV大豆物料 HS大豆物料 Flour 20 Flour 90 Arcon S |
| 胶凝强度无盐(g) 119 222 0 0 216含盐(g) 148 232 0 0 216 |
如上面的结果所示，CV和HS大豆物料和Arcon S大豆浓缩蛋白在冷藏条件下具有相当大的胶凝强度。但是，Flour 20和Flour 90物料太软以致测不出胶凝强度，并且没有形成具有任何可观的胶凝强度的冷藏凝胶。
实施例8-粘度
使用带有一大环形物的Brookfield粘度计测定CV和HS大豆物料、Flour 20和Flour 90物料、和Arcon S大豆浓缩蛋白的粘度。称重62.5g每种样品物料并与437.5ml水混合。分别给每种样品称取6g盐，随后加入样品浆料中形成2％的含盐浆料。使用一Servodyne混合器设置1000rpm将每种样品和水充分混合5分钟。5分钟之后精确移去200g每种样品浆料并放在各自的杯子中。向剩下的300g每种浆料添加6g盐并混合另外2分钟。然后在25℃下用Brookfield粘度计测定每种样品的粘度。每种样品的结果示于下表6。
表6
| CV大豆物料 HS大豆物料 Flour 20 Flour 90 Arcon S |
| 粘度cps无盐 620 1800 12 110 1260含盐 600 1600 13 58 920 |
CV和HS大豆物料和Arcon S大豆浓缩蛋白在25℃下在12.5wt％含大豆蛋白的物料的含水浆料中都具有相当大的粘度。CV和HS大豆物料的高粘度允许其用作食品、特别是搅打成乳浆状的汤中的增稠剂。在可比较的条件下Flour 20和Flour 90大豆粉提供了很小的粘度。
实施例9-水分活度
测定HS大豆物料和Flour 20和Flour 90的水分活度(Aw)。水分活度低说明在物料中具有相对少的自由水，而自由水能够支持导致物料变质的微生物生长或者能够支持可能导致风味变差的酶活性。
用HS大豆物料、Flour 20或Flour 90物料将样品杯子填充到1/3-1/2充满度，并且将该样品杯子插入来自Decagon Devices的AquaLab CX2的样品室中。将该室门关闭，使用冷凝露点技术通过AquaLab CX2测定水分活度。HS大豆物料和Flour 20和Flour 90的结果示于下表7。
表7
| HS大豆物料 Flour 20 Flour 90 |
| 水分活度 0.2 0.39 0.37 |
HS大豆物料的Aw比Flour 20和Flour 90物料的低得多。
实施例10-水合能力
测定CV和HS物料、Flour 20和Flour 90、和Arcon S大豆浓缩蛋白的水合能力。水合能力是物料在低速离心下可以吸收并保留的最大水量的直接量度。在含大豆蛋白的食品配料中希望水合能力高。希望水合能力高的含大豆蛋白的食品配料作为肉糜中的组分以防止肉中所含的水分在蒸煮时损失，因此赋予该蒸煮肉糜更柔和的口感。希望水合能力高的含大豆蛋白的食品配料作为搅打成乳浆状的汤、肉汁、酸奶或调味液中的组分以增稠食品。
为了测定物料的水合能力，首先测定物料的固体含量。在配衡水分皿上称取每种各5g的CV和HS物料、Flour 20和Flour 90、和Arcon S。将该配衡水分皿放在烘箱中并在130℃下干燥2小时。然后在干燥器中将该配衡水分皿冷却到室温。再称重该配衡水分皿以确定无水样品的重量。根据下式计算样品的水分含量：水分含量(％)＝100×[失去的质量(g)/初始样品的质量(g)]。根据下式由水分含量计算样品的固体含量：固体含量(％)＝5×[1-(水分含量/100)]。
然后测定每种各4g的该CV和HS物料、Flour 20和Flour 90、和ArconS并作为样品获得。获得用于每个样品的离心管的皮重，然后将这些样品放在其相应离心管中。以2ml增量向每个样品中添加去离子水直到样品充分润湿。然后以2000×g将这些样品离心10分钟。离心之后立即检测每个样品的过量水。如果样品不含过量水，再以2ml增量添加去离子水直到样品充分润湿，并以2000×g将这些样品离心10分钟。重复该步骤直到每个样品含有过量水。
然后倾析出过量水，并称重该管和其内容物。计算水合样品的重量与4g的差除以4的值作为每种样品的近似水合能力。然后为每个样品准备4个离心管。将4g的每种样品添加到这4个管中。将水添加到每个样品的这4个管中，其中第1个管的水的体积等于(近似水合能力×4)-1.5；第2个管中的水的体积比第1个管的大1ml，第3个管中的水的体积比第2个管中的大1ml，第4个管中的水的体积比第3个管中的大1ml。然后以2000×g将每个样品的这4个管离心10分钟。检测离心管以确定哪个管包含该水合能力-其中包含该水合能力的一只管将含有稍微过量的水并且其它管没有过量水。根据下式计算水合能力：水合能力(％)＝100×[(添加到有过量水的样品中的水的体积+添加到没有过量水的样品中的水的体积)/(样品的固体含量)×2]。物料的水合能力示于下表8。
表8
| CV大豆物料 HS大豆物料 Flour 20 Flour 90 Arcon S |
| WHC(％) 3.97 3.82 1.97 2.34 4.79 |
CV和HS大豆物料的水合能力比Flour 20和Flour 90物料的大得多，并且更接近于大豆浓缩蛋白的。
实施例11-胰蛋白酶抑制剂活性
测定CV和HS大豆物料、Flour 20和Flour 90、和Arcon S的胰蛋白酶抑制剂活性。胰蛋白酶抑制剂活性是指抑制胰蛋白酶活性的大豆物料中的组分的活性。由于胰蛋白酶抑制与超活性的胰腺活性和生长抑制有关，因此希望大豆食品配料组合物中的胰蛋白酶抑制剂活性低。
根据上面定义段中提供的方法测定CV和HS大豆物料、Flour 20和Flour 90、和Arcon S的样品的胰蛋白酶抑制剂活性。结果列于下表9。
表9
| CV大豆物料 HS大豆物料 Flour 20 Flour 90 Arcon S |
| TIU/mg 10.6 9.8 15.9 56.7 5.3 |
如表9中所示，HS和CV大豆物料具有可与Arcon S大豆浓缩蛋白比较的低的胰蛋白酶抑制剂活性。CV和HS大豆物料的胰蛋白酶抑制剂活性比包括经过高度热处理的Flour 20的任一大豆粉的低。申请人相信，CV和HS物料的极低的胰蛋白酶抑制剂活性，甚至相对于经过高热处理的大豆粉，是由于在有大量水的情况下加热该CV和HS物料的缘故。水有助于将热量传导到大豆物料中的胰蛋白酶抑制蛋白组分，因此有助于这些组分变性和失活。
实施例12-挥发性化合物的浓度
在HS物料和Flour 20和Flour 90物料中测定与大豆物料的苦味和豆腥味相关的挥发性化合物的浓度。将5g每种物料添加到反应小瓶中并向每个小瓶中添加25ml异丁酸乙酯内标物(Aldrich Cat.No.24，608-5)。然后立即用隔膜将每个样品的反应小瓶密封并用手猛烈摇晃小瓶15分钟混合直到小瓶中的浆料均匀。混合之后立即将每个样品的反应小瓶放入80℃下强制通风的烘箱中30分钟。在样品放入烘箱之后将用于每个样品的干净注射器放入该烘箱中27分钟。从烘箱中移出样品和注射器，分别将5ml每种样品注入带有火焰离子化检测器的Perkin-Elmer Sigma300气-液色谱仪中。通过仪器积分由GC/LC对照标准丁酸乙酯溶液测定确定的峰来测定挥发性化合物的浓度。结果示于下表10。
表10
| HS大豆物料(ppm) Flour 20(ppm) Flour 90(ppm) |
| 正戊烷 12.5 46.3 881.6丁二酮 42.3 3902.0 22765.0戊醛 40.8 1251.0 35889.0己醛 629.4 516.2 3463.02-庚酮 0 19.6 91.02-戊基呋喃 0 0 22.0辛醛 0 0 32.3 |
由表10所示，与Flour 20和Flour 90物料相比，HS大豆物料具有较低浓度的正戊烷、丁二酮、戊醛、己醛、2-庚酮、2-戊基呋喃和辛醛。
实施例13-STPP的影响
将上面实施例中检测的CV和HS物料的选择的物理特性与包含三磷酸钠(STPP)的CV和HS物料的物理特性相比较。STPP CV和HS大豆物料分别以与实施例1和2中所述的CV和HS物料相同的方式形成，只是将230g的STPP与最初的大豆片和水的浆料混合，并且该浆料含有230磅水而不是200磅水。根据对无STPP的CV和HS物料的上面实施例中陈述的方法进行测定STPP CV和HS大豆物料物理特性的试验。在下表11中比较了STPPCV和HS大豆物料的物理特性和无STPP的CV和HS大豆物料的物理特性。
表11
| CV大豆物料 STPP CV大豆物料 HS大豆物料 STPP HS大豆物料 |
| 蛋白含量 54.5 55.0 54.5 52.5NSI(％) 47.5 77.8 44.3 76.4STI(％) 54.7 66.6 52.2 41.3凝胶重量(g) 108 82.1 142 146.7粘度(cps)-无盐 620 1020 1800 2800-2％盐 600 1180 1600 2800WHC(％) 3.97 4.84 3.82 4.84TIU/mg 10.6 13.8 9.8 10.3 |
STPP添加到CV和HS大豆物料中明显增加了大豆物料的粘度和水合能力。STPP还明显增加了大豆物料在水溶液中的蛋白质的溶解度，这通过STPP CV和HS大豆物料和无STPP的CV和HS大豆物料的NSI和STI值得到证实。因此，当在使用大豆物料作为食品配料的食品物料中希望这些特征时，可以将STPP添加到CV或HS大豆物料中。
实施例14-含大豆蛋白功能食品配料的肉糜
使用根据实施例13中陈述的方法配制的STPP HS大豆物料配制肉糜。以校正重量百分比称量出以下配料，使得总肉糜重4000g。
配料
wt％
Wt(g)
功能食品配料组合物
-大豆蛋白物料 8.2 328.0
-三磷酸钠 0.4 16.0
猪肉90 10.0 400.0
机械去骨鸡肉(18％脂肪) 22.0 880.0
猪背膘 18.3 733.2
猪皮乳液 7.0 280.0
水 28.6 1145.0
盐 2.0 80.0
香料混合物 0.4 14.4
碳水化合物(葡萄糖，玉米糖浆固体) 3.0 120.0
防腐剂 0.1 3.4
将猪肉90、机械去骨鸡肉、猪背膘和猪皮乳液在10℃下整夜调和。然后在具有1/8英寸栅板的绞肉机中将猪肉90和猪背膘绞碎至1/8英寸。在具有真空和温度探测器的Stephen Cutter中以低速将猪肉90、机械去骨鸡肉、1/2水和1/2功能食品配料一起斩拌30秒钟。添加剩余配料，抽真空同时以低速斩拌30秒钟，然后将这些配料高速斩拌直到产品温度达到14℃。然后将这些斩拌的配料填充到扁平宽48mm长30cm的PVDC肠衣中。将充满的肠衣在冰水中保持至少30分钟，然后在80℃的水锅式蒸煮器中蒸煮至内部温度为73℃。然后在冰水中将该蒸煮肉糜冷却。
实施例15-用功能食品配料形成的肉糜和用大豆浓缩蛋白形成的肉糜的比
较
比较根据实施例14形成的肉糜和大豆浓缩蛋白肉糜的结构坚实性。用大豆浓缩蛋白形成两种肉糜，一种用Arcon S，另一种用大豆浓缩蛋白Maicon，它可从Soya Mainz GmbH商购获得。以实施例13中所述的相同方式形成该大豆浓缩蛋白肉糜，只是用大豆浓缩蛋白替换配方中的功能食品配料。
从每个肉糜中取出8×1英寸样品——本发明的功能食品配料肉糜——Arcon S和Maicon，在Instron Two Cycle TPA上评价样品的第一次压缩硬度。第一次压缩硬度是通过用一平板压该肉糜直到肉糜破裂时测定的。肉糜破裂时的点为第一次压缩硬度。第一次压缩硬度代表肉糜有多硬，以及肉糜的结构。每个样品肉糜的结果示于下表12。
表12
| STPP HS大豆物料 Arcon S Maicon |
| 第一次压缩硬度 5676g 7194g 4342g |
STPP HS大豆物料肉糜和较高蛋白含量的大豆浓缩蛋白在第一次压缩硬度试验中表现得较好。第一次压缩硬度试验说明尽管STPP HS大豆物料与大豆浓缩蛋白相比相对缺少蛋白质，但是它可以赋予肉糜所需结构。
上述说明旨在描述本发明，并不是限制本发明。因此，应理解为上述的实施方式是描述性的，并且不打算限制本发明的范围，根据专利法原理(包括等同原则)的解释其范围通过以下的权利要求书加以定义。
Claims (20)
1.一种功能性食品配料，其包含由下列方法制备的新型大豆物料，所述方法包含下列步骤：
(1)使以重量计含有小于65％大豆蛋白的大豆物料水合，其中每份大豆物料至少添加2份水；然后
(2)使水合的大豆物料中所含的至少一部分大豆蛋白不可逆的部分变性；以及
(3)将反应产物干燥获得新型大豆物料产品，其具有30％-80％的氮溶出率以及以无水基的重量计小于65％的蛋白含量。
2.权利要求1的功能食品配料，其中用来水合大豆物料的水量选自以重量计每份大豆物料加入至少4份、至少6份、至少8份或至少9份水。
3.权利要求1的功能食品配料，其中用于水合大豆物料的水的温度为50℃-85℃。
4.权利要求1的功能食品配料，其中可在将水合大豆物料中的至少一部分大豆蛋白部分变性之前用三磷酸钠处理所述的水合大豆物料。
5.权利要求1的功能食品配料，其中部分变性的大豆蛋白部分是在75℃-160℃的温度下处理2秒-2小时的时间以使大豆物料中的大豆蛋白部分变性而制备的。
6.权利要求5的功能食品配料，其中在大于大气压的正压下处理水合大豆物料使大豆物料中的大豆蛋白部分变性。
7.权利要求1的功能食品配料，其中用于水合的大豆物料是片状、粉末状、或微粒状大豆物料，并且加入的水量使获得的浆料含有12.5wt％所述大豆物料，并在18℃-25℃的温度下具有至少500厘泊的粘度。
8.权利要求7的功能食品配料，其中每mg所述用于水合的大豆物料中具有至多10胰蛋白酶抑制剂单位的胰蛋白酶抑制剂活性。
9.权利要求7的功能食品配料，其中所述浆料在18℃-25℃的温度下具有至少1000厘泊的粘度。
10.权利要求7的功能食品配料，其中所述浆料在18℃-25℃的温度下具有至少1500厘泊的粘度。
11.权利要求7的功能食品配料，其中以无水基的重量计所述用于水合的大豆物料含有小于60％的大豆蛋白。
12.权利要求7的功能食品配料，其中以无水基的重量计所述用于水合的大豆物料含有至少20％的大豆蛋白。
13.权利要求7的功能食品配料，其中以无水基的重量计所述用于水合的大豆物料含有至少25％的大豆蛋白。
14.权利要求7的功能食品配料，其中所述用于水合的大豆物料为大豆粉、大豆粗粉、大豆片、大豆粕粉、粉碎的整粒大豆物料或其混合物。
15.权利要求7的功能食品配料，其中所述用于水合的大豆物料每g中含有至多20μmol棉子糖和至多35μmol水苏糖，其中所述大豆物料得自具有低水苏糖含量的遗传表型的大豆品系的大豆。
16.权利要求7的功能食品配料，其中所述用于水合的大豆物料每g中含有至多10μmol的棉子糖和10μmol的水苏糖。
17.权利要求7的功能食品配料，其中所述用于水合的大豆物料每g中含有至少200μmol的蔗糖。
18.权利要求1-7任一项的功能食品配料，还包括三磷酸钠、酸式焦磷酸钠、瓜尔豆胶或其混合物。
19.权利要求7的功能食品配料，其中所述用于水合的大豆物料具有小于6wt％的水分含量。
20.权利要求7的功能食品配料，其中所述用于水合的大豆物料含有小于20ppm的正戊烷、小于50ppm的丁二酮、小于50ppm的戊醛、小于650ppm的己醛、小于10ppm的2-庚酮、小于10ppm的2-戊基呋喃和小于10ppm的辛醛。
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