CN1318315A - 新的功能性食品组分 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新功能性食品组分,其含有粗植物蛋白原料,其中粗植物蛋白原料具有从30%到80%的氮溶解指数,且具有至少下列性质之一:从约30%到约80%的盐容指数;至少为粗植物蛋白原料重量4倍的水合能力;或在15℃到25℃下至少为500厘泊的粘度。或者具有至少下列性质之一：在约15℃到约25℃下,5盎司的5份水与1份粗植物蛋白原料(重量比)的含水浆液中凝胶重量至少为30克;或当将5份水与1份大豆原料(重量比)混合时具有至少50克的冷冻凝胶强度。可通过用至少2份水对1份(重量份)粗植物蛋白原料水合粗植物蛋白原料,并且干燥制得。粗植物蛋白原料是粗大豆蛋白原料。

Description

新的功能性食品组分
本发明涉及一种新的功能性食品组分，一种用于生产新的功能性食品组分的方法，和使用这种新的功能性食品组分的方法。
植物蛋白用作功能性食品组分，并且在提高食品所需的性质上具有许多用途。特别地，大豆蛋白原料在功能性食品组分中具有广泛的应用前景。大豆蛋白原料用作肉中的乳化剂，包括牛肉香肠、香肠、波洛尼亚香肠、磨碎和切碎的肉和肉馅饼-与肉混合使之具有好的结构和硬的嚼感。另一个大豆蛋白原料作为功能性食品组分的普通应用是用于乳油汁、肉汁、和酸奶，其中大豆蛋白原料作为增稠剂和对食品提供乳状的粘度。大豆蛋白原料也作为功能性食品组分用于很多其他的食品产品如调味液、奶制品、金枪鱼、面包、蛋糕、通心面、糖果、搅打的乳脂、焙烤制品和一些其他的应用。
植物蛋白浓缩物和植物蛋白分离物是最通常使用于功能性食品组分的植物蛋白原料，这是由于：1其高蛋白含量；和2其较低的寡糖/碳水化合物含量。植物蛋白浓缩物和植物蛋白分离物是最高度精制的可商用的含大豆蛋白产品。植物蛋白浓缩物和植物蛋白分离物两者都经加工以增加大豆蛋白含量和降低寡糖含量，这是相对于整个大豆和相对地未经处理的大豆蛋白原料如大豆絮片、大豆粗粒、大豆粗粉和大豆砰粉而言。大豆蛋白浓缩物被加工到含从65％到80％大豆蛋白或有或几乎没有水溶性寡糖/碳水化合物，其中大豆蛋白浓缩物的主要的非蛋白质组分是纤维。大豆蛋白的分离物，最精制的大豆蛋白产品，经加工以包含至少90％的大豆蛋白或没有水溶性寡糖/碳水化合物或纤维。
大豆蛋白浓缩物和大豆蛋白分离物是特别有效的功能性食品组分，这是由于大豆蛋白的多用途(和在大豆蛋白浓缩物和分离物其中相对高的含量)，并且由于缺乏天然存在于大豆中的棉子糖和水苏糖寡糖。大豆蛋白的胶凝作用性质对磨碎和肉糜产品的结构产生贡献。凝胶状结构对烹制过的肉糜提供形稳性，其赋予烹制过的肉糜以牢固的结构和给其带来耐咀嚼性，也提供了用于保持水分和脂肪的基质。也将大豆蛋白当作乳化剂用于各种食品上的应用，因为大豆蛋白是表面活性的并且集中在油-水界面，限制脂肪和油滴的并合。大豆蛋白的乳化性质能使物质中含有大豆蛋白的产品被用于增稠食品如汤和肉汁。大豆蛋白进一步吸收脂肪，可能是因为其乳化性质的功能，并且促进脂肪约束在烹制的食品中，由此降低了在烹制的过程中的“脂肪逸出”。大豆蛋白也具有吸收水分并且在生产食品产品中保持住水分的功能，这是由于沿着大豆蛋白肽主链的大多数极性侧链的天然亲水性。可以将大豆蛋白的水分保持性质利用在肉生产中降低水分的烹制损失，得到烹制后肉重量的增益。也将生产食品产品中的保持水分用于对产品产生更嫩的口感。
棉子糖和水苏糖寡糖导致人类的肠气和肠胃气胀，由此处理大豆蛋白浓缩物和大豆蛋白分离物以去除这些成分。便宜的但是相对地未加工的粉碎的整粒大豆和大豆粉末、粗粉、粗粒和絮片含有高水平的碳水化合物，特别是棉子糖和水苏糖。人类缺乏α-半乳糖苷酶，此酶是将复杂的寡糖如棉子糖和水苏糖破坏和消化成简单的碳水化合物如葡萄糖、果糖和蔗糖所必需的，所得降解产物很容易地被肠吸收。大豆棉子糖和水苏糖不是被肠吸收，而是进入肠的下部，在那儿被细菌发酵导致肠气和肠胃气胀。因此，常常优选大豆蛋白浓缩物和大豆蛋白分离物作为食品配料，优于较少处理过的含大豆蛋白的物质如粉碎的整粒大豆和大豆粉末、大豆粗粉、大豆粗粒和大豆絮片。
使用大豆蛋白浓缩物和分离物作为功能性食品组分的最显著的缺点是其费用，其与需要的在大豆蛋白原料食品配料中提供高水平的蛋白质和低水平的寡糖之期望的加工程度直接相关。通过用含水醇溶液或酸性水溶液洗涤絮片以从蛋白质和纤维中去除水溶性碳水化合物，来从大豆絮片中形成大豆蛋白浓缩物。在商用规模，操作和处理与由含有可溶性碳水化合物的洗涤液组成的废液相关的成本是相当可观的。
甚至更深度加工大豆蛋白分离物，需要进一步的费用，特别地在商用规模上。通过用碱性含水萃取剂从大豆絮片和大豆粉末中提取大豆蛋白分离物和水溶性碳水化合物来形成大豆蛋白分离物。从提取物中不溶的原料(主要为纤维)中分离出水性提取物，以及可溶性蛋白质和可溶性碳水化合物。然后用酸处理提取物以调节提取物的pH值到蛋白质的等电点来使蛋白质从提取物中沉降下来。从提取物中分离被沉降的蛋白质，其含有可溶性碳水化合物，并且在将pH值调节到中性后将其干燥，或不进行pH值调节就干燥。在商用规模上，这些步骤导致明显的成本。
因此，当可能降低成本时，在一些食品配料应用中使用相对地未经处理的植物蛋白原料如植物粉末、植物粗粒、植物絮片和植物粗粉。通过磨碎絮片到希望的微粒粒度从大豆絮片生产大豆粉末、大豆粗粒和大豆粗粉，并且热处理磨碎的物质以使存在大豆中的影响营养的成份如Bowman-Birk和Kunitz胰蛋白酶抑制剂失活。通过磨碎在如锤磨机或空气喷射碾磨机的设备中研磨和制粉的絮片来粉碎絮片。用干燥加热或湿热蒸汽处理碾磨过的絮片来“烤”碾磨的絮片。在很大量水存在的情况下避免热处理碾磨过的絮片，防止原料中的大豆蛋白变性和避免从大豆原料中添加和除水涉及的成本的增加。
所形成的碾磨、热处理的原料是大豆粉末、大豆粗粒或大豆粗粉，这要依据原料的平均微粒粒度来看。大豆粉末、粗粒域粗粉含有从约45％到约55％重量份的大豆蛋白，并且也含有大量的纤维。常规的大豆粉末、粗粒和粗粉也含有大量的寡糖，包括棉子糖和水苏糖，因为没有采取除去它们的步骤。
将常规的大豆粉末、粗粒或粗粉用于功能性食品组分以增加粘度，吸收脂肪、水，和它们的乳化性质，与大豆蛋白浓缩物和大豆蛋白分离物有很多相同的应用。可以将常规的大豆粉末、粗粒或粗粉通过蒸锅挤压机和水一起挤出以进一步加工，用作象肉的纤维的应用，这是一种在剪切存在时压力下烹制大豆粉末、粗粒或粗粉的方法，导致原料中的大豆蛋白基本上变性。基本上变性的蛋白质不溶于水，并且提供了烹制后具有咀嚼性质构的大豆粉末、粗粒或粗粉。
但是，常规的植物粉末、粗粒和粗粉在食品配料应用中作为植物蛋白浓缩物和植物蛋白分离物不总是有效的，这是由于相对于浓缩物和分离物而言在大豆粉末、粗粒或粗粉中植物蛋白含量降低。并且相对缺乏植物粉末、粗粒或粗粉的功能性。在某种食品配料应用中，特别是胶凝作用和发泡应用中，大豆粉末、粗粒或粗粉中大豆蛋白相对缺乏造成应用中功能失效，然而大豆蛋白浓缩物和分离物具有足够的大豆蛋白含量以有效地行使功能。
常规的大豆粉末、粗粒或粗粉也具有强的豆腥、苦味，这是由于在大豆物质中存在易挥发的化合物如己醛、丁二酮、戊醛、正戊烷和辛醛。这些味道的存在使得大豆粉末、粗粒粗粉和粉碎的整粒大豆在作为功能性食品组分方面不具有吸引力。
常规的大豆粉末、粗粒和粗粉作为功能性食品组分也是不可取的，由于其相对高的棉子糖和水苏糖含量。当大量的在食品应用中利用大豆粉末、粗粒或粗粉时这就显得更明显，作为原料中存在棉子糖和水苏糖寡糖的结果，使用大豆粉末、粗粒或粗粉能导致肠气、不舒服和肠胃胀气。
因此获得一种具有如下蛋白质、纤维和碳水化合物的组成的粗植物蛋白原料是可取的，其组成与植物粉末、植物絮片或植物粗粉的相似，其具有的作为食品配料的功能与植物蛋白浓缩物或植物蛋白分离物浓度相似，在生产植物蛋白浓缩物或分离物中不会遭至伴随的成本增加。从大豆中获得这样一种粗植物蛋白原料是特别可取的，粗大豆蛋白原料具有相似于大豆粉末、大豆粗粒或大豆粗粉的组成并且具有相似于大豆蛋白分离物和大豆蛋白浓缩物的功能，特别地用在乳状肉和奶油浓汤的应用中。进一步地获得具有低棉子糖和水苏糖寡糖含量的粗大豆蛋白原料，同时在生产大豆蛋白浓缩物或分离物中不会遭至伴随的成本增加是可取的。
一方面，本发明是一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分。这种粗植物蛋白原料形成凝胶，在约15℃到约25℃的温度下，5盎司的5份水与1份粗植物蛋白原料(重量比)的混合物中凝胶重量(gel weight)至少为30克。优选粗植物蛋白原料是粗大豆蛋白原料。
在另一方面，本发明是一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，当混合1份(重量份)粗植物蛋白物质和5份(重量份)水时，形成一种具有至少50克冷冻凝胶强度(refrigerated gel strength)的粗植物蛋白物质原料/水混合物。
再一方面，本发明是一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，其中粗植物蛋白原料具有从30％到80％的氮溶解指数(nitrogen solubility index)。粗植物蛋白原料也形成一种含水浆液，当7份(重量份)水与1份(重量份)粗植物蛋白原料混合时，其在温度15℃到25℃下具有至少500厘泊的粘度。优选粗植物蛋白原料是一种粗大豆蛋白原料。
再一方面，本发明是一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，其具有从30％到80％的氮溶解指数，并且具有至少是粗植物蛋白原料重量的3.75倍的水合能力。优选粗植物蛋白原料是粗大豆蛋白原料。
再一方面，本发明是一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，其具有从30％到80％的氮溶解指数，并且具有从30％到80％盐容指数(salt toleranceindex)。优选粗植物蛋白原料是粗大豆蛋白原料。
在本发明的其它系列实施方案中，可以通过以下方法获得上述的每一个功能性食品组分，用至少2份水对1份粗植物蛋白原料水合微粒状或絮片状粗植物蛋白原料，使所说的已水合的粗植物蛋白原料中包含的至少部分植物蛋白部分变性，并且干燥所说的已水合的部分变性的粗植物蛋白原料，以生产具有所需物理特性的粗植物蛋白原料。使水合的粗植物蛋白原料部分变性的步骤导致粗植物蛋白原料中部分变性的植物蛋白的聚集。
在本发明上述方面的每一个优选实施方案中，粗大豆蛋白原料每克大豆原料中至少含有20微摩尔的棉子糖和35微摩尔的水苏糖，并且粗大豆蛋白原料源自低水苏糖含量的可遗传表型的大豆株之大豆。更优选地，粗大豆蛋白原料每克大豆原料中至多含有10微摩尔的棉子糖和10微摩尔的水苏糖，最优选每克大豆原料含有至少200微摩尔蔗糖。
在本发明上述方面的每一个进一步优选实施方案中，功能性食品组分进一步含有三聚磷酸钠、焦磷酸钠、树胶(包括瓜尔胶)或其混合物。
本发明的组合物是一种功能性食品组分，即粗植物蛋白原料，其具有的物理特性使得植物蛋白原料作为食品组分具有高度有效的功能性。这些物理特性包括：高凝胶重量、高凝胶强度、高粘度、从约30％到约80％的氮溶解指数、至少是原料重量3.75倍的水合能力、0.3或更小的水活度、6％或更小的含湿量、低胰蛋白酶抑制剂和脂肪氧化酶活性，和优选的低棉子糖和水苏糖分量。粗植物蛋白原料也包含纤维和碳水化合物(包括水溶性和不溶性的碳水化合物)。
定义
本发明应用于植物蛋白原料，特别是将粗植物蛋白原料用作功能性食品组分。将作为用于此处的术语“粗植物蛋白原料”定义为一种源自植物的原料，其含有蛋白质和碳水化合物(水溶性和不溶性的碳冰化合物均可)，其中以干物质计算的话，至少原料重量的5％由水溶性碳水化合物组成。可以出现在粗植物蛋白原料中的水溶性碳水化合物包括但不局限于果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、水苏糖和棉子糖。典型地出现在粗植物蛋白原料中的水不溶性碳水化合物包括植物纤维，且可以包括但是不局限于多糖、纤维素、半纤维素和果胶。
本发明的“粗植物蛋白原料”与如植物蛋白浓缩物和植物蛋白分离物的“精植物蛋白原料”有区别，至少粗植物蛋白原料中存在相对高水平的水溶碳水化合物，而精植物蛋白原料含有较少或不含水溶性碳水化合物。也可以通过其蛋白质含量来区别本发明的粗植物蛋白原料与精植物蛋白原料，折干计算的话典型地少于65％蛋白质，并且通常比如植物蛋白浓缩物或植物蛋白分离物的精植物蛋白原料中的相对蛋白质含量低。也可以通过其纤维含量来区别本发明的粗植物蛋白原料与一些更为精制的植物蛋白原料，这是由于一些精蛋白质原料被加工成不含有不溶于水的纤维。
优选粗植物蛋白原料是粗大豆蛋白原料，其物理特性使粗大豆蛋白原料作为功能性食品组分有用。术语“粗大豆蛋白原料”定义为含有蛋白质和碳水化合物的大豆原料，其中大豆原料包含至少5％的水溶性碳水化合物(基于无水基的重量)。粗大豆蛋白原料也可以含有少于65％的大豆蛋白质(基于无水基的重量)。
由于本发明主要地针对于粗大豆蛋白原料功能性食品组分，此处针对粗大豆蛋白原料来描述本发明。但是可以将其它粗植物蛋白原料用于本发明中来代替粗大豆蛋白原料，并且本发明的范围包括大豆之外的植物蛋白原料。植物蛋白原料可以是任何源自植物的粗蛋白原料，只要粗植物蛋白原料具有此处特别提到的必需功能性。典型的但不是唯一的，这样的植物蛋白原料包括含有豌豆蛋白的原料、含有羽扇豆(lupin)的原料、含有油籽油菜蛋白的原料、含有各种豆科植物蛋白的原料和含有小麦谷蛋白的原料。
作为此处使用的术语“大豆原料”定义为不含有源自非大豆来源添加物而源自完整大豆的原料。当然可以将这样的添加物加入到大豆原料中，以对大豆原料或用作食品组分的大豆原料的食品进一步提供功能性。术语“大豆”指Glycinemax、Glycine soja种或与Glycine max相容的有性杂交的任何种。用于此处的术语“蛋白质含量”指大豆原料的相对蛋白质含量，由A.Q.C.S.(美国油化学协会)公认的方法Bc4-91(1997),Aa5-91(1997)，或Ba4d-90(1997)确定，此处将其全文引入以作参考，其以氨来确定大豆原料的总氮含量，并且蛋白质含量是样品总氮量的6.25倍。
用于测定蛋白质含量的A.O.C.S.的氮-氨-蛋白质改良凯氏方法Bc4-91(1997),Aa5-91(1997)，或Ba4d-90(1997)可以按照如下用大豆原料样品来进行。用标准凯氏瓶将0.0250-1.750克的大豆原料称出。将市售的催化剂混合物16.7克的硫酸钾、0.6克的二氧化钛、0.01克的硫酸铜和0.3克的浮石加入烧瓶。然后将30毫升浓硫酸加入到烧瓶中。将沸石加入到混合物中，并且通过在沸水浴中加热样品约45分钟来消化样品。在消化过程中应该至少旋转烧瓶3次。将300毫升的水加入到样品中，并且将样品冷却到室温。将标定的0.5N盐酸和蒸馏水加入到馏出液接收烧瓶中足以在蒸馏结束时覆盖住接收烧瓶底部出口管的底端。将氢氧化钠溶液加入到消化烧瓶中，其量足以使消化溶液变成强碱性。然后立即将消化烧瓶连接在蒸馏出口管上，通过摇晃将消化烧瓶的内含物充分混合，并且在大约7.5-min的沸腾率下加热消化烧瓶直到至少收集150毫升馏出液。利用3或4滴甲基红指示溶液(0.1％乙醇)用0.25N氢氧化钠溶液滴定接收烧瓶的内含物。与样品同时将各方面相似的全部反应物进行空白测定，并且做关于测定反应物的空白校正。根据A.O.C.S.公认的方法Ba2a-38所描述的工艺测定碾磨过的样品的水分含量。样品氮含量的测定是根据如下的公式：氮(％)=1400.67×[[(标准酸的当量浓度)×(用于样品的标准酸的体积(毫升))]-[(滴定1毫升标准酸所需的标准碱的体积-通过方法且蒸馏进1毫升标准酸进行滴定试剂空白所需标准碱的体积(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)]]/(样品的毫克数)。蛋白质含量是样品氮含量乘以6.25。
此处使用的术语“大豆粉末”意思是一种粗大豆蛋白原料，其为一种微粒的大豆原料，含有少于65％的大豆蛋白含量(基于无水基的重量)，由去壳大豆形成并且平均颗粒粒度为150微米或更小。大豆粉末可以含有大豆中固有的脂肪或可以被脱脂。
此处使用的术语“大豆粗粒”意思是一种粗大豆蛋白原料，其为一种微粒的大豆原料，含有少于65％的大豆蛋白含量(基于无水基的重量)，由去壳大豆形成并且平均颗粒粒度为150微米到1000微米。大豆粗粒可以含有大豆中固有的脂肪或可以被脱脂。
此处使用的术语“大豆粗粉”意思是一种粗大豆蛋白原料，其为一种微粒的大豆原料，含有少于65％的大豆蛋白含量(基于无水基的重量)，由去壳大豆形成并且与大豆粉末或大豆粗粒的定义不同。此处旨在利用术语大豆粗粉作为含有少于65％蛋白的微粒状含大豆蛋白质原料(基于无水基的重量)而不适于定义为大豆粉末或大豆粗粒的所有各类物料的总称。大豆粗粉可以含有大豆中固有的脂肪或可以被脱脂。
此处使用的术语“大豆絮片”意思是一种粗大豆蛋白原料，其为一种絮片状的大豆原料，含有少于65％的大豆蛋白含量(基于无水基的重量)，通过将去壳大豆刨片形成。大豆絮片可以含有大豆中固有的脂肪或可以被脱脂。
此处使用的术语“粉碎的整粒大豆原料”指颗粒或絮片的大豆原料，通过创片和碾磨完整的大豆形成，包括大豆的外壳和胚。磨碎的整粒大豆原料可以含有大豆中固有的脂肪或可以被脱脂。
此处使用的术语“基于无水基的重量”指干燥到完全去除水分后原料的重量，即原料的水分含量是0％。明确地，通过将大豆原料放在45℃炉中直到大豆原料恒重后能得到大豆原料的基于无水基的重量。
此处使用的术语“水分含量”指原料中的水分含量。能通过A.O.C.S.(美国油化学协会)方法Ba2a-38(1997)测定大豆原料中的水分含量，此处引入其全文以作参考。根据这种方法，可以通过如下方法测定大豆原料的水分含量，将1000克大豆原料样品经过一个6×6的有槽分配器(riffle divider)，可以得自Seedboro设备公司的产品，Chicago,Illinois，并且减少样品到100克。然后立刻将100克样品放进一个气密的容器中并且称重。在称重盘上称5克样品(最小30线规，大约50×20毫米，带有一个气密合适的划盖-可从Sargent-Welch公司得到)。将含有样品的盘放置在鼓风炉中并且在130+/-3℃下干燥2小时。然后从炉中移走盘，立即上盖，并且在干燥器中冷却到室温。然后将盘称重。根据如下公式来计算水分含量：水分含量(％)=100×[(质量损失(克))/样品质量(克)]
此处使用的术语“氮溶解指数”定义为：(含蛋白质样品的水溶性氮百分数/含蛋白质的样品的总氮百分数)×100。氮溶解指数是含蛋白质原料中水溶性蛋白质相对于总蛋白质的百分数量度。大豆原料的氮溶解指数由标准分析方法测定，特别是A.O.C.S.方法Ba11-65，其全部引入本文以作参考。根据方法Ba11-65，将5克大豆原料样品磨碎到足以使至少95％的样品能通过美国级别的100目筛网(平均颗粒粒度小于约150微米)，其悬浮在200毫升蒸馏水中，在120转/分30℃下搅拌2小时，然后再添加蒸馏水稀释到250毫升。如果大豆原料是全脂物质，样品仅需要磨碎到足以使至少80％的样品能通过美国级别的80目筛网(约175微米)，和90％的样品能通过美国级别的60目筛网(约205微米)。在磨碎过程中需添加干冰以阻止样品的变性。倒出40毫升的样品提取液并且在1500转/分下离心10分钟，分析上层清液部分凯氏蛋白(PRKR)来测定在大豆原料中水溶性氮的百分比，用上述的A.O.C.S.公认的方法Bc4-91(1997)、Ba4d-90或Aa5-91。然后通过PRKR方法来分析大豆原料样品独立部分的总蛋白质以测定样品中的总氮量。将水溶性氮百分比和总氮百分比的结果值用在上述的公式中来计算出氮溶解指数。
此处使用的术语“盐容指数(salt tolerance index)”定义为在盐的存在下大豆原料中的可分散氮含量(用蛋白质表示)。盐容指数是在盐存在下蛋白质溶解性的量度。根据下列方法测定盐容指数。称0.75克氯化钠并且加到400毫升烧杯中。将150毫升30+/-1℃水加入到烧杯中，并且使盐完全溶解到水中。将盐溶液加入到混合室中，并且将5克大豆原料样品加到混合室的盐溶液中。样品和盐溶液在7000+/-200rpm下搅拌5分钟。将所得浆液转到400毫升的烧杯中，并且用50毫升水清洗混合室。将50毫升清洗液加入到浆液中。将浆液的烧杯放置在30℃的水浴中并且在120rpm下搅拌60分钟。然后将烧杯的内含物使用去离子水定量地转移到250毫升容量瓶中。用去离子水将浆液稀释到250毫升，并且通过几次的翻转容量瓶来将容量瓶的内含物完全混合。将45毫升的浆液转移到50毫升离心管中并且在500×g下离心10分钟。将离心管中的上层清液通过滤纸过滤到一个100毫升烧杯中。然后根据上述的A.O.C.S.公认的方法Bc4-91(1997)、Ba4d-90或Aa5-91对滤出液和原始干大豆原料样品进行蛋白质含量分析。盐容指数根据如下公式计算STI(％)=(100)×(50)[(可溶性蛋白质百分比(滤出液中))/(总蛋白质百分比(干大豆原料样品的))]
此处使用的术语“粘度”指由利用大圆环的旋转轴粘度计测定的浆液或溶液的表观粘度，其特别优选的旋转轴粘度计是Brookfield粘度计。测定大豆原料的表观粘度是通过称得大豆原料样品和水的重量以获得大豆原料对水的已知比率(优选1份大豆对7份水，重量份)，在混合器或搅拌器中结合和混合大豆原料和水以形成大豆原料和水的均匀浆液，并且用利用大圆环的旋转轴粘度计测定浆液的表观粘度。
此处使用的术语“水合能力”定义为在低速离心(2000×g)下原料能吸收的最大水量。大豆原料的水合能力由以下几步测定：1、称重大豆原料样品；2、根据上述的A.O.C.S.方法Ba2a-38测定样品的水分含量；3、确定大豆原料样品的大约水合能力，这是通过向离心管中样品间断添加水直到样品全部润湿时，在2000×g下离心湿样品，倾倒出过量的水，重新称重样品，并且由未水合样品的重量除(水合样品的重量-未水合样品的重量)，计算大约水合能力；4、制备4个重量相同的大豆原料样品(如用于步骤1中测定的未经水合的大豆原料样品)，并且具有计算的含有大约的水合能力值的水体积，其中水体积的毫升数根据如下公式确定：(大约水合能力×步骤1中未经水合样品的重量)+Y，其中Y=-1.5,-0.5,0.5，和1.5，分别对应于4个样品；5、离心4个样品并且确定其中两个的水合能力，其中一个具有稍过量的水，另一个不含过量水；和6、由如下公式计算水合能力：水合能力(％)=100×[(向具有过量水的样品中添加的水体积+向不具有过量水的样品中添加的水体积)]/[(2)×(大豆原料的固体含量)]。用在计算水合能力之大豆原料的固体含量是由如下公式确定的：固体含量(％)=(在步骤1中测定的大豆原料样品的重量)×[1.0-(在步骤2中测定的大豆原料的水分含量/100)]。
此处使用的术语“水活度”是在含大豆蛋白质的原料中未结合的、游离水的量度，所说的水其可以用于支持生物和化学反应，特别是细菌生长和酶反应。在含大豆蛋白原料中不是全部的水或水分量可用于支持生物和化学反应，因为部分水被束缚在蛋白质和如碳水化合物的其它分子上。大豆原料的水活度是大豆原料可提供的细菌生长和酶活力的大小的量度。此处定义的水活度用冷镜露点技术测定。在室温下将大豆原料的样品放置在上部空间有限的一个杯子中。将这个杯子插入到分析仪器的样品室中，优选AquaLab CX2(得自在华盛顿特区的DecagonDevices)，通过重复地加热和冷却样品室中的样品，平衡样品室中从样品到镜上的水分汽化。用仪器测定每次露滴在镜上形成的温度和水活度，直到当水活度读数相差低于0.001时确定为最终水活度。
此处使用的术语“冷冻凝胶强度”为在-5℃到5℃冷冻足以使凝胶与冷却温度相平衡的一段时间后的大豆原料凝胶强度的量度。冷冻凝胶强度的测定是通过将具有1∶5的大豆原料∶水之比率(重量比，在水的重量中含有了大豆原料的水分含量)之大豆原料和水的样品混合足以使凝胶成型的一段时间；将凝胶填充到3块307×113毫米的铝罐并且用盖封住罐；在-5℃到5℃的温度下将罐冷冻16到24小时；打开罐并且将罐与冷冻的凝胶分开，将凝胶留在罐底；用仪器测凝胶的强度，即用一个探针插入凝胶中直到凝胶破碎并且测定凝胶的破碎点(优选具有36mm圆盘群针的英斯特朗(Instron)通用测试仪器，型号1122)；并且从记录的凝胶破碎点计算凝胶强度。根据下列公式计算凝胶强度：凝胶强度(克)=(454)(破碎凝胶所需的仪器的全刻度负荷)×(记录的凝胶的破碎点(在仪器的图表单元超出100图表单元是可能的))/100。
此处使用的“凝胶重量”指由1份大豆原料经与5份水混合而形成的凝胶的量，如在15℃到25℃温度下从5液体盎司的混合大豆原料/水所得凝胶重量来测定。通过混合1份大豆原料与5份水(重量份)并且全部地将大豆原料混合在水中来测定大豆原料的凝胶重量。用大豆原料和水的浆液将5流体盎司的杯子完全装满，并且刮掉杯子的任何多余的浆液。将杯子侧倾以使任何非凝胶物质可以从杯子中流出。5分钟后，任何多余的延伸到杯子盖之外的浆液物质被去除并且将杯子中剩余的浆液总量称重以给出凝胶重量。
作为此处使用的术语“胰蛋白酶抑制剂活性”是指以胰蛋白酶抑制单位(TIU)量度的大豆原料组分抑制胰蛋白酶活性之活性。可以根据A.O.C.S.公认的方法Ba12a-75(1997)测定大豆原料的胰蛋白酶抑制剂活性，此处引入本文以作参考。根据此方法，将1克大豆原料与50毫升0.01N的氢氧化钠水溶液混合3小时来从大豆原料中提取胰蛋白酶抑制组分。将等分量的提取物悬浮液稀释到在410nm下每1毫升等分量分析的吸光率是0毫升分析(对照)的0.4到0.6倍。将0,0.6,1.0,1.4和1.8毫升等分量的稀释悬浮液加入到检验试管的副本中，并且加入足够量的水以使每个试管达到20毫升。每个试管中混入2毫升胰蛋白酶溶液并且培养几分钟以使胰蛋白酶抑制因子与所加的胰蛋白酶反应。将5毫升等分量的苯甲酰-D,L-精氨酸-对硝基苯胺(BAPNA)溶液(可从Sigma化学公司，St.Louis,Missouri商购获得)加入到每一个试管中。未经抑制的胰蛋白酶催化BAPNA的水解反应，形成黄颜色的对硝基苯胺。又制备2毫升稀释悬浮液的空白和5毫升的BAPNA。在正好反应10分钟后，通过添加1毫升的醋酸使稀释的悬浮液和空白的水解反应停止。然后将2毫升胰蛋白酶溶液加入到对照中并且混合在其中。由滤纸过滤每一个试管和空白的内含物，并且在10000rpm下离心5分钟。在410nm下用分光光度法测定黄色上层清液的吸光度。从空白和样品之间的BAPNA水解程度的不同来估计胰蛋白酶抑制剂的活性，其中将一个TIU定义为相当于每10毫升终反应体积反应10分钟后在410nm下增加0.01吸光度单位的量。每毫升稀释样品悬浮液的胰蛋白酶抑制剂单位可以根据如下公式计算：YIU/ml=100×[(空白的吸光度)-(样品溶液的吸光度)]/(用于反应的稀释样品悬浮液的毫升数)。
此处使用的术语“株”指具有相似亲代的一组植物，个体之间至少在一种性状上显示出很少或不显示出遗传变异性。可以通过一代或几代的自授粉和筛选，或用包括组织或细胞培养技术在内的方法从单亲进行无性繁殖来创造这样的株。“突变”指不是由分离或遗传重组导致的可察觉的和可遗传的遗传改变(自发或诱导的)。“突变型”指具有突变个体或个体世系类型。
术语“核酸”指能为单链或双链的大分子，含有糖、磷酸和嘌呤或嘧啶的单体(核苷酸)。“核酸片段”是给定核酸分子的片段。“互补”指组成核酸的嘌呤和嘧啶碱基的特异性配对：腺嘌呤和胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤和胞嘧啶配对。这样，第一个核酸片段的“互补物”指第二个核酸片段，其核苷酸序列与第一个核酸序列的互补。
在高等植物中，核糖核酸(RNA)参与从DNA到蛋白质的信息传递，脱氧核糖核酸(DNA)是遗传物质。“基因组”是含于每个有机体细胞中的遗传物质的整体。术语“核苷酸序列”指DNA或RNA聚合体的序列，其可以是单链或双链的，可选择的包含合成的、非天然的或能掺入DNA或RNA聚合体的改变了的核苷酸碱基。
“基因”指表达特定蛋白质的核酸片段，包括在编码区域之前的(5’非-编码)和之后的(3’非-编码)调控序列。“RNA转录物”指从RNA聚合酶催化的DNA序列的转录得到的产物。“反义RNA”指互补于一种RNA转录物的全部或部分的一种RNA转录物，所述RNA转录物与初级耙转录物的全部或部分互补、且阻断靶基因的表达，方法是通过干扰其初级转录物的加工、转运和/或翻译。反义RNA的互补性可以针对特定基因转录物的任何部分，那就是说，在5’非-编码序列、3’非-编码序列、内含子或编码序列。“反义抑制”指能阻止目标蛋白质表达的反义RNA转录物的产生。“共抑制”指异源基因的表达，该基因与内源靶基因基本上同源，导致外源和内源基因的表达抑制。
“启动子”指基因中的DNA序列，通常位于其编码序列上游(5’)，其通过提供RNA聚合酶和其它转录因子的识别来控制编码序列的表达。启动子也可含DNA序列，该序列参与蛋白质因子的结合，所述蛋白质因子控制响应生理或进化条件的转录起始的有效性。
“棉子糖糖类”指这样的寡糖家系，其通式为O-β-D-吡喃半乳糖基-(1-6)n-α-吡喃葡萄糖基-(1-2)-β-D-呋喃果糖苷，其中=1到4。在大豆种子中，此术语更明确地指这样的家系成员，其包含一个(棉子糖)和两个(水苏糖)半乳糖残基尽管高级的半乳糖聚合体是已知的(例如，毛蕊糖和筋骨草糖)，在大豆中这些高级聚合物的含量低于标准检测方法，并且因此不会对总的棉子糖糖类的含量产生有效的贡献。用作或在食品组分组合物中有用的新大豆原料
本发明的功能性食品组分组合物的大豆原料是粗大豆蛋白原料。不象精大豆蛋白原料，本发明的粗大豆蛋白原料除了大豆蛋白和纤维之外还含有大量的水溶性碳水化合物。本发明的粗大豆蛋白原料基于无水基至少含有5％的水溶性碳水化合物(重量份)。
一般地，粗大豆蛋白原料将具有基于无水基少于65％(重量份)的大豆蛋白含量-少于精大豆蛋白原料如大豆蛋白浓缩物和大豆蛋白分离物中的含量。假如粗大豆蛋白原料源于具有高存储量蛋白质含量表型大豆株的大豆，则粗大豆蛋白原料基于无水基可以含有65％或更大(重量份)的大豆蛋白含量。但是，本发明的粗大豆蛋白原料(基于无水基没有达到蛋白含量为65％或更大)作为食品组分具有与深度加工的大豆蛋白浓缩物和大豆蛋白分离物相类似的功能性。
粗大豆蛋白原料具有基于无水基少于65％(重量份)的大豆蛋白含量，且可含有基于无水基少于60％(重量份)的大豆蛋白含量或少于55％(重量份)的大豆蛋白含量，这取决于生产大豆原料的起始物质。例如，粗大豆蛋白原料可以是粉碎的整粒大豆原料(包含具有相对低大豆蛋白含量的大豆壳和大豆胚)。优选粗大豆蛋白原料具有基于无水基至少20％(重量份)大豆蛋白的蛋白质含量，和更优选粗大豆蛋白原料具有基于无水基至少25％(重量份)的大豆蛋白。特别优选粗大豆蛋白原料是大豆粉末、大豆粗粉、大豆粗粒和大豆絮片，将其处理以提供用作食品组分所需的功能性。
本发明的功能性食品组分组合物的大豆原料可以包含一定量的精大豆蛋白原料，如大豆蛋白分离物或大豆蛋白浓缩物，其与粗大豆蛋白原料相混合以将大豆原料的蛋白质浓度提高到基于无水基高于65％(重量份)。但是优选利用粗大豆蛋白原料作为功能性食品组分组合物的大豆原料中的唯一的大豆蛋白源，以将大豆原料的商业生产成本降到最低。
本发明的功能性食品组分的粗大豆蛋白原料含有大量的部分变性的大豆蛋白，其给大豆原料提供了基本的功能性。天然状态的大豆蛋白是由亲水壳包围的具有疏水核的球形蛋白质。由于它的亲水壳，天然大豆蛋白非常易溶于水。本发明的粗大豆蛋白原料中部分变性的大豆蛋白被部分地展开和重新排列，以使邻近蛋白质的疏水和亲水部分可能重叠。但是部分变性的大豆蛋白不能被变性到蛋白质不能溶解在水性溶液中这样的程度。在水性溶液中，大豆蛋白原料中部分变性的大豆蛋白形成大的聚合体，其中暴露的部分变性蛋白的疏水部分互相排列成以减少疏水部分对溶液的暴露。这些聚合体促进凝胶的形成，增加凝胶的强度，并且增加大豆原料的粘度。
部分地，通过在水性溶液中蛋白质的溶解性测定在粗大豆蛋白原料中大豆蛋白的变性程度，所述溶解性涉及粗大豆蛋白原料的氮溶解指数。含有高度水可溶性大豆蛋白的大豆原料具有的氮溶解指数大于80％，但是含有大量水不溶性大豆蛋白的氮溶解指数少于25％。本发明的食品组分组合物的粗大豆蛋白原料的氮溶解指数从约30％到约80％。更优选地，粗大豆蛋白原料的氮溶解指数从约35％到约75％，和最优选地从约40％到约70％。
本发明功能性食品组分的粗大豆蛋白原料中的大豆蛋白在含盐(氯化钠)的水相系统中保持其部分的溶解性。这是发明的功能性食品组分的粗大豆蛋白原料的一个特别重要的特性，因为粗大豆蛋白原料可用于包含大量盐的食品体系中作为食品组分。在水性体系中，当将大量盐加入到水性体系中时，可溶的或部分可溶的大豆蛋白具有变成不可溶或盐析的趋势。在包含相对高量的盐食品体系如肉糜或汤中，由“盐析”造成的不可溶的大豆蛋白是很不所需的。
本发明食品组分的粗大豆蛋白原料含有不易受“盐析”的影响的大豆蛋白。本发明的粗大豆蛋白原料具有的盐容指数(在含盐体系中测定的可与氮溶解指数相类比的蛋白质溶解性的量度)其为30％到80％。更优选地，本发明食品组分的粗大豆蛋白原料具有的盐容指数从约35％到约75％，并且最优选地从约40％到约70％。
本发明食品组分的粗大豆蛋白原料能在水溶液中形成大量的凝胶，这部分是由于粗大豆蛋白原料的部分变性蛋白质的聚集。在水性环境中的大量凝胶的形成是本发明食品组分组合物所需的质量，由于粗大豆蛋白原料的胶凝性质对肉产品的质地和结构作出贡献(肉产品中使用了粗大豆蛋白原料)，又提供了用以保持肉产品中的水分和脂肪的基质，来使烹制后的包含粗大豆蛋白原料的肉产品能在烹制过程中保持住它的汁。
本发明食品组分组合物的粗大豆蛋白原料在水溶液中形成凝胶的程度可以被定量，就是通过水中的粗大豆蛋白原料形成凝胶的凝胶重量来定量。优选粗大豆蛋白原料在从约15℃到约25℃的温度下具有的凝胶重量至少为30克，其中通过混合1份粗大豆蛋白原料和5份水形成5液体盎司的粗大豆蛋白原料和水的混合物来形成凝脱。更优选地，5液体盎司的粗大豆蛋白原料和水的混合物以1∶5(重量比)的比率在从约15℃到约25℃的温度下具有的凝胶重量至少为50克，并且最优选地在从约15℃到约25℃的温度下具有的凝胶重量至少为100克。
本发明食品组分的粗大豆蛋白原料也能形成具有明显冷冻凝胶强度和巴氏凝胶强度的凝胶。粗大豆蛋白原料的凝胶强度是重要的，其能使食品组分组合物提供给肉糜坚固的结构。用不具有固定的结构的脱骨肉和脂肪形成用于形成如牛肉香肠、香肠和午餐肉的肉产品的肉糜，形成强凝胶的含大豆蛋白原料可用于赋予肉糜以所需的坚固质构。
本发明食品组分的粗大豆蛋白原料能形成具有足够凝胶强度的凝胶，所以能将粗大豆蛋白原料用在肉糜中以提供具有坚固质构的肉糜。当5份水与1份粗大豆蛋白原料结合时，粗大豆蛋白原料具有至少50克的冷冻凝胶强度。更优选地，在水∶大豆蛋白原料为5∶1的混合物中粗大豆蛋白原料具有的冷冻凝胶强度至少为100克，并且最优选地在水∶大豆原料为5∶1的混合物中的冷冻凝胶强度至少为200克。在水∶大豆蛋白原料为5∶1的混合物中粗大豆蛋白原料具有的巴氏凝胶强度至少为500克，并且最优选地在这样的混合物中具有的巴氏凝胶强度至少为700克。
本发明食品组分组合物的粗大豆蛋白原料也能为水基溶液提供很大的粘度。粗大豆蛋白原料相对高的粘度部分是由于粗大豆蛋白原料变性的大豆蛋白的聚合造成的，并且部分是由于粗大豆蛋白原料的水合能力。在水性介质中粗大豆蛋白原料的高粘度特性促进和帮助凝胶的形成。其如上所述是所需的，特别是在肉制品应用中使用。在水性体系中粗大豆蛋白原料的高粘度也能使食品组分用作肉汁、酸乳和汤中的增稠剂，特别地在奶油汤中，并且被用在焙烤应用中。含有12.5％(重量比)(7份水∶1份大豆原料)的食品组分组合物的粗大豆蛋白原料之水性溶液在15℃到25℃的温度下具有至少500厘泊的粘度。更优选地，含有12.5％(重量)的粗大豆蛋白原料的水性溶液在15℃到25℃的温度具有至少1000厘泊的粘度，并且最优选地在15℃到25℃的温度下的粘度至少为1500厘泊。
本发明食品组分组合物的粗大豆蛋白原料也具有相当的水合能力。水合能力，即物质吸收和保持水分能力的直接量度，在使用在肉糜中的食品组分中是所需的，因为具有相对高水合能力的原料吸收和保持在烹制中肉原料损失的水分，由此保持烹制后肉的汁和提供在烹制过程中肉糜重量的改善。在肉糜中包含粗大豆蛋白原料，因此导致改良了烹制后肉糜的味道和嫩感，并且相对于不包含具有高水合能力的食品组分的烹制肉糜而言烹制的重量产率增加。
据信本发明食品组分的粗大豆蛋白原料相对高的水合能力是由于粗大豆蛋白原料中纤维的水合能力增强，这是相对于常规的粗大豆蛋白原料中的纤维来说的，也是由于本发明的食品组分的粗大豆蛋白原料中大豆蛋白的部分变性。在下文中述及的形成粗大豆蛋白原料的方法是，将大豆原料暴露在相对高的温度中，其在水存在下使纤维膨胀并且使粗大豆蛋白原料中的蛋白质变性。迅速地将粗大豆蛋白原料干燥，其导致纤维保持其已经膨胀的结构并且蛋白质保持其变性的结构。一旦将粗大豆蛋白原料添加到水性体系中，已膨胀的纤维和已变性的蛋白质吸收大量的水，导致粗大豆蛋白原料相对高的水合能力。优选地，粗大豆蛋白原料具有的水合能力至少是粗大豆蛋白原料重量的3.75倍，并且更优选地至少是粗大豆蛋白原料重量的4倍。
本发明食品组分组合物的粗大豆蛋白原料还具有相对低的水活度。水活度表示物质中可支持生物活性(如微生物的生长和酶活性)的水分含量。在食品组分中微生物的生长是不希望的，因为其导致变质，并且缩短食品组分的保质期。在大豆原料食品组分中酶活性也是不希望的，特别是脂氧化酶和胰蛋白酶抑制剂酶的活性。脂氧化酶氧化多聚不饱和酸，其反过来进一步经历反应以在大豆原料中形成不希望的味道。胰蛋白酶抑制剂是存在在大豆原料中的破坏营养的因素，其抑制胰蛋白酶的活性，其与生长抑制和使胰腺活性过度活跃相关。
本发明功能性食品组分的粗大豆蛋白原料具有低的可支持这样的生物活性的水活度，优选水活度为0.3或更小，并且更优选水活度为0.2或更小。据信粗大豆蛋白原料的低水活度是由于粗大豆蛋白原料的低水分含量，并且在处理大豆原料的过程中粗大豆蛋白原料中大豆蛋白的结构改变和重新排列。通过有水存在下加热蛋白质造成大豆蛋白从球形到展开形的结构改变。因为蛋白质是展开形的，非结合水被排出蛋白质，并且蛋白质重新排列成聚集体，其共有重叠的疏水亚基和亲水亚基，降低了蛋白质的水活度。通过迅速地干燥所得聚集体使其部分地变性来阻止蛋白质成为更顺从地接受非结合水的结构，所以粗大豆蛋白原料保持了其低水活度。
本发明食品组分组合物的粗大豆蛋白原料也具有低胰蛋白酶抑制剂活性。如上指出的，大豆原料含胰蛋白酶抑制剂，其为破坏营养的因素，其抑制胰蛋白酶的活性，并且与抑制生长和胰腺活性过度活跃相关。胰蛋白酶抑制剂是具有酶活力的蛋白质，并且采用与大豆原料中大豆蛋白变性相同的方法通过有水存在下加热胰蛋白酶抑制剂使其变性。变性的胰蛋白酶抑制剂在酶催化中失去了作用，这是因为抑制剂酶催化活性的结构已经变性了。据信本发明粗大豆蛋白原料的胰蛋白酶抑制剂活性比常规的大豆粗粒。大豆粗粉和大豆碎粉中的低，这是由于大量水存在下变性胰蛋白酶抑制剂，而不只是进行了湿加热。优选本发明食品组分组合物的粗大豆蛋白原料具有的胰蛋白酶抑制剂活性至多每毫克大豆原料10胰蛋白酶抑制剂单元。
优选地，本发明食品组分组合物的粗大豆蛋白原料也具有低脂氧化酶活性。如上边提到的，大豆包含氧化不饱和酸的脂氧化酶，然后其经历进一步的反应以形成给大豆原料带来不所需味道的化合物。除了粗大豆蛋白原料的低水活度，其限制脂氧化酶活性，在粗大豆蛋白原料中的脂氧化酶活性是有限的，这是由于在处理大豆原料的过程中脂氧化酶失活。如上述提到的，通过在水中加热大豆原料处理粗大豆蛋白原料以部分地使大豆蛋白变性，也使存在于大豆原料中的脂氧化酶变性。变性的脂氧化酶是失活的，并且不会氧化多不饱和酸而产生不所需味道的化合物。
而且，优选本发明功能性食品组分组合物的粗大豆原料具有低的水分含量。低的水分含量对于增加含有粗大豆蛋白原料的食品的保质期来说是所需的，这是因为大豆原料中的较低的水分含量对微生物生长提供较少的供给，降低由食物组分导入食品的可以导致食品变质的微生物。优选本发明功能性食品组分的粗大豆原料具有的水分含量小于6％(重量份)，更优选小于5％(重量份)。
本发明功能性食品组分组合物的粗大豆原料也优选具有低浓度的挥发性组分，其给常规的大豆粉末和大豆粗粒带来差的风味，特别是豆腥味和/或苦味。明确地，本发明功能性食品组分的粗大豆原料具有低浓度的正戊烷、丁二酮、戊醛、己酸2-庚酮、2-戊基呋喃和辛醛。优选粗大豆蛋白原料包含少于20份每百万份(ppm)的正戊烷、少于50ppm的丁二酮、少于50ppm的戊醛、少于650ppm的己醛、少于10ppm的2-庚酮、少于10ppm的2-戊基呋喃和少于10ppm的辛醛。
在特别优选的实施方案中，本发明食品组分的粗大豆蛋白原料包含低含量的棉子糖和水苏糖寡糖。如上述提到的，棉子糖和水苏糖是存在于大豆中的不消化的寡糖，其可在人的肠中发酵，引起肠气、肠不适和肠胃胀气。将低棉子糖、低水苏糖的粗大豆蛋白原料使用在本发明食品组分中，如果摄入含有上述的食品组分，相对于使用了常规的大豆粉末、大豆粗粉、大豆粗粒和大豆絮片的食物而言，会减少或防止肠气和肠胃胀气的产生。在特别优选的实施方案中，低棉子糖、低水苏糖的粗大豆蛋白原料源自具有低水苏糖含量可遗传表型的大豆株的大豆。
此处使用的“低棉子糖”大豆原料是每克大豆原料包含至多20μmol的棉子糖，优选每克大豆原料包含至多10μmol的棉子糖，和最优选每克大豆原料包含至多5μmol的棉子糖。低棉子糖大豆原料优选固有的含量之低达到不用处理以去除棉子糖的水平。此处使用的“低水苏糖”大豆原料是每克大豆原料包含至多35μmol的水苏糖，优选每克大豆原料包含至多10μmol的水苏糖，和最优选每克大豆原料包含至多5μmol的水苏糖。低水苏糖大豆原料优选固有的含量之低达到不用处理以去除水苏糖的水平。
更优选地，低棉子糖、水苏糖的粗大豆蛋白原料也含有高蔗糖含量以对粗大豆蛋白原料提供附加的风味和功能性。此处使用的“高蔗糖”大豆原料是原本含有至少200μmol/g的蔗糖，和更优选含有至少210μmol/g的蔗糖的大豆原料。
本发明食品组分组合物的粗大豆蛋白原料也可以含有其它的可选择的特征，其改善大豆原料的风味、外观或功能性。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的特征联合出现在粗大豆蛋白原料中。这些特征包括：低脂氧化酶含量(提高风味)；改良的种子贮藏含量(改变的营养结构)；低植酸和植酸盐的含量(提高营养结构)；黄脐(hylum)含量(提高外观)；和提高的异黄酮含量(提供健康益处)。
本发明的食品组分组合物也可以包含提高粗大豆蛋白原料功能性和流动特性的物质。在优选的实施方案中，功能性食品组分含有三缩聚磷酸钠(“STPP”)。STPP与粗大豆蛋白原料中的胺基相互作用，并且促进水溶液中变性大豆蛋白的溶解性，由此加强了粗大豆蛋白原料凝胶和乳糜的形成能力。STPP也具有螫合剂作用，其可减缓或阻止不所需的氧化反应。在特别的优选实施方案中，食品组分组合物含有少于约3％(重量份)的STPP。焦磷酸钠(“SAPP”)、磷酸三钠和树胶，优选瓜尔胶，也可以少于5％(重量份)的量包含在食品组分组合物中以改变组合物的流动特性。
在优选的实施方案中，本发明的功能性食品组分是具有大豆蛋白含量基于无水基少于65％(重量份)的粗大豆蛋白原料，更优选少于60％并且多于20％，其具有从约30％到约80％的氮溶解指数，更优选从35％到75％，并且最优选从40％到70％的氮溶解指数，并且具有至少下列特性中的一种：在从18℃到25℃的温度下粘度至少500厘泊，更优选至少1000厘泊并且最优选至少1500厘泊；水合能力至少为粗大豆蛋白原料重量的3.75倍，更优选为粗大豆蛋白原料重量的4.0倍；水活度为0.3或更小，并且更优选0.2或更小；盐容指数为从约30％到约80％，更优选从约35％到约75％，并且最优选从约40％到约70％；或胰蛋白酶抑制剂活性至多每毫克粗大豆蛋白原料10TIU。当粗大豆蛋白以每份大豆原料五份水(重量比)结合时优选食品组分具有冷冻凝胶强度至少50克，优选具有冷冻凝胶强度至少100克，并且最优选具有的冷冻凝胶强度至少200克。进一步地，优选食品组分在约15℃到约25℃下具有的凝胶重量至少为30克，更优选至少50克，和最优选至少100克。更优选地，食品组分粗大豆蛋白原料的水分含量少于6％(重量份)，并且更优选至多5％(重量份)；并且含有少于20ppm的正戊烷、50ppm的丁二酮、650ppm的己醛、10ppm的2-庚酮、10ppm的2-戊基呋喃和10ppm的辛醛。在最优选的实施方案中粗大豆蛋白原料是低棉子糖、低水苏糖的大豆原料，其源自具有低水苏糖含量可遗传表型的大豆株上的大豆、也优选食品组分含有至少一种选自三缩聚磷酸钠、焦磷酸钠和树胶的添加剂。
在另一个优选实施方案中，本发明的功能性食品组分是含有基于无水基少于65％大豆蛋白(重量份)的粗大豆蛋白原料，更优选少于60％且多于20％，具有至少下列的特性之一：在约15℃到约25℃下具有的凝胶重量至少为30克，更优选至少50克，和最优选至少100克；或者在水∶大豆蛋白原料为5∶1(重量份)的混合物中粗大豆蛋白原料具有至少50克的冷冻凝胶强度。更优选地，至少为100克，并且最优选至少为200克。功能性食品组分的粗大豆蛋白原料也优选具有至少下列的特性之一：氮溶解指数从30％到80％。更优选地，粗大豆蛋白原料的氮溶解指数从35％到75％，和最优选地从40％到70％。从30％到80％的盐容指数，更优选从35％到75％，并且最优选地从40％到70％。在从18℃到25℃的温度下，粘度至少500厘泊，更优选至少1000厘泊，并且最优选至少1500厘泊；水合能力至少为大豆原料重量的3.75倍，更优选为大豆原料重量的4.0倍；水活度为0.3或更小，并且更优选0.2或更小，或胰蛋白酶抑制剂活性至多每毫克的大豆原料10TIU。优选地，食品组分粗大豆蛋白原料的水分含量少于6％(重量份)，并且更优选少于5％(重量份)；并且含有少于20ppm的正戊烷、50ppm的丁二酮、50ppm的戊醛、650ppm的己醛、10ppm的2-庚酮、10ppm的2-戊基呋喃和10ppm的辛醛。在最优选的实施方案中粗大豆蛋白原料是低棉子糖、低水苏糖的大豆原料，其源自具有低水苏糖含量的可遗传表型的大豆株的大豆。也优选食品组分含有至少一种选自三缩聚磷酸钠、焦磷酸钠和树胶的添加剂。制备新大豆原料的方法
本发明也涉及利用本发明的食品组分组合物制备新粗植物蛋白原料的方法。在第一个实施方案中，水合粗大豆蛋白原料，其中将至少两份水加入一份粗大豆蛋白原料中以水合大豆原料。至少包含在水合粗大豆蛋白原料中的部分大豆蛋白部分地发生了不可逆的变性，并且将大豆原料干燥以使粗大豆蛋白原料具有从约30％到约80％的氮溶解指数。
在工艺中用作起始物质的大豆原料可以是任何粗大豆蛋白原料，其含有大豆蛋白、纤维和碳水化合物，其中水溶性碳水化合物占至少5％(基于干重)的粗大豆蛋白原料。优选粗大豆蛋白原料具有基于无水基少于65％(重量份)的大豆蛋白含量，并且更优选少于60％大豆蛋白，且优选含有多于20％的大豆蛋白，并且最优选多于25％的大豆蛋白。用作起始原料的粗大豆蛋白原料包括但不局限于含大豆蛋白物质，如粉碎的整粒大豆和大豆粉末、大豆粗粒、大豆絮片和大豆粗粉。更优选地，用作这个方法的起始原料的粗大豆蛋白原料是脱脂大豆粉末、脱脂大豆粗粒、脱脂大豆絮片或脱脂大豆粗粉。这样的粗大豆蛋白原料可以产生自如下所述的整粒大豆，或商购获得。
可以通过将整粒大豆除杂、破碎除杂大豆的壳、将大豆脱壳，来生产用于本发明方法的大豆絮片；如果需要的话，从胚轴分离脱壳大豆有子叶的部分；使大豆有子叶的部分成为薄片；并且如果需要的话，对所得的大豆絮片脱脂。在形成大豆絮片的全部步骤中，可以根据现有技术中用传统设备形成大豆絮片的方法进行。
大豆除杂是将大豆通过磁力分离器以去除铁、钢和其它可磁性吸引的物质，随后在逐渐变小的孔筛上震动以去除土渣、豆荚、枝干、杂种、过小的大豆和其它杂质。将大豆通过粉碎轧辊来粉碎除杂的大豆、粉碎轧辊是螺旋切割带皱折的圆筒状物，其令大豆通过轧辊使壳去掉并且将大豆原料破碎成碎片。优选粉碎的大豆在63到74℃下经控制具有10％到11％水分含量以提高大豆原料的保存期。可以通过吸气将破碎的大豆去壳。胚轴比大豆的子叶小很多，可以通过在筛孔足够小的孔筛上震动脱壳大豆来去除胚轴并且留住子叶。不必将胚轴去除，因为它们仅占大豆重量的约2％，而子叶占大豆的90％(重量)，但优选将胚轴去除，因为它们与豆腥味道有关。然后通过将大豆经过剥落轧辊来将有或没有胚轴的去壳大豆制成薄片。剥落辊是光滑的圆筒形的轧辊，其用以形成大豆絮片，当大豆经过时具有的厚度从约0.01英寸到约0.015英寸。
然后将絮片脱脂，如果需要脱脂大豆的话可以部分地脱脂，或如果全脂大豆是所需的可以不进行脱脂。大豆絮片和任何由此产生的大豆原料如大豆粉末、大豆粗粒或大豆粗粉可以是从全脱脂到全脂的大豆原料。优选絮片脱脂，以用在本发明功能性食品组分中，确保终产品的优良质量并且允许适当的大豆原料组合物的加工。
絮片脱脂可通过用合适的溶剂萃取絮片来将油从絮片中去除。优选在逆流萃取中使用正己烷或正庚烷萃取絮片。脱脂絮片应该包含少于1.5％(重量份)的脂肪或油含量，并且优选少于0.75％。然后用常规的脱溶剂方法将用溶剂萃取的脱脂大豆脱溶剂以除去残留溶剂，方法包括用闪脱溶剂-脱味汽提塔、蒸汽脱溶剂真空脱味器或通过下行脱溶剂法来脱溶剂。另外，可以通过常规的机械驱逐代替溶剂萃取来脱脂絮片。
优选地，然后将脱脂絮片粉碎成大豆粉末或大豆粗粒以用作加工的起始物质。用常规的制粉和磨碎设备如锤磨机或空气喷射碾磨机磨碎絮片到所需的颗粒粒度来磨碎絮片。大豆粗粉具有这样的颗粒粒度，其中至少97％(重量份)的粗粉具有的颗粒粒度为150微米或更低(能经过100号美国标准筛)。比大豆粗粉更粗糙磨碎的大豆粗粒，被磨到平均颗粒粒度从150微米到1000微米。
尽管优选将去壳和去胚芽的大豆原料作为本发明的起始物质，如果需要的话，也可以将含有壳和胚轴(胚芽)的磨碎的整粒大豆用在此方法中。用上述方法将整粒大豆除杂，并且然后通过用常规的制粉和磨碎设备如锤磨机成空气喷射碾磨机磨碎来粉碎。另外，可以将整粒大豆去壳和磨碎，有或没有胚轴，形成大豆粗粉或大豆粗粒而不必首先使大豆成为薄片。
在特别优选的实施方案中，用作本发明方法的起始物质的大豆原料是低棉子糖、低水苏糖大豆原料，低棉子糖、低水苏糖大豆原料源自具有低水苏糖含量可遗传表型的的大豆株的大豆。最优选低棉子糖、低水葡糖大豆每克含有至少200微摩尔的高蔗糖含量。
低棉子糖、低水苏糖大豆原料可以是任何粗大豆蛋白原料，包括磨碎的整粒大豆、大豆粉末、大豆粗粒、大豆絮片和大豆粗粉。优选粗大豆蛋白原料具有少于65％的大豆蛋白含量(基于无水基的重量)。更优选地，用作本发明方法的起始物质的低棉子糖、低水苏糖粗大豆蛋白原料是低棉子糖、低水苏糖的脱脂的大豆粉末、大豆粗粒、大豆粗粉和大豆絮片原料。这样的大豆原料可以由低棉子糖、低水苏糖的整粒大豆制备，所述大豆其源自具有低水苏糖含量可遗传表型的的大豆株，制备方式如上所述与从传统商品大豆得到大豆粉末、大豆粗粒、大豆粗粉和大豆絮片的方式相同。
用作本发明方法低棉子糖、低水苏糖大豆原料源自具有低水苏糖含量可遗传表型的的大豆株的大豆。通过一系列的酶催化反应从葡萄糖或蔗糖起始物质中产生棉子糖、水苏糖，其中肌醇和肌醇半乳糖苷是棉子糖、水苏糖形成的主要中间物。在大豆中，肌醇-1-磷酸合酶催化从蔗糖(或葡萄糖)形成肌醇。利用肌醇形成肌醇半乳糖苷与UDP半乳糖结合，其中肌醇半乳糖苷合酶催化此反应。棉子糖从肌醇半乳糖苷形成，由棉子糖合酶催化，并且水苏糖由棉子糖和肌醇半乳糖苷形成，由水苏糖合酶催化。
能将在大豆中的水苏糖和棉子糖累积减少或消除，这是通过筛选或形成其中形成水苏糖和棉子糖所需要的酶表达不足、表达缺陷或不表达的大豆株。肌醇-1-磷酸合酶或肌醇半乳糖苷合酶表达不足、表达缺陷或不表达的大豆株的选育和形成是特别优选的，以增加大豆中的蔗糖含量，同时降低或去除棉子糖和水苏糖浓度。
PCT出版物WO98/45448(1998年10月15日)(引入此处以作参考)提供了生产大豆植物的方法，所述植株具有棉子糖加上水苏糖一起小于14.5μmol/g的种子含量，并且蔗糖含量大于200μmol/g的可遗传表型的种子，其中此表型是由于在植物种子中肌醇-1-磷酸的合成能力降低的缘故。在一个方法中，用诱变剂来处理大豆种子，优选MMU(N-亚硝基N-甲脲)，将处理后的大豆种子播种和自授粉几代，并且最终筛选的大豆植株具有所需的表型。具有期望表型的大豆植物为纯合的，其中至少一个基因编码具有降低的肌醇-1-磷酸合成能力之突变的肌醇-1-磷酸合酶，其赋予该大豆中具有低水苏苏糖、低棉子糖和高蔗糖浓度的可遗传表型。
LR33(保藏号ATCC97988，保藏日1997年4月17日)是在PCT公开文本WO98/45448中公开的具有低水苏糖、低棉子糖、高蔗糖表型的大豆株，其由上述突变方法制备。优选的，具有期望表型的大豆株如LR33与一种农业经济性良种大豆株杂交，产生杂合体，然后该杂合体自交至少一代，筛选自交的杂合体子代，鉴别纯合的大豆株，其中其少一种基因碥码具有降低的肌醇-1-磷酸合成能的肌醇-1-磷酸酶，其赋予种子中棉子糖加水苏糖一起的含量低于14.5μmol/g，且种子的蔗糖含量大于200μmol/g。所得杂合体优选具有低棉子糖和水苏糖含量和高蔗糖含量的农业经济性良种。
在PCT公开文本WO98/45448中提供的第二种方法，可使遗传修饰大豆植物以实现肌醇-1-磷酸合酶的基因沉默，具有相关的种子表型。申请的说明书中提供了负责肌醇-1-磷酸合酶表达的基因之核苷酸序列，其可用于形成带有适于共抑制或肌醇-1-磷酸合酶表达不足的调节序列之嵌合基因。如该申请所述方法可将嵌合基因插入大豆植物基因组，以提供这样的大豆植物，其中嵌合基因导致编码大豆肌醇-1-磷酸合酶的天然基因表达下降。具有肌醇-1-磷酸合酶表达降低的大豆植物其大豆种子中水苏糖、棉子糖低，而蔗糖含量高。
Kerr等人的美国专利5,648,210(全文引入此处以作参考)提供了从绿皮密生西葫芦和大豆中得到的肌醇半乳糖苷合酶的核苷酸序列，和将这样的核苷酸序列掺入大豆植株中以产生具有低棉子糖、低水苏糖和高蔗糖的可遗传表型的转基因大豆株的方法。提供的核苷酸序列如上所述对大豆种子的肌醇半乳糖苷合酶编码，其是从肌醇和UDP-半乳糖形成棉子糖和水苏糖寡糖的关键酶。将大豆中编码肌醇半乳糖苷合酶的核苷酸序列转移到具有合适调节序列的大豆植株中，其转录与肌醇半乳糖苷合酶mRNA互补的反义RNA或其前体，这将导致内源性肌醇半乳糖苷合酶基因表达的抑制，和相对于未转化的大豆描株而言棉子糖和水苏糖及肌醇半乳糖苷合酶量的减少。相似地，将与肌醇半乳糖苷合酶基因基本上同源的外源基因插入到具有合适调节序列的大豆植株中，可用于通过共抑制来抑制内源肌醇半乳糖苷合酶基因的表达。
外源基因，如在’210专利中提供的植物中肌醇半乳糖苷合晦的核苷酸序列的插入和表达是成熟的。见De Blaere等人的(1987)酶学方法(Meth.Enzymol.)153:277-291。将呈反义构象的肌醇半乳糖苷合酶核苷酸序列插入到大豆植株中的各种方法为本领域技术人员周知。这样的方法包括那些基于土壤杆菌属的种的Ti和Ri质粒。特别优选使用这些载体的二元型。Ti来源载体转化广泛的高等植物，包括单子叶的和双子叶的植物，如大豆、棉花和油菜。[Pacciotti等人(1985)生物/技术3:241；Byrne等人(1987)植物细胞，组织和器官培养8:3；Sukhapinda等人(1987)植物分子生物学。8:209-216；Lorz等人(1985)Mol.Genn.Genet199:178；Potrykus等人(1985)Mol.Gen.Genet199:183]。其它转化方法可使用本领域技术人员周知的方法如外源DNA构建体的直接摄取[见EPO公开物0295959A2]，电穿孔的技术[见Fromm等人(1986)自然(London)319:719]，或用核酸构建体包衣的金属粒子高速度冲击的轰击[见Kline等人(1987)自然(London)327:70，和US4]。一旦转化，可由本领域技术人员将细胞再生。
优选选择启动子、增强子和调节序列，其能与反义肌醇半乳糖苷合酶的核苷酸序列或基本上同源的共抑制外源基因结合来形成核酸构建体，其能最有效的抑制肌醇半乳糖苷合酶的表达而对大豆植株的破坏最小。特别优选的启动子是组成型启动子，并且其允许种子特异性表达，如大豆储藏蛋白的α-和β-亚基的基因的启动子，如’210专利中描述，优选的增强子是一种从β-conglycinin的α-亚基基因中分离的DNA序列元件，其能赋予对组成型启动子40倍的种子特异性增强。
Kerr等人的美国专利5,710,365(全文引入此处以作参考)进一步提供了具有低棉子糖和水苏糖含量的大豆株，其含有特别的大豆基因，称为stclx，其带来相对于常规的商用大豆而言低棉子糖和低水苏糖含量的可遗传的表型。可能stclx基因是突变基因，其编码缺陷棉子糖合酶和水苏糖合酶，因此从stclx大豆株中抑制了大豆植株中棉子糖和水苏糖的产生。stclx大豆株通过如下方法获得：1、针对带来低水苏糖糖含量的基因源从存在的大豆种质收集物中进行彻底的筛选2、通过化学诱变诱导传统大豆株的stclx基因的突变；或3、将通过方法1或2的方法来获得的stclx大豆株杂交，以发现具有修饰基因的大豆株，其通过加强stclx基因的表达来进一步减少大豆植株中棉子糖和水苏糖的产生。通过方法1发展了大豆株LR28并且通过第二个方法发展了大豆株LR484(保藏号ATCC75325)。
将用于本发明的组合物和方法中的低棉子糖、低水苏糖大豆原料叠加以包含其它选择性的特征，其改善了粉末或磨碎的整粒大豆原料的风味、外观或功能性。例如，本领域技术人员可以基因修饰大豆株，以产生具有修饰的种子储存蛋白含量的大豆(用于改变营养结构)；或含有很少或不含脂氧化酶(为了加强风味)；或含有很少或不含植酸和/或植酸酯(为了加强营养结构)；或含有黄脐(为了改善外观)；或具有相对于传统商品大豆提高了异黄酮的含量(提供附加的营养效用)。
将粗大豆原料起始物质水合，无论其是否为低棉子糖、低水苏糖大豆原料，源自具有高种子存储蛋白含量的大豆的大豆原料，还是来自常规商品的大豆的大豆原料。当水合后，最优选地粗大豆蛋白原料是微粒形式，如用如上方法制备的大豆粗粉、大豆粗粒。另外，粗大豆蛋白原料水合时可以是非微粒形式的，例如大豆絮片或整粒大豆原料，其中水合后将大豆原料粉碎成微粒形式，例如通过搅拌或混合水合后的大豆原料以将其破碎成更小的碎片。
一旦对水合的粗大豆蛋白原料加热处理使大豆蛋白部分变化后，在水合步骤中将足量的水加入粗大豆蛋白原料以促进大豆蛋白重新排列。据信部分地变性后大豆蛋白在水中的重排以形成蛋白质聚集体或聚合体前体。由于部分变性的蛋白质减少了新暴露的蛋白质疏水亚基和水的相互作用，而形成了聚集体或聚合体前体，这是通过向能量有利方向移动的内蛋白质和蛋白质间疏水-疏水和亲水-疏水亚基的相互作用。粗大豆蛋白原料的充分水合对确保大豆蛋白能重排是重要的，因为用干热或湿热(但是水分不足，例如蒸汽)对大豆原料中的大豆蛋白处理将导致大豆蛋白原料中的大豆蛋白变性或部分变性，但是不会得到所需产品，因为缺乏足够的水时变性的大豆蛋白不能重排以促进大豆蛋白变成有利的能量构型。优选至少将两份水加入到一份粗大豆蛋白原料中(重量比)以水合大豆原料。更优选地至少将四份、六份或八份水对1份大豆原料(重量比)用于水合粗大豆蛋白原料，和更优选地至少将九份水对1份大豆原料用于水合粗大豆蛋白原料。
在优选的实施方案中，用于水合粗大豆蛋白原料的水温度为从50℃到85℃。温水促进粗大豆蛋白原料水合及大豆蛋白在水中分散。
含至多33％固体(重量比)的大豆原料含水浆液之水合的粗大豆蛋白原料，将其完全混合以确保将大豆原料分散在水中。可使用任何常规的能对蛋白质浆液搅拌、搅动或混合的工具通过搅拌、搅动或混合浆液来混合浆液。
如果需要的话，可将三缩聚磷酸钠(“STPP”)加入到水合的粗大豆蛋白原料的含水浆液中，在这之后将大豆原料放于对粗大豆蛋白原料中大豆蛋白的部分变性有效的条件下。在蛋白质的部分变性之前或之后，STPP与大豆蛋白中的胺基互相作用，并且提高了粗大豆蛋白原料在水性溶液中的溶解性。用STPP对粗大豆蛋白原料的处理是特别优选的，因为STPP处理的产品相对于未经STPP处理的产品具有改良的凝胶形成性质、改良的凝胶强度和降低的氧化活性。将一定量的STPP加入到水性浆液中，不超过浆液中粗大豆蛋白原料重量的3％(重量比)，并且优选占浆液中粗大豆蛋白原料重量的0.5％到1.5％(重量比)。
然后处理粗大豆蛋白原料浆液以使至少一部分水合的粗大豆蛋白原料中的大豆蛋白发生不可逆的部分变性。如上所述，在粗大豆蛋白原料中的大豆蛋白部分地变性以展开蛋白质，并且诱导蛋白质重排以形成蛋白质聚合体或聚合体前体，其提高了大豆原料的凝胶和乳液形成性质。在水合的粗大豆蛋白原料中的大豆蛋白是部分变性的，这是通过在较高的温度下处理粗大豆蛋白原料的含水浆液足以使至少一部分大豆蛋白部分变性的一段时间。优选在从约75℃到约160℃的温度下处理粗大豆蛋白原料的含水浆液从约2秒到约2小时的时间，以使大豆原料中大豆蛋白部分变性，而将水合的粗大豆蛋白原料在较低的温度下加热较长的一段时间以使大豆原料中大豆蛋白部分变性。更优选在更高的温度和大于常压的正压下处理水合的粗大豆蛋白原料以使大豆原料中大豆蛋白部分变性。
水合的粗大豆蛋白原料中不可逆部分变性大豆蛋白的优选方法是如此处理大豆原料的含水浆液，其在高于室温下通过将增压的蒸汽注入到浆液中足以使大豆原料中大豆蛋白至少部分变性的一段时间，此后将其称作“喷射蒸煮”。下列描述喷射蒸煮水合的粗大豆蛋白原料浆液的优选方法，但是，本发明不局限于所描述的方法，并且包括任何可由本领域技术人员得到的明显的改进方法。
将水合的粗大豆蛋白原料引入到喷射蒸煮加料槽中，其中用搅拌大豆原料浆液的混合器使大豆原料保持悬浮。浆液从加料槽导入泵中，其推动浆液通过反应器管道。当浆液进入反应器管道时，压力下蒸汽注入粗大豆蛋白原料浆液中，立即将浆液加热到所需的温度。通过调节注入蒸汽的压力来控制温度，并且优选从约75℃到约160℃，更优选从约100℃到约155℃。将浆液在高温下处理约5秒到约15秒，在较低的温度下处理更长的时间，用浆液通过管道的流速来控制处理时间。优选流速约18.51bs./分钟，并且在约150℃下蒸煮时间约9秒。
通过放于较高温度下使至少一部分粗大豆蛋白原料中的大豆蛋白发生不可逆的部分变性之后，以有效的保持大豆蛋白中引起的结构和排列变化的方式干燥水合的粗大豆蛋白原料，所述变化由水合条件下大豆蛋白部分变性引起。为了保持粗大豆蛋白原料中所需的蛋白结构，迅速地将水从大豆原料中蒸发。优选将水合的粗大豆蛋白原料干燥以使最终干燥的粗大豆蛋白原料浆液具有的氮溶解指数从约30％到约80％，更优选地从约35％到约75％，并且最优选地从约40％到约70％。
在本发明的一个实施方案中，用两步将水合的粗大豆蛋白原料干燥：喷雾干燥大豆原料后进行闪蒸步骤。将水合的部分变性的粗大豆蛋白原料闪蒸，这是通过将水合的大豆原料引入真空室中，其具有比用于加热处理大豆原料的温度更低的内部温度并且具有比大气压明显低得多的压力。优选真空室的内部温度从15℃到85℃并且压力从约25mm到约100mmHg，并且更优选压力从约25mm到约30mmHg。水合后部分变性的粗大豆蛋白原料进入真空室立刻导致大豆原料的压力下降，使部分水从水合后的大豆原料中蒸发。
最优选将水合后粗大豆蛋白原料浆液从喷射蒸煮反应器管道中排放到真空室，导致瞬时的巨大压力和温度下降，这导致从水合后粗大豆蛋白原料中蒸发了很大部分的水。优选真空室具有高达约85℃的高温，以阻止水合粗大豆蛋白原料进入真空室后粗大豆蛋白原料的胶凝作用。
申请人相信闪蒸步骤令粗大豆蛋白原料具有低浓度的与豆腥味、大豆苦味相关的挥发性化合物，如正戊烷、丁二酮、戊醛、己醛、2-庚酮、2-戊基呋喃和辛醛。在压力下热处理随后为快速压力降低和水的蒸发也导致这些挥发性组分的大量蒸发，从粗大豆蛋白原料中去除挥发性组分，并且由此改良大豆原料的味道。
然后可以喷雾干燥闪蒸后的粗大豆蛋白原料浆液以产生本发明的干燥的粗大豆蛋白原料食品组分。应该调节喷雾干燥条件以避免粗大豆蛋白原料中大豆蛋白的进一步变性。优选喷雾干燥机是并流干燥器，其中热的进气和大豆原料浆液(在压力下通过喷雾器被注入到干燥器中而被雾化)在并流中经过干燥器。粗大豆蛋白原料中的大豆蛋白不会进一步受到热变性，因为当其干燥时从大豆原料中蒸发的水冷却了原料。
在优选的实施方案中，通过喷口喷雾器将闪蒸后粗大豆蛋白原料的浆液注入到干燥器中。尽管优选喷口喷雾器，也可使用其它的喷雾干燥器如旋转式喷雾器。在足够的压力下将浆液注入到干燥器中以雾化浆液。优选在约3000磅/平方英寸到约4000磅/平方英寸下雾化浆液，并且最优选约3500磅/平方英寸。
通过热空气进口将热空气注入到干燥器中，这样进入干燥器的热空气与从雾化器喷出的雾化了的粗大豆蛋白原料浆液浆液并流。热空气的温度约285℃到约315℃，并且优选温度约290℃到约300℃。
从喷雾干燥器收集干燥的粗大豆蛋白原料产品。可以使用常规的方式和方法收集大豆原料，包括离心式除尘器、袋式过滤器、静电除尘器和重力收集器。
本发明的另一个实施方案中，在没有闪蒸中间步骤下，水合的大豆原料中大豆蛋白部分变性的步骤后，直接将已水合的部分变性的粗大豆蛋白原料浆液喷雾干燥。相对于闪蒸的粗大豆蛋白原料浆液来说，喷雾干燥非闪蒸粗大豆蛋白原料浆液的条件与上述的相同。
在一个可供选择的实施方案中，如果水合部分变性的粗大豆蛋白原料的固体含量过高影响喷雾干燥的话，不论有或没有闪蒸步骤，依照本发明通过同时地磨碎和干燥部分变性的大豆原料，将高固体含量的粗大豆蛋白原料浆液迅速干燥。优选地，当将其干燥时，在常规的使用干空气和磨碎大豆原料的锤式磨或流体能量磨中，将高固体含量的粗大豆蛋白原料浆液干燥。
如果需要的话，可以将附加物质加入到干燥的粗大豆蛋白原料中以改良作为食品组分的大豆原料的性能。可加入焦磷酸钠和/或树胶，优选瓜尔胶以改良粗大豆蛋白原料的流动性质。优选地，如果加的话可将至多5％(重量比)的焦磷酸钠和/或至多5％(重量比)的树胶添加到粗大豆蛋白原料中。其它组分如风味剂和着色剂也可被加入到粗大豆蛋白原料中。不甚优选地，更多精制的大豆蛋白产品如大豆蛋白分离物和大豆蛋白浓缩物可以与功能性粗大豆蛋白结合使用，以增加产品的蛋白质含量，在某种意义上，增加了产品的功能性。
在第二个实施方案中，提供了用于形成功能性食品组分的方法，其中粗大豆蛋白原料是水合的；至少水合的粗大豆蛋白原料中部分大豆蛋白是部分不可逆变性的，方法是将水合的蛋白原料在至少40℃下受到剪切；并且将部分变性的粗大豆蛋白原料干燥，所以干燥后的大豆原料具有从约30％到约80％的氮溶解指数。本发明的这个实施方案不同于上述的方法，其需要较少的水用来水合粗大豆蛋白原料，因为粗大豆蛋白原料受到的剪切促进部分变性的蛋白质重新排列。
本发明的第二个实施方案方法的用作起始物质的粗大豆蛋白原料可选自上述的本发明第一个实施方案的用作起始物质的粗大豆蛋白原料。最优选地，第二个实施方案方法的用作起始物质的粗大豆蛋白原料是低棉子糖、低水苏糖、高蔗糖的大豆粉末。
向大豆原料里加水来水合粗大豆蛋白原料。水合粗大豆蛋白原料所需水的量是足以使粗大豆蛋白原料中大豆蛋白重新排列和聚集并且促进混合使大豆原料受到剪切的量。应将粗大豆蛋白原料水合，以使大豆蛋白在水/大豆原料混合物中的固体含量冰平为约15％到约80％(重量份)。优选至少1份水加入到四份大豆原料(重量比)，以水合粗大豆蛋白原料。更优选地，至少1份水加入到三份大豆原料(重量比)，最优选地，至少1份水加入到两份大豆原料(重量比)，以水合粗大豆蛋白原料。在一个优选实施方案中，用于水合粗大豆蛋白原料的水温度为从50℃到85℃。温水促进大豆原料的水合。
如果需要的话，在上述的部分变性步骤之前可将三缩聚磷酸钠加入到水合的粗大豆蛋白原料中，以提高大豆原料产品的乳化和凝胶形成性质。
然后水合的粗大豆蛋白原料中至少一部分的大豆蛋白被不可逆部分变性，方法是通过水合的粗大豆蛋白原料受到高温和机械剪切作用，尽管在大豆原料中大豆蛋白热变性后水合的粗大豆蛋白原料可受到机械剪切作用，但优选同时作用。当水合的粗大豆蛋白原料同时受到热变性和机械剪切作用，水合的粗大豆蛋白原料发生部分不可逆的变性，这是在至少40℃下处理水合的大豆原料一段时间，其足以使粗大豆蛋白原料中一部分蛋白质发生部分变性，一般地，时间是从5秒到10分钟。更优选地，在同时发生热变性和机械剪切的条件下，在水合的的粗大豆蛋白原料中的大豆蛋白部分变性，方法是通过在从约70℃到约100℃处理水合粗大豆蛋白原料。当热变性后将机械剪切施于水合的粗大豆蛋白原料，粗大豆蛋白原料中的大豆蛋白可以部分变性，方法是通过在从约75℃到约160℃处理水合粗大豆蛋白原料，如上述关于没有机械剪切的粗大豆蛋白原料的部分不可逆变性来说的。
可以使用常规的用于混合、搅拌及剪切蛋白质原料的含水浆液的设备，使水合的粗大豆蛋白原料受到机械剪切的作用。在特别优选的实施方案中，粗大豆蛋白原料中的大豆蛋白之部分变性是由通过单螺杆或双螺杆蒸煮挤出器将水合粗大豆蛋白原料挤出造成的，例如TX57型Wenger双螺杆、共旋转、全内网孔蒸煮挤出器(得自Wenger Mfg,Sabetha,KS)，其中将热处理和机械剪切同时施于水合的粗大豆蛋白原料。在另一个优选的实施方案中，水合的粗大豆蛋白原料中的大豆蛋白部分变性，其是通过在夹套σ搅拌机中混合大豆原料，其中同时将热和机械剪切应用于水合的粗大豆蛋白原料。
在同时接触高温和机械剪切的条件下，在水合的粗大豆蛋白原料中的至少一部分大豆蛋白变性，以有效的保持结构和排列的变化的方式将水合的粗大豆蛋白原料干燥，所述变化用机械剪切在水合条件下部分变性大豆蛋白得到。为了保持粗大豆蛋白原料中所需的蛋白结构，将水从粗大豆蛋白原料中迅速地蒸发。优选将水合的粗大豆蛋白原料干燥，以使所得干燥的大豆原料具有从约30％到约80％的氮溶解指数，更优选从约35％到约75％，最优选从约40％到约70％。
如果部分变性的水合粗大豆蛋白原料具有高固体含量，例如水合的部分变性大豆蛋白原料中每份原料包含少于两份的水，通过同时磨碎和干燥部分变性的大豆原料将粗大豆蛋白原料浆液迅速干燥。优选地，当将其干燥时，在常规的使用干空气和磨碎大豆原料的锤式磨或流体能量磨中，将高固体含量的粗大豆蛋白原料浆液干燥。如果部分变性的水合粗大豆蛋白原料不具有高固体含量，将部分变性的大豆原料干燥，参照本发明中用于生产新粗大豆蛋白原料的第一个方法，用上述的方式喷雾干燥大豆原料。
如果需要的话，可以将附加物质加入到干燥的粗大豆蛋白原料中以改良作为食品组分的大豆原料的性能。可加入焦磷酸钠和/或树胶，优选瓜尔胶以改良粗大豆蛋白原料的流动性质。优选地，如果加得话，至多将5％(重量比)的焦磷酸钠和/或至多5％(重量比)的树胶添加到粗大豆蛋白原料中。其它组分如风味剂和着色剂也可被加入到粗大豆蛋白原料中。不甚优选地，精制的大豆蛋白产品如大豆蛋白分离物和大豆蛋白浓缩物可以与功能性粗大豆蛋白结合使用，以增加产品的蛋白质含量，在某种意义上，增加了产品的功能性。含有功能性食品组分的食品
本发明的粗植物蛋白原料的功能性食品组分在很多的食品应用中用来提供食品的增稠、乳化和结构性质。功能性食品组分可以用在肉制品中，特别是肉糜、汤、肉汁、酸乳、乳制品和面包。
在一个特别优选的应用中，本发明的食品组分用在肉糜中。可将功能性食品组分用于肉糜中以给肉糜提供结构，其提供给肉糜以耐嚼感和似肉的质构。通过易于吸收水分，功能性食品组分也降低了肉糜烹制时的水分损失，由此阻止了肉中脂肪的“脂肪逸出”，使烹制的肉有汁液。
与本发明功能性食品组分组合物结合使用以形成肉糜的肉原料优选用于形成香肠、牛肉香肠或其它肉制品的肉，所述肉制品通过将肉原料添入肠衣形成，或是使用在磨制肉应用如汉堡包、肉面包和肉馅制品中的肉原料。特别优选与功能性食品组分组合物结合使用的肉原料包括得自鸡、牛肉和猪肉的机械脱骨肉；猪肉下脚料；牛肉下脚料；和猪肉背膘。
含有肉原料和粗植物蛋白原料功能性食品组分组合物的肉糜包含一定量的每一个组分，选择每一组分以对肉糜提供所需的肉状特性，特别是坚固的质构和耐嚼感。优选存在于肉糜中功能性食品组分组合物的量为从约3％到约30％(重量份)，更优选从约5％到约20％(重量份)。优选存在于肉糜中肉原料的量为从约35％到约70％(重量份)，更优选从约40％到约60％(重量份)。肉糜也含有水，其优选存在量为从约25％到约55％(重量份)，更优选从约30％到约40％(重量份)。
肉糜也含有其它组分，其对肉糜提供防腐性、风味或颜色性质。例如，肉糜可含有盐，优选从约1％到约4％(重量份)；调味剂，优选从约0.01％到约3％(重量份)；和防腐剂如硝酸盐，优选从约0.01％到约0.5％(重量份)。
优选肉糜配方在下列两种配方实施例中提供。
配方1组分                            重量百分比功能性食品组分组合物
-粗大豆蛋白原料                 8.2
-三缩聚磷酸钠                   0.4猪肉90                              10.0机械脱骨鸡肉(18％脂肪)              22.0猪肉背膘                            18.3猪肉皮糜                            7.0水                                  28.6盐                                  2.0调料混合物                          0.4碳水化合物(右旋糖，玉米糖浆固体)    3.0防腐剂                              0.1
配方2组分                             重量百分比功能性食品组分组合物
-粗大豆蛋白原料                 4.6
-三缩聚磷酸钠                   0.5牛肉90/10                           7.5猪肉下脚料70/30                     10.0猪肉背膘5/95                        16.8猪肉皮糜50∶50                      19.9机械脱骨鸡肉                        15.8水                                  22.8盐                                  2.0调料                                0.02色素                                0.03防腐剂                              0.05
功能性食品组分组合物和肉原料可形成肉糜产品，方法是通过混合或剁碎肉原料、功能性食品组分组合物和水一起形成肉糜并且将肉糜添入肠衣。在上述设置的范围内选择一定量肉原料、水和功能性食品组分组合物，将其一起加入混合或剁碎筒体中，并与任何附加的所需组分如风味剂、色素和防腐剂混合。然后混合物的混合是通过搅拌、搅动或混合混合物一段时间，以足以形成均一的肉糜，从包含肉蛋白的细胞中将其提取出来。另外，在每个在先的组分完全混合进混合物后，能分别地加入组分，例如，能将水和肉原料完全混合，在均一地混合肉原料、水后，将食品组分组合物加入并混合到混合物中，并且将其它的组分加入并混合到混合物中，将食品组分组合物一起均匀混和。
用于搅拌、搅动或混合混合物的常规方法可以用于实行混合。优选的用于混合肉糜的方式包括切刀转鼓，其用刀具剁碎在混合物中的原料，和混合器/乳化器，其磨碎在混合物中的原料。优选的切刀转鼓是Hobart食品刀具型号为84142的刀具，速度为1725rpm。
在将混合物混合以形成肉糜后，肉糜可用于制备肉产品。可将肉糜用于填充原料肉肠衣以形成香肠、牛肉香肠和相似的产品。优选将原料肠衣装入冰水约30分钟，并且然后烹制以形成肉产品。可使用任何常规的用于烹制肉的方法来烹制原料肠衣，并且优选在从约70℃到约90℃的内部温度下烹制。优选通过将肠衣在优选地约80℃热水中加热到内部温度约70℃-80℃来烹制原料肠衣。最优选在水釜蒸锅中烹制原料肠衣。
相对于用商品粗大豆蛋白原料如大豆粉末、大豆粗粉、大豆粗粒和大豆絮片形成的肉糜来说，含有功能性食品组分组合物的最终肉糜产品具有改良的硬度、质构、弹性和咀嚼性，并且具有比得上用精大豆蛋白原料(如大豆蛋白分离物和大豆蛋白浓缩物)形成的肉糜特性。在含有较低和中等量肉的(很少结构功能性的肉)的肉糜中，含有功能性食品组分组合物的肉糜产品显示了明显的压缩稳定性，表明通过食品组分组合物形成坚固凝胶。
另一个特别优选的功能性食品组分组合物的应用是奶油浓汤。功能性食品组分对汤提供了很大的粘度，扮演了乳化剂的角色，并且对汤提供了所需的质构。
下列实旋例说明了本发明的新大豆原料功能性食品组分组合物和用于生产新粗大豆蛋白原料的方法。这些实施例意在说明新大豆原料功能性食品组分组合物的作用和效能，并且不应该解释为对本发明范围的限制。实施例1
制备一种本发明的新粗大豆蛋白原料功能性食品组分组合物。将50磅可商购获得的商品大豆絮片与200磅水在约85℃下在搅拌混合罐中混合。将水和大豆絮片在混合罐中混合20分钟。通过一个反应器管道在每分钟12磅的流率下将最终的大豆原料浆液在约154℃下喷气蒸煮约9秒钟，使大豆原料浆液中大豆蛋白部分变性和重排。通过从喷气蒸煮反应器管道将浆液排出到真空室(压力约24mmHg，温度约54℃)将浆液闪蒸。通过喷口雾化器在进料压力3500磅/平方英寸下利用喷雾干燥将闪蒸后的大豆原料的浆液干燥，并且排出温度约90℃。从喷雾干燥器收集7磅新大豆原料(在下文中为“CV大豆原料”)。
实施例2
制备一种本发明的新粗大豆蛋白原料功能性食品组分组合物。将50磅低棉子糖、低水苏糖、高蔗糖的大豆絮片与200磅水在约83℃下，在搅拌混合罐中混合。将水和大豆絮片在混合罐中混合20分钟。通过一个反应器管道在每分钟12磅的流率下将最终的大豆浆液在约152℃下喷气蒸煮约9秒钟，使大豆原料浆液中大豆蛋白部分变性和重排。通过从喷气蒸煮反应器管道将浆液排出到真空室(压力约24mmHg，温度约50℃)将浆液闪蒸。通过喷口雾化器在进料压力3500磅/平方英寸下利用喷雾干燥将闪蒸后的大豆原料的浆液干燥，并且排出温度约90℃。从喷雾干燥器收集26磅新的低棉子糖、低水苏糖、高蔗糖的大豆原料(在下文中为“HS大豆原料”)。
实施例3-蛋白含量
测定上述实施例1和2中生产的CV和HS大豆原料的大豆蛋白含量，并且与如下商品比较：Cargill豆粉20(“豆粉20”)，可商购自Cargill公司的高热处理的商品大豆粉末，Cargill豆粉90(“豆粉90”)，可商购自Cargill公司的用最小热处理以提高蛋白质溶解度的商品大豆粉末，和Arcon S，可商购自Decatur,Illinois，的Archer Daniels Midland公司的大豆蛋白浓缩物。将CV和HS大豆原料(各1克)，豆粉20和90(各0.8克)，和Arcon S蛋白浓缩物(1克)分别称重到凯氏烧瓶中，同时加入催化混合物(16.7克K2SO4,0.6克TiO2,0.01硫酸铜和0.3克沸石)和30ml浓硫酸。通过将烧瓶放入热水浴中(偶尔翻转烧瓶)将烧瓶中内含物消化45分钟。消化完成后，每个烧瓶中加入300ml水，并且将烧瓶冷却到室温。将氢氧化钠溶液(sp.gr.1.5)加入到每个烧瓶中使消化液呈强碱性。将蒸馏水和标定的0.5N盐酸加入每个样品接收瓶的馏出液中(50mlHCl溶液用于CV、HS和ArconS样品，35mlHCl溶液用于豆粉20和90样品)。然后将消化后的溶液蒸馏，直到接收瓶中收集150ml的馏出液。用甲基红作指示剂用0.25N的NaOH溶液滴定每个接收瓶的内含物。从碱性滴定剂的需要量来确定样品的总氮量，并且在上述的定义部分提供了公式用于计算氮含量。蛋白质含量是总氮量×6.25。在下表1中示出了蛋白质含量测定的结果。
表1
CV大豆原料 HS大豆原料 豆粉20 豆粉90  Arcon S
蛋白质含量(％) 54.5 54.5 51.8 52.4  71.5
豆粉20和豆粉90含有典型的大豆粉蛋白质内含物，Arcon S含有的蛋白质水平大于65％(重量份)，显示了用来形成大豆蛋白浓缩物的更充分的加工。CV和HS大豆原料含有的大豆蛋白少于65％(重量比)，并且大约接近豆粉中的大豆蛋白含量。
实施例4-氮溶解指数
测定说明CV和HS大豆原料、豆粉20、豆粉90和Arcon S大豆蛋白浓缩物的氮溶解指数以确定蛋白原料的相对溶解性。在0-100％数值范围上，低氮溶解指数说明低蛋白溶解性，高氮溶解指数说明高蛋白溶解性，这是因为蛋白质溶解性与氮溶解性成比例。从上述实施例3中测定样品的总氮量和每个样品的可溶性氯中，测定CV和HS大豆原料、豆粉20、豆粉90和Arcon S大豆蛋白浓缩物的氮溶解指数(“NSI”)。通过将样品(5克CV、HS和Arcon S样品，3.5克豆粉20样品，和4克面粉90样品)与200毫升蒸馏水混合30℃下，在120rpm下搅拌2小时，并且进一步加入蒸馏水将每个样品稀释到250毫升，测定每个样品的可溶性氮含量。将每个样品倒出40毫升并且在1500rpm下离心10分钟。分析每个样品的25毫升等量的上层清液的氮含量，方法是通过分别将等份放入凯氏烧瓶。同时加入催化混合物(16.7克K2SO4,0.6克TiO2,0.01硫酸铜和0.3克浮石)和30ml浓硫酸。通过将烧瓶放入热水浴中并且偶尔翻转烧瓶将烧瓶中内含物消化45分钟。消化完成后，每个烧瓶中加入300ml水，并且将烧瓶冷却到室温。将氢氧化钠溶液(sp.gr.1.5)加入到每个烧瓶中使消化液呈强碱性。将蒸馏水和标定的0.5N盐酸加入每个样品接收瓶的馏出液中(对全部样品使用25ml的HCl)。然后将消化后的溶液蒸馏，直到接收瓶中收集150ml的馏出液。用甲基红作指示剂用0.25N的NaOH溶液滴定每个接收瓶的内含物。从碱性滴定剂的需要量来确定样品的可溶性氮量，并且在上述的定义部分提供了公式用于计算氮含量。氮溶解指数是由样品的总氮量和样品的可溶性氮含量确定的，根据公式：氮溶解指数=100×[可溶性氮含量(％)/总氮量(％)]。在下表2中示出了结果。
表2
CV大豆原料 HS大豆原料 豆粉20 豆粉90  Arcon S
蛋白质含量(％) 47.5 44.3 44.4 85  61.0
CV和HS大豆原料的氮溶解指数示出这些原料在原料中大豆蛋白部分变性的结果下，在水溶液具有中等的大豆蛋白溶解性。通过如上所述部分变性和重排的大豆蛋白的凝聚，CV和HS大豆原料的中等溶解性促进凝胶的形成。豆粉20和Arcon S大豆蛋白浓缩物的NSI说明了豆粉20和Arcon S在水溶液中也具有中等溶解性。豆粉90的NSI示出了豆粉90中的蛋白质在水中是易溶的，并且主要可能是未经变性的其原本的球形形式。
实施例5-盐容指数
测定说明CV和HS大豆原料、豆粉20、豆粉90和Arcon S的盐容指数。盐容指数度量样品中在含盐(氯化钠)的水溶液中是可溶的蛋白质的量。盐容指数对于包含蛋白质的食品组分是一个重要的量度，由于不能将食品组分中的蛋白质制成在大量盐出现时不溶解，其被用于含盐的食品体系中(例如，肉糜)。否则食品组分将导致食品具有砾质口感，并且可能失去凝胶或乳液形成的功能性。在0-100％数值范围上，测定盐容指数。其中低盐容指数(＜25％)说明在盐溶液中蛋白质不溶解或低蛋白质溶解性，高盐容指数说明在盐溶液中高蛋白质溶解性。
制备5个样品，方法是通过在每个样品中将0.75克氯化钠与150毫升30℃去离子水混合，直到盐完全溶解在水中。将5克CV和HS大豆原料加入到单独的样品中，并且将5克Arcon S加入另一个样品中，将4克豆粉20加入另一个样品中，将4.3豆粉90克加入到最后的样品中。在7000rpm下于混合室中将每个样品混合，以混合大豆蛋白原料和样品的盐溶液。将50毫升的去离子水加入到每个样品中并且在30℃120rpm下搅拌样品60分钟。用去离子水将样品进一步稀释到总体积250ml，并且将样品进一步混合。将45毫升的每份样品在500×g下离心10分钟。用滤纸过滤上层清液来收集每一样品的上层清液。将等量份分别放入凯氏烧瓶中，同时加入催化混合物(16.7克K2SO4,0.6克TiO2,0.01硫酸铜和0.3克浮石)和30ml浓硫酸，通过分析25ml等份的每一样品的蛋白质含量来确定每一样品上层清液中蛋白质含量。通过将烧瓶放入热水浴中并且偶尔翻转烧瓶将烧瓶中内含物消化45分钟。消化完成后，每个烧瓶中加入300ml水，并且将烧瓶冷却到室温。将氢氧化钠溶液(sp.gr.1.5)加入到每个烧瓶中使消化液呈强碱性。将蒸馏水和标定的0.5N盐酸加入每个样品接收瓶的馏出液中(对全部样品使用25ml的HCl)。然后将消化后的溶液蒸馏，直到接收瓶中收集150ml的馏出液。用甲基红作指示剂用0.25N的NaOH溶液滴定每个接收瓶的内含物。从碱性滴定剂的需要量来确定样品上清液的蛋白质量，并且在上述的定义部分提供了公式用于计算蛋白质含量。盐容指数是根据如下公式确定：盐容指数(％)=(100)×(50)×[(可溶性蛋白质百分含量(在上层清液中)]/[总氮量百分比(干样品)]，其中干样品的总氮量百分比由上述实施例3的表1提供。在下表3中示出了结果。
表3
 CV大豆原料 HS大豆原料 豆粉20 豆粉90  Arcon S
蛋白质含量(％)  54.7 52.2 25.5 41.7  40.6
CV和HS大豆原料的盐容指数示出盐的存在不太影响原料中蛋白质的溶解性。但是对Arcon S原料略有影响，但不到导致原料中蛋白质变得不溶解或影响原料功能性的程度。盐的存在对豆粉20产生明显的影响，并且在盐存在时大大降低了蛋白质的溶解性。盐的存在也大大影响了豆粉90，蛋白质由非盐水性溶液体系中的基本上可溶变成盐存在时仅部分地溶解。
实施例6-凝胶重量
测定HS和CV原料、豆粉20和90原料和Arcon S的凝胶重量。在Hobart食品切割器中(型号84142，转速1725rpm)4.5分钟，通过将1000ml去离子水中每份200克的样品在20℃剁碎来形成每个原料的样品。在4.5分钟的总剁碎时间中，用样品将提前称重了的5液体盎司杯装满，并且刮掉杯顶的任何多余的浆液。将装满的杯侧面倾斜至位于水平面上杯柄高度上，这样杯的边缘略微超过杯柄的边。5分钟后，通过沿着杯顶边缘用直刀刃将已经倒出杯的浆液刮掉。擦掉任何留在杯外边的浆液，并且将留在杯中的浆液量称重。凝胶重量是杯重量和杯加凝胶重量之间的差异。结果在下面的表4中示出。
表4
 CV大豆原料 HS大豆原料 豆粉20 豆粉90  Arcon S
凝胶重量  108g 142g 4.3g 11g  138g
CV和HS大豆原料和Arcon S大豆蛋白浓缩物形成了大量的凝胶，其由凝胶重量说明。豆粉20和豆粉90不能形成大量的凝胶。CV和HS大豆原料的凝胶重量示出了这些原料在肉糜食品应用中用于提供结构，特别是考虑到具有少于65％的大豆蛋白含量之含大豆蛋白的原料，如豆粉20和豆粉90。
实施例7-冷冻凝胶强度
测定CV和HS大豆原料、豆粉20和90原料和Arcon S大豆蛋白浓缩物的冷冻凝胶强度。将每份原料540克与2160毫升水混合30秒以水合样品。然后将每种样品的浆液在型号为84142的Hobart食品切割器中(转速1725rpm)剁碎6分钟。从剁碎机中移出1300克每种样品浆液。将28克食盐加入剩余样品浆液并且将浆液与食盐一起再剁碎3分钟。将每个样品的盐浆液和无盐浆液分别装满两个307×113毫米的铝罐，并且然后将其密封。然后将每种样品的盐浆液和无盐浆液在-5℃到5℃下冷藏16到24小时。然后测定每个样品的盐浆液和无盐浆液的凝胶强度，其使用型号为1122具有36mm的圆盘探针的Instron通用测试仪，使用10001b负载池。校准Instron仅到全刻度负载为500磅，其具有压缩速度为5英寸/分钟和10英寸/分钟的图表速度。将每个凝胶放入Instron仪来测定凝胶强度，并且测定当将探针插入凝胶时的破凝胶点。通过Instron仪将破凝胶点记录在图表上。根据如下公式计算凝胶强度：凝胶强度(克)=(454)×(破凝胶所需的仪器的全刻度负荷)×[(记录的破凝胶点(在可能的100单位之外的仪器图表单元中))/100]。每种样品的盐凝胶和无盐凝胶凝胶强度在下表5中示出。
表5
凝胶强度 CV大豆原料 HS大豆原料 豆粉20 豆粉90  ArconS
无盐(克)     119     222     0     0  216
盐(克)     148     232     0     0  216
如上述结果所示，在冷冻的条件下，CV和HS大豆原料和Arcon S大豆蛋白浓缩物具有很大的凝胶强度。但是豆粉20和豆粉90太软以至无法测定其凝胶强度，并且不形成具有任何可应用凝胶强度的冷冻凝胶。
实施例8-粘度
用带有一个大环的Brookfield粘度剂测定CV和HS大豆原料、豆粉20、豆粉90和Arcon S大豆蛋白浓缩物样品的粘度。称重62.5克的每份样品并且与437.5毫升水混合。对每种样品分别量6克食盐，稍后加入每个样品的浆液中，以形成2％的盐浆液。用Servodyne混合器(设定为1000rpm)作用5分钟以将每个样品和水完全混合。在5分钟后，将精确的200克每种样品浆液移出并且放入不同的杯中。将6克食盐加入到剩余的300克每种浆液中并且再混合2分钟。然后用Brookfield粘度剂在25℃下测定每份种样品的粘度。每种样品的结果示出在下表6中。
表6
粘度(厘泊) CV大豆原料 HS大豆原料 豆粉20 豆粉90  Arcon S
无盐     620     1800     12     110     1260
盐     600     1600     13     58     920
在12.5％(重量比)的含大豆蛋白原料的水溶液中CV和HS大豆原料和ArconS大豆蛋白浓缩物在25℃下具有很大的粘度。高粘度的CV和HS大豆原料能在食品中，特别是在奶油浓汤中用作增稠剂。豆粉20和豆粉90大豆粉末在相似的条件下几乎没有提供粘度。
实施例9-水活度
测定HS大豆原料和豆粉20和豆粉90的水活度(AW)。低水活度说明在原料中具有相对少的能支持微生物的生长的游离水，所述游离水将导致原料的变质或能支持酶的活性，这能造成较差的风味。
用HS大豆原料、豆粉20和豆粉90将样品杯装到1/3到1/2盛满之间，并且将样品杯插入从Decagon Devices的AquaLab CX2的样品室中。将样品室门关上，并且通过AquaLab CX2用冷冻露点技术测定水活度。HS大豆原料、豆粉20和豆粉90的结果在下表7中示出。
HS大豆原料 豆粉20     豆粉90
水活度     0.2  0.39     0.37
HS大豆原料比豆粉20和豆粉90原料的AW低很多。
实施例10-水合能力
测定CV和HS大豆原料、豆粉20、豆粉90和Arcon S大豆蛋白浓缩物的水合能力。水合能力是一个在低速离心下原料能吸收和保持的水分最大量的直接量度。含大豆蛋白食品组分具有高水合能力是所需的。因为作为在肉糜中的组分能阻止肉烹制过程中所含水分的损失，含大豆蛋白食品组分中具有高的水合能力是所需的，由此对烹制的肉糜提供了更嫩的口感。具有高水合能力的含大豆蛋白食品组分作为奶油浓汤、肉汁、酸乳或调味液中的组分来增浓食品是所需的。
为了确定原料的水合能力，首先确定原料的固体含量。将每份5克的CV和HS原料、豆粉20、豆粉90和Arcon S到去皮重的水分皿上称重。将皿放在炉上并且在130℃下干燥2小时。然后在干燥器中将皿冷却到室温。将皿再次称重以确定无水样品的重量。根据下面公式计算样品的水分含量：水分含量(％)=100×[质量损失(克)/原始样品的质量(克)]。根据下面公式从水分含量计算样品的固体含量：固体含量(％)=5×[1-(水分含量/100)]。
然后测定每份4克的CV和HS原料、豆粉20、豆粉90和Arcon S并且作为样品。得到每个样品的离心试管的皮重，并且然后将样品分别放入各自的离心试管中。以2ml增量向每个样品中添加去离子水直到样品完全润湿。然后将样品在2000×g下离心10分钟。离心每个样品后立刻检查过量的水。如果样品中不含多余的水，则以2ml增量向每个样品中再添加去离子水直到样品完全润湿，并且然后将样品在2000×g下离心10分钟。将此过程重复直到每个样品含有过量的水。
然后将过量的水倒出，并且将试管和其内含物称重。用水合后样品的重量与4克的差除以4来计算每个样品的大约水合能力。然后每份样品准备4个离心试管，并且将4克的每个样品加入到4个试管里。将一定量的水加入到4个试管的每个样品中，其中用于第一个试管中的水体积等于(大约的水合能力×4)-1.5；第二个试管中的水量比第一个试管中多1ml，并且第三个试管中的水量比第二个试管中多1ml，第四个试管中的水量比第三个试管中多1ml。然后将4个样品的试管在2000×g下离心10分钟。检查离心试管以确定哪一个试管反映了水合能力-其中一个反映了水合能力的试管将含有少量的过量水，而其它的试管不含过量的水。根据下面的公式计算水合能力：水合能力(％)=100×[(具有过量水的样品中的加水量+没有过量水的样品中的加水量)/(样品的固体含量)×2]。样品的水合能力在下表8中示出。
表8
 CV大豆原料 HS大豆原料 豆粉20 豆粉90  Arcon S
WHC(％)     3.97     3.82  1.97  2.34  4.79
CV和HS大豆原料的水合能力明显比豆粉20和豆粉90的水合能力大，并且接近大豆蛋白浓缩物的水合能力。实施例11-胰蛋白酶抑制剂活性
测定CV和HS大豆原料、豆粉20、豆粉90和Arcon S大豆蛋白浓缩物的胰蛋白酶抑制剂活性。胰蛋白酶抑制剂活性指大豆原料中抑制胰蛋白酶活性组分的活性。在大豆食品组分组合物中低胰蛋白酶抑制剂活性是所需的，因为胰蛋白酶抑制与过度活动的胰腺活性和生长抑制相关。
根据上述定义部分中提供的方法来测定CV和HS大豆原料、豆粉20、豆粉90和Arcon S大豆蛋白浓缩物的胰蛋白酶抑制剂活性。结果在下表9中示出。
表9
 CV大豆原料 HS大豆原料 豆粉20 豆粉90  Arcon S
 TIU/mg     10.6     9.8 15.9 56.7     5.3
如表9所示，与Arcon S大豆蛋白浓缩物相类似，CV和HS大豆原料具有低胰蛋白酶抑制剂活性。CV和HS大豆原料比大豆粉末(包括高热处理的豆粉20)具有更低的胰蛋白酶抑制剂活性。申请人相信即使相对于经高热处理的大豆粉末而言，CV和HS大豆原料具有特别低的胰蛋白酶抑制剂活性，这是由于在大量水存在时热处理CV和HS大豆原料。水有助于对大豆原料中胰蛋白酶蛋白组分导热，由此有助于这些组分的变性和失活。实施例12-挥发性化合物的浓度
测定HS大豆原料中和豆粉20、豆粉90原料中与大豆原料的苦味、豆腥味相关的挥发性组分的浓度。将5克每份原料加入反应瓶中并且每个瓶中加入异丁酸乙酯内标准(Aldrich Cat.24,608-5)。然后立即用隔膜将每份样品的反应瓶密封并且用手用力摇晃15秒以使之混合，直到瓶中的浆液混合均一。将每份样品的反应瓶混合后立即将其放于80℃的通风炉中30分钟。在将样品放入炉中后将用于每个样品的洁净注射器放入炉中27分钟。从炉中拿出样品和注射器并且将每份5ml的样品分别注入带有火焰电离检测器Pekin-Elmer Sigma300气-液相色谱仪中。通过用GC/LC测量确定的仪器的峰值积分来测定挥发性化合物的浓度，以丁酸乙酯溶液作标准。结果在下表10中示出。
表10
 HS大豆原料(ppm) 豆粉20(ppm) 豆粉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     3463.0
2-庚酮     0     19.6     91.0
2-戊基呋喃     0     0     22.0
辛醛     0     0     32.3
如表10所示，相对于豆粉20和豆粉90，HS大豆原料具有低浓度的正戊烷、丁二酮、戊醛、己醛、2-庚酮、2-戊基呋喃和辛醛基团。
实施例13-STPP的作用
在前面实施例中检查的上述样品中CV和HS原料选定的物理特性，将其与含有了三缩聚磷酸钠(STPP)的CV和HS原料的物理特性相比较。分别如实施例1和2中描述的，STPP CV和HS大豆原料的形成方式与CV和HS原料相同，除了230克STPP与起始大豆絮片和含水浆液混合，且浆液含230磅水而不是200磅水。根据上述对于无STPP CV和HS原料的实施例的描述，进行试验来确定STPPCV和HS大豆原料的物理特性。在下表11中，将STPP CV和HS大豆原料的物理特性与无STPP CV和HS大豆原料的物理特性相比。
表11
CV大豆原料 STPP CV大豆原料 HS大豆原料 STPP HS大豆原料
蛋白质含量 54.5     55.0     54.5     52.5
NSI(％) 47.5     77.8     44.3     76.4
STI(％) 54.7     66.6     52.2     41.3
凝胶重量(克) 108     82.1     142     146.7
粘度(cps)无盐 620     1020     1800     2800
粘度(cps)2％盐 600     1180     1600     2800
WHC(％) 3.97     4.84     3.82     4.84
TIU/mg 10.6     13.8     9.8     10.3
向CV和HS大豆原料添加STPP明显增加了大豆原料的粘度和水合能力。STPP也明显增加了水溶液中大豆原料的蛋白质的溶解性，如相对于非STPP CV和HS大豆原料而言的STPP CV和HS大豆原料的NSI和STI值所示。因此，当在大豆原料用于食品组分的食品原料中这样的特性是所需的时，可向CV和HS大豆原料添加STPP。实施例14-合有大豆蛋白功能性食品组分的肉麇
用根据实施例13中所述的方法形成的STPP HS大豆原料来配制肉糜。以正确的重量百分比来测量下列组分，这样总肉糜重4000g。
组分 百分比(重量)     Wt(g)
功能性食品组分组合物
    -大豆蛋白原料     8.2     328.0
    -三缩聚磷酸钠     0.4     16.0
猪肉90     10.0     400.0
机械脱骨鸡肉(18％脂肪)     22.0     880.0
猪肉背膘     18.3     733.2
猪肉皮糜     7.0     280.0
水     28.6     1145.0
食盐     2.0     80.0
调味料混合物     0.4     14.4
碳水化合物(葡萄糖、固体玉米糖浆) 3.0     120.0
防腐剂     0.1     3.4
将猪肉90、机械脱骨鸡肉、猪肉背膘和猪肉皮糜在10℃温育过夜。然后将猪肉90和猪肉背膘在具有1/8英寸盘的研磨机中磨碎到1/8英寸。在具有真空和温度探针的Stephen切割器中在低速下将猪肉90、机械脱骨鸡肉、1/2水和1/2功能性食品组分剁30秒。加入剩余的组分，并且抽成真空同时在低速下剁30秒，然后在高速下剁碎组分，直到产品温度达到14℃。然后将剁碎的组分装入48mm宽、30cm长的PVDC盒中。将装满的盒放入冰水中至少30分钟，并且然后在80℃水釜蒸锅中烹制达到内部温度73℃。然后将烹制后的肉糜放在冰水中冷却。实施例15-用功能性食品组分形成的肉糜与用大豆蛋白浓缩物形成的肉糜的比较
将根据实施例14形成的肉糜与大豆蛋白浓缩物肉糜在质构的坚固性方面做比较。用大豆蛋白浓缩物形成两份肉糜，一个用Arcon S，并且另一个用大豆蛋白浓缩物Maicon，其可从Soya Mainz GmbH商购获得。用如实施例13中描述的相同方式形成大豆蛋白浓缩物肉糜，除了大豆蛋白浓缩物用功能性食品组分代替。
从每种肉糜-本发明的功能性食品组分肉糜以及Arcon S和Maicon取出8×1英寸的样品，并且在Instron Two Cycle TPA上估计样品的第一次压缩硬度。通过用一个盘压缩肉糜直到肉糜破碎，来测定第一次压缩硬度。肉糜破碎点是第一次压缩硬度。第一次压缩硬度说明了肉糜有多么硬，和肉糜的质构。每个样品内糜的结果在表12中示出。
表12
 STPP HS大豆原料     Arcon S     Maicon
第1次压缩硬度     5676g     7194g     4342g
STPP HS大豆原料肉糜在用更高蛋白质含量的大豆蛋白浓缩物第一次压缩硬度测试中表现很好。第一次压缩硬度测试说明STPP HS大豆原料能对肉糜提供需要的结构，尽管其与大豆蛋白浓缩物比较相对缺少蛋白质。
上述描述意在说明本发明，但不是限制本发明。因此，可以理解以上描述的实施方案对本发明的范围而言是说明性的而不是限制性的，本发明的范围由权利要球界定，其可根据专利法的原理(包括等同法则)解释。

Claims (11)

1．一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，在15℃到25℃的温度下在5流体盎司的5份水与1份粗植物蛋白原料(重量比)的混合物中，其中所说的粗植物蛋白原料形成具有至少30克凝胶重量的凝胶。
2．一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，当将5份水与1份粗植物蛋白原料(重量比)混合时，其中所说的粗植物蛋白原料形成具有至少50克冷冻凝胶强度的粗植物蛋白原料/水混合物。
3．一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，其中所说的粗植物蛋白原料具有从30％到80％的氮溶解指数，并且在15℃到25℃的温度下，当将7份水与1份粗植物蛋白原料(重量比)混合时，其中所说的粗植物蛋白原料形成具有至少500厘泊粘度的含水浆液。
4．一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，其中所说的粗植物蛋白原料具有从30％到80％的氮溶解指数，并且其中所说的粗植物蛋白原料具有至少为粗植物蛋白原料重量3.75倍的水合能力。
5．一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，所说的原料具有从30％到80％的氮溶解指数，并且具有从30％到80％的盐容指数。
6．一种功能性食品组分，该组分含有粗大豆蛋白原料，所说的原料选自大豆粉末、大豆粗粉、大豆粗粒和大豆絮片，所说的粗大豆蛋白原料：
(a)在15℃到约25℃的温度下，在5流体盎司的5份水与1份粗大豆蛋白原料(重量比)的混合物中，形成具有至少30克凝胶重量的凝胶；
(b)当将5份水与1份粗大豆蛋白原料混合时，形成具有至少50克冷冻凝胶强度的粗大豆蛋白原料/水混合物；
(c)具有从30％到80％的氮溶解指数；
(d)当将7份水与1份粗大豆蛋白原料(重量比)混合时，在15℃到25℃的温度下，形成具有至少500厘泊粘度的含水浆液；
(e)具有至少为粗大豆蛋白原料重量3.75倍的水合能力；和
(f)具有从30％到80％的盐容指数。
7．一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，其通过如下方法获得：用至少2份水对1份粗植物蛋白原料水合微粒状或絮片状粗植物蛋白原料，使所说的已水合的粗植物蛋白原料中包含的至少部分植物蛋白部分变性，干燥所说的已水合的、部分变性的粗植物蛋白原料，当与水混合时，其中所说的干燥的部分变性的粗植物蛋白原料有效地形成凝胶。
8．一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，其通过如下方法获得：用至少2份水对1份粗植物蛋白原料水合微粒状或絮片状粗植物蛋白原料，使所说的已水合的粗植物蛋白原料中包含的至少部分植物蛋白部分变性，并且干燥所说的已水合的部分变性的粗植物蛋白原料，其中所说的干燥的部分变性的粗植物蛋白原料具有从30％到80％的氮溶解指数，并且在将7份水与1份干燥的部分变性的粗植物蛋白原料混合时，其在15℃到25℃的温度下有效地形成具有至少500厘泊的粘度的含水浆液。
9．一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，其是通过如下方法获得的：用至少2份水对1份粗植物蛋白原料水合微粒状或絮片状粗植物蛋白原料，使所说的已水合的粗植物蛋白原料中包含的至少部分植物蛋白部分变性，并且干燥所说的已水合的部分变性的粗植物蛋白原料，其中所说的干燥的部分变性的粗植物蛋白原料具有从30％到80％的氮溶解指数，并且具有至少为已干燥的部分变性的粗植物蛋白原料重量3.75倍的水合能力。
10．一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，其是通过如下方法获得的：用至少2份水对1份粗植物蛋白原料水合微粒状或絮片状粗植物蛋白原料，使所说的已水合的粗植物蛋白原料中包含的至少部分植物蛋白部分变性，并且干燥所说的已水合的部分变性的粗植物蛋白原料，其中所说的干燥的部分变性的粗植物蛋白原料具有从30％到80％的氮溶解指数，并且具有从30％到80％的盐容指教。
11．一种含有粗植物蛋白原料的功能性食品组分，其是通过如下方法获得的：用至少2份水对1份粗植物蛋白原料水合微粒状或絮片状粗植物蛋白原料，使所说的已水合的粗植物蛋白原料中包含的至少部分植物蛋白部分变性，以形成所说的部分变性植物蛋白的聚合体，并且干燥所说的水合的部分变性的粗植物蛋白原料。
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