CN1615737A - 去除应用于饮料的大豆来源物质杂味的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种包含含去杂味大豆蛋白物质的含水液体的含大豆饮料。特别优选的饮料包括风味豆奶饮料和豆奶鲜果冻饮。

Description

去除应用于饮料的大豆来源物质杂味的方法
技术领域
本发明一般地涉及在各种食品，特别是饮料型产品中应用的大豆来源物质的工加过程。尤其是，本发明涉及一种去除大豆原料杂味的方法，以使它们可以更广泛地应用于食品，包括饮料。
背景技术
近年来，大豆蛋白由于食用它们得到的对健康的好处被越来越广泛地应用于食品中。在一些应用中，大豆原料的杂味不会引起人们反感。然而，在一些例如奶制品类似物、饮料等的应用中，大豆原料的杂味可能会阻止它们被消费者乐意接受。因此，为了扩大大豆原料的应用范围，本发明人希望找到一种减少大豆原料中杂味成份的方法。然而，没有明显的证据证明以前用于除去其它有机物中杂味成分的方法在处理大豆原料的过程中会取得成功。由于有机物组成复杂，必须通过实验来确定是否任何已知的处理方法可以得到满意的效果。
美国专利US4,477,480公开了一种以前使用过的纯化有机物的方法，其中专利人指出淀粉可以用碱处理以除去令人讨厌的杂味成份。在一个普通转让的美国专利US4,761,186中，使用超滤纯化淀粉。在两个例子中，杂味成分被从淀粉中除去，在专利’480中，通过溶解杂味成份以使它们可以从相对不溶的淀粉中洗去。在专利’186中，使用超滤将杂味成份作为可渗透性物质除去，同时不溶性的淀粉留在含水浆液中。相比之下，本发明从可溶性高分子量大豆蛋白中分离杂味成份。
有许多文章和专利涉及处理大豆原料以回收蛋白成分，同时减少杂味成分以使蛋白在食品中更容易被接受。然而，这些现有技术都不是专门针对去除杂味成分并获得尽可能多的蛋白质。一个例子是美国专利US4,420,425，其中大豆蛋白成分在pH7～11时溶解，优选在大约pH8时，使用截留分子量高于70,000的膜超滤后，通过喷雾干燥回收截留的大豆蛋白。在众多的大豆蛋白中，只有一部分蛋白质在低pH值时溶解，它们可以用截留分子量优选大于100,000的膜进行超滤得到，发现得到的产品的颜色和味道都有所改善。较高的截留分子量可以导致有用的蛋白质的损失。在另一个美国专利US5,658,714中，大豆粉浆的pH值调节到7～10的范围内以溶解蛋白质，然后通过超滤膜，肌醇六磷酸和铝可能以固体的形式截留。当没有给出膜的截留分子量时，可以设想孔径足够大以使可溶性蛋白质通过。这些专利还提到了大量其他人处理大豆原料的方法的讨论，但从没有教导或建议在超滤过程中控制pH。
在一组相关专利里，Mead Johnson公司公开了通过升高大豆原料含水组合物的pH值来溶解大豆蛋白的过程，并回收据说味道温和的蛋白质。该过程主要注重浓缩蛋白质，而不是除去杂味成分。在美国专利US3,995,071中，pH值升高到10.1～14(优选11～12)以溶解大豆蛋白，然后将pH值降低到大约6～10并用截留分子量为10,000～50,000道尔顿的膜进行超滤以截留蛋白质，同时去除碳水化合物和矿物质。在美国专利US4,072,670中，重点放在肌醇六磷酸盐和肌醇六磷酸的除去上，通过在pH值10.6～14、温度10～50℃时蛋白可以溶解而肌醇六磷酸盐和肌醇六磷酸不溶的特性将它们分离，并最终将溶液酸化至pH值大约4～5以沉淀大豆蛋白。在美国专利US4,091,120中，大豆蛋白在pH值小于10、优选7～9时溶解，使用超滤将蛋白质作为截留物分离，同时碳水化合物作为可渗透性物质通过膜。这些专利没有教导或建议在超滤过程中控制pH。
本发明人希望除去大豆原料中对颜色和味道起作用的化合物，这些化合物干扰大豆在某些食品如饮料、乳品类似物等食品中的应用。他们发现可以使用下面将要描述的方法成功地处理大豆来源物质，回收基本上全部蛋白质并去除产生不希望的颜色和味道的化合物。而且，通过在超滤过程中将pH值控制在大约9～12的范围内，可以得到功能特性改善的去除杂味的大豆物质。因此，这种产品适合应用于很多食品。
发明内容
广泛地说，本发明是一种制备大豆浓度大约为1～20％的含水大豆组合物的过程，该过程通过调节pH值使蛋白质成份溶解，并去除杂味化合物。然后该组合物在维持pH的条件下进行超滤，超滤膜能够截留大豆的基本上全部蛋白质成份，同时以可渗透物的形式除去杂味物质。
通过本方法制备的去杂味大豆物质非常适合用于奶制和非奶制饮料、鲜果冻饮(smoothies)、健康饮料、甜食类产品、营养面包、奶酪、奶酪类似物、奶质和非奶质酸奶、肉类和肉类类似物、谷类食品、烘烤类食品、小吃等。特别适合的饮料包括去杂味豆奶、使用去杂味豆奶的风味豆奶(如巧克力豆奶、香草豆奶等)，和鲜果冻饮(特别是水果鲜果冻饮)。这些优选的饮料一般通过混合本发明描述的方法制备的去杂味豆奶和一种甜味剂制备而成(同时加入其它需要的成份，包括如香料、营养添加剂、水果等)，然后将混合物均质化以得到希望得到的去杂味豆奶饮料。
在一个实施例中，本发明提供一种含有大豆的饮料，它包含含有去杂味大豆蛋白物质的含水液体，其中去杂味大豆蛋白物质通过下述方法制备：
(a)制备含有可溶大豆蛋白、杂味化合物和不溶物质的大豆原料含水组合物；
(b)通过调节(a)中含水组合物的pH值至大约9～大约12的范围以溶解大豆蛋白，同时释放杂味化合物；
(c)在合适的超滤条件下将(b)中调整过pH值的含水组合物邻近截留分子量不超过大约50,000道尔顿的超滤膜运动，同时维持pH在大约9～12的范围内，使杂味化合物通过超滤膜，因此去除大豆原料的杂味并截留基本上全部可溶性大豆蛋白；和
(d)回收超滤膜截留的溶解的大豆蛋白，其中回收的溶解的大豆蛋白是去杂味的大豆蛋白物质。
在另一个实施例中，本发明提供一种制备含大豆的饮料的方法，该饮料包含含去杂味大豆蛋白物质的含水组合物，所述方法包括
(1)制备去杂味大豆蛋白物质和一种甜味剂的含水混合物，和
(2)均质含水混合物以形成含有大豆的饮料；
其中去杂味大豆蛋白物质通过包括下述步骤的方法制备：
(a)制备含有可溶大豆蛋白、杂味化合物和不溶物质的大豆原料含水组合物；
(b)通过调节(a)中含水组合物的pH值至大约9～12的范围以溶解大豆蛋白，同时释放杂味成份；
(c)在合适的超滤条件下将(b)中调整过pH值的含水组合物邻近截留分子量不超过大约50,000道尔顿的超滤膜运动，同时维持pH在大约9～12的范围内，使杂味化合物通过超滤膜，因此去除大豆原料的杂味并截留基本上全部可溶性大豆蛋白；和
(d)回收超滤膜截留的溶解的大豆蛋白，其中回收的溶解的大豆蛋白是去杂味的大豆蛋白物质。
从一方面来说，本发明是一种去除大豆来源物质如豆奶、大豆面粉、大豆浓缩物，和大豆蛋白分离物中杂味的方法，该方法包括制备含有杂味化合物的大豆原料的含水组合物，调节pH值至大约9～12的范围以溶解大豆原料中的蛋白并释放杂味成份，然后将调节过pH值的组合物邻近有孔且截留分子量不超过大约50,000道尔顿的超滤膜运动，同时维持pH值在大约9～12的范围内，这样可截留基本上全部蛋白质成份，同时产生杂味的化合物通过膜孔而被除去。
在另一方面，本发明包括用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等碱调节pH值至大约9～12的范围内，以使蛋白质成份溶解并释放杂味化合物，使通过超滤分离这些化合物成为可能。重要的是，在超滤过程中维持pH值在大约9～12范围内。
在一个实施例中，本发明是一种在连续过程中去除大豆原料杂味的方法，其中调节过pH值的大豆原料含水混合物邻近超滤膜运动以分离杂味成份。超滤过程中通过添加适量合适的pH调节剂(通常是碱)使pH值维持在大约9～12的范围内。含有杂味成份和水的可渗透性物质邻近反相渗透膜运动以使可渗透性物质脱水，分离的水循环加入循环的截留物和新的调节过pH值的大豆原料中。一部分截留物被连续除去，回收去杂味的大豆原料。
在一个优选的实施例中，本发明是一种分批或半连续去除大豆原料杂味的方法，其中调节过pH的大豆原料含水混合物邻近超滤膜运动，可渗透性物质被分离后回收杂味成份，截留物循环添加到新鲜的调节过pH值的大豆原料中。周期性地或连续地添加水，以取代随可渗透性物质损失的水，同时在结合物流中以预定水平调节大豆原料的浓度。如果需要的话，可以在循环的截留物中加入pH调节剂(如，一种碱)或水来控制超滤过程中的pH至需要的范围内。该过程继续直至去除了所有杂味化合物。
在另一个优选的实施例中，本发明提供一种制备去杂味大豆蛋白物质的方法，该方法包括：
(a)制备含有可溶性大豆蛋白、杂味化合物和不溶性物质的大豆原料的含水组合物；
(b)通过调节(a)中含水组合物的pH值至大约9～12来溶解大豆蛋白，并释放杂味化合物；
(c)从(b)中调节过pH值的含水组合物中除去不溶性物质，得到处理过的含水组合物；
(d)在合适的超滤条件下将(c)中的处理过的含水组合物邻近截留分子量不超过大约50,000道尔顿的超滤膜运动，同时维持pH值在大约9～12范围内，使杂味化合物通过膜，因此去除了大豆原料的杂味，同时截留基本上全部溶解的蛋白质；和
(e)回收超滤膜截留的溶解的大豆蛋白以获得去杂味的大豆蛋白物质。
本发明方法中使用的超滤膜的截留分子量不超过50,000道尔顿，优选1,000至50,000，更优选大约10,000且优选聚醚砜或陶瓷膜。
附图说明
图1.大豆杂味特征的强度图
图2.去杂味豆奶与对照品比较的强度图
图3.另一组大豆杂味特征的强度图
图4.去杂味大豆浓缩物和对照品与图3中样品比较的强度图
图5.去杂味大豆浓缩物和对照品的强度图
图6.去杂味大豆样品和对照品中杂味化合物浓度的变化图
图7.去杂味大豆样品和对照品中杂味化合物浓度的变化图
图8.一种使用本发明的过程的方块图
图9.大豆分离出的杂味特征的强度图
图10.去杂味大豆分离物与对照品比较的强度图
图11.一个优选的制备去杂味大豆蛋白物质的实施例的方块图
优选的实施例
大豆来源的物质.大豆是油料和本发明中蛋白的有价值的来源。大豆含有大约40％蛋白，这些蛋白超离心后被分为2s、7s、11s、15s(参见美国专利US4,420,425)。这些部分可能也包含其它物质，且它们分子量的范围很宽，从3,000～600,000。众所周知，大豆产品有不愉快的气味和味道，这种味道应该被除去以使大豆原料更广泛地应用于食品中。人们相信，脂肪氧化酶催化某些多不饱和脂肪酸氧化，产生的过氧化氢降解成挥发性羰基化合物，与大豆来源物质中令人讨厌的气味和味道有关。下面的实施例10中的表C列出了一些与大豆杂味有关的化合物。
大豆来源物质的蛋白成分被认为是食品应用中有价值的部分，而可溶性碳水化合物却是不希望得到的。从大豆蛋白部分中去除它们是许多回收蛋白质过程的目的。
肌醇六磷酸盐也是大豆蛋白中不希望得到的化合物。这些化合物是肌醇六磷酸的钙-镁-钾盐。这些化合物被认为螯合金属离子并不容易被人体吸收。它们被认为结合大豆蛋白并干扰消化。如上所述，去除肌醇六磷酸盐成为涉及大豆来源物质的领域中技术人员的目标。
超滤膜.过滤用于分离许多物质。在本发明中，使用超滤除去大豆来源物质的杂味化合物。重要的是，在超滤过程中大豆来源物质的pH值应该维持在大约9～12的范围内。超滤试图除去粒径在10～1,000埃(0.001～0.1μm)范围内的粒子，通常相当于分子量在10,000～1,000,000范围内的粒子，也可能被这些高分子量粒子的形状影响。大豆蛋白分子量范围在大约3,000～600,000之间。选择的膜应该可以使所有大豆蛋白或只有部分选择的蛋白通过。在本发明中，大豆蛋白在选择的操作条件下被超滤膜截留，同时低分子量的杂味化合物通过膜并被分离，这样就改善了截留的大豆蛋白和其它相关固体的颜色和味道。
一种聚合物超滤膜可以被定义为各向异性(不均一的)的层。一面是包含决定可以通过膜的分子粒径的小孔的表面层。支持表面层的是一直延伸到另外相反一面的多孔有弹性的结构。这些膜通常通过聚合物在水浴中凝结制备。使用的典型的聚合物包括聚砜、纤维素酯、聚(二氟乙烯)、聚(二甲苯醚)、聚(丙烯腈)，这些都可以被制成膜。通常，这些膜被装配为成束的空心管，使将要过滤的溶液得以通过这些膜。另外一种选择是，可以应用平面膜和螺旋的设计。在商业应用中，为了便于低分子量化合物通过膜而施加压力。这些膜必须可以承受施加的压力，因此很重要的一点是使多孔弹性的支撑结构均一，以避免破坏表面层和绕过膜。
除了刚才描述的聚合物膜，其他材料也可用于制备超滤膜，如陶瓷、烧结金属、和其他无机原料。本发明不受各种特定种类膜的限制。通常，膜必须可以使分子量小于1,000道尔顿的杂味化合物通过。更重要的是，膜必须可以截留基本上全部溶解的大豆蛋白。这样，本发明的膜的截留分子量不超过大约50,000道尔顿，优选大约1,000～50,000，更优选10,000～30,000。
过程.本发明的过程包括下列步骤：
(1)制备大豆来源物质的含水混合物；
(2)加碱升高含水混合物的pH值至大约9～12以使大豆蛋白
溶解并释放杂味化合物；
(3)维持pH在大约9～12范围内的条件下，将调节过pH值的混合物邻近截留分子量不超过大约50,000的超滤膜运动，将杂味化合物作为可渗透性物质除去，同时移除截留的大豆蛋白和其他大豆物质；并且
(4)中和截留物并回收大豆蛋白。
各种类型的大豆原料都可作为食品中使用的大豆来源。这样，含有蛋白的大豆原料被混合制备含水混合物，通常是含有大豆固体的浆液。食品中需要蛋白成分，但是如上讨论，人们相信必须释放所包含的杂味化合物以使它们可以被分离。杂味化合物的分离在同时溶解有蛋白和杂味化合物的含水混合物中进行。含水混合物中大豆原料的浓度可以在大约1～20％的范围内。通常，调节pH值后的大豆原料的浓度在接下来的超滤步骤中随着水作为可渗透性物质被除去而可能发生变化。水可以通过周期性或连续性补加。例如，在渗滤中以分批或半连续过程逐步添加水稀释截留的蛋白质。
如实施例中可以看到的，如果想要除去杂味化合物，第二步很重要。向含水混合物中加碱使pH值达到大约9～12以溶解大豆蛋白。通常，人们发现，要溶解所有蛋白pH值要达到9，然而pH值大于12时可能导致不希望发生的蛋白降解。虽然理论上可以使用任何碱，但是优选氢氧化钠或钾，尤其是氢氧化钾。其它可以使用的碱有氢氧化钙、氢氧化镁和氨水。人们相信，溶解大豆蛋白可以改变蛋白的形状，从某种角度来说导致释放杂味化合物，这些杂味化合物在中性或酸性溶液中可能与大豆蛋白结合或被包裹。杂味成分的分子量与大豆蛋白相比相对较低，可以通过超滤膜孔，而基本上全部溶解的大豆蛋白太大而被截留。重要的是，超滤/渗滤过程中pH值应维持在刚才描述的范围内(即，大约9～12)，以去除尽可能多的杂味化合物。
第三步可以用与实施例1-5中实验室试验相似的分批方法进行，其中杂味化合物和水通过膜且被流水去除。然而，在本发明过程的商业应用中，调节过pH值的含水混合物可以邻近超滤膜连续循环。既然水、碱性和杂味化合物作为可渗透性物质通过膜并被除去，必须额外添加水来维持大豆原料达到所希望的浓度，这将会降低含水混合物的pH。通过将可渗透性物质脱水来增加水，将回收的水循环应用于进料系统。在超滤溶液、其它任何循环的含水原料和补充水的过程中，可以加入pH调节剂(如碱)以将pH值维持在希望的范围内(如大约9～12)。
除去杂味成分后(即，超滤过程完成后)，可以通过收回产品并添加酸以达到希望的pH值来进一步中和过滤的溶液。调节pH后，大豆蛋白和其它物质的含水混合物可以直接应用于食品，或者可以按要求浓缩或干燥。
通过超滤使大豆原料去杂味的过程可以通过各种方式实施。超滤/渗滤过程中维持pH值在大约9～12范围内，优选大约9.5～10.5范围内。下面将要描述的两种方法是连续过程和分批过程(包括半连续方式)。我们希望商业上使用分批或半连续方式，它们更适合生产食品级的大豆产品。图8表示了连续过程的一般过程。在连续过程或分批过程中，调节大豆原料含水混合物的pH值以溶解大豆蛋白并释放杂味化合物，然后邻近超滤膜运动使低分子量的杂味物质和水通过膜孔(可渗透性物质)，剩下高分子量大豆物质(截留物)进行循环。一部分截留物可以作为去杂味产品回收，其中大豆物质可以按最终的需求回收。添加水以取代随可渗透性物质损失的水，并为供给超滤膜的原料流提供恒定浓度的大豆物质。虽然对本过程不是必须，但图8的过程包括通过反相渗透膜从可渗透性物质中回收一部分水的附加过程，以使其循环加入截留物和新鲜大豆原料。该步骤的优点是减少了在该过程中必须添加的而在浓缩可渗透性物质时又必须去除的新鲜水的用量。当然，大豆来源物质的pH值可以通过向该过程中循环水或新鲜水中添加合适的碱，或直接按需添加碱使pH值维持在需要的范围内。
在分批过程中，如下面实施例6-8所述，一批大豆原料放置于容器中，调节pH值，供应给超滤膜。可渗透性物质被分离，将截留物返回容器。当过程进行时，大豆蛋白被从低分子量杂味成分和水中分离出来，并且按照需要可以将大豆蛋白进一步浓缩。定期向截留物中加水进行稀释，从而为杂味化合物提供一种载体使其随水通过膜。在半连续过程中，以水随可渗透性物质被除去的速度同样的速度连续添加水。这个过程继续到除去所有杂味化合物且截留物被充分去杂味从而可以作为产品按最终需求进行进一步加工。分批或半连续过程还可以包括浓缩可渗透性物质，用图8显示的相似的方法循环利用分离的水。超滤/渗滤过程中的pH值维持在大约9～12的范围内，优选大约9.5～10.5的范围内。
超滤膜可以通过使膜两边产生一定压力差的方法而进行操作，这样有助于杂味化合物、水和其它可以通过膜孔的物质的迁移，同时这种压力应不能超过膜所能承受的物理强度。这些膜的典型平均压力是大约50psi(345kPa)。跨膜压力(进入穿过膜)可以是大约15psi(103kPa)。当然，这些压力可以因膜的特性和其它操作条件而变化。原料流的流速可以为大量去除可渗透性物质提供足够的保留时间，但是也要足够高以提供扰动从而避免膜壁上沉积的固体阻碍原料流接触膜孔。该领域技术人员可以通过常规实验决定适合被分离原料的具体操作参数。
在一个优选的实施例中，本发明提供一种制备去杂味大豆蛋白物质的方法，该方法包括：(a)制备含有可溶大豆蛋白、杂味化合物和不溶物质的大豆原料含水组合物；(b)通过调节(a)中含水组合物的pH值至大约9～12范围内以溶解大豆蛋白并释放杂味化合物；(c)从(b)中调节过pH值的含水组合物中去除不溶物质以获得处理过的水溶液；(d)在合适的超滤条件下将(c)中处理过的组合物水溶液邻近截留分子量不超过大约50,000道尔顿的超滤膜运动，同时维持pH值在大约9～12范围内，使杂味化合物通过膜，因此去除了大豆原料的杂味并截留基本上全部溶解的大豆蛋白；和(e)回收超滤膜截留的溶解的大豆蛋白以获得去杂味大豆蛋白物质。美国专利申请序列号(Docket77022)的申请中更加详细地描述了这个优选的实施例，该申请与本申请在同一天被提出，在此作为参考并入。
图11描述了这个优选的实施例，其中大豆蛋白水溶液的pH值调节至大约9～12。调节过pH值的水溶液通过处理去除不溶物质。可以使用任何常规的技术(如过滤，倾析，离心等)。优选地，不溶物质通过离心去除。商业上可行的连续离心机非常适合半分批或连续过程中的这种分离。在一个特别优选的实施例中，调节过pH值的液体要经过至少两次去除手段(如离心)，以便于促进或更完全地去除不溶物质。处理过的上清液然后通过超滤，优选与渗滤结合，以除去通常与大豆结合的杂味成份。超滤过程中，大豆来源物质的pH值应该维持在大约9～12范围内。超滤后，使用可食用酸(如，柠檬酸)把pH值调节到中性。去杂味大豆蛋白溶液可以直接使用或可按需要将其转化为固体形式。可以使用任何常规脱水技术。通常优选喷雾或冷冻干燥技术。
去杂味大豆产品.由本方法制备的去杂味大豆物质非常适合乳质和非乳质饮料、鲜果冻饮、健康饮料、奶酪、奶酪类似物、乳制和非乳制酸奶、肉类和肉类类似物、谷类食品、烘烤产品、小吃等食品。特别优选的饮料包括去杂味豆奶、风味豆奶(如巧克力豆奶、香草豆奶等)、和鲜果冻饮(特别是水果鲜果冻饮)。这些优选的饮料通常通过混合利用上述方法制备的去杂味豆奶和一种甜味剂(还包括其它所需的成分，如香料(如，可可粉、香草、巧克力、牛奶等)，营养添加剂(如，维生素、矿物质等)，水果，着色剂，缓冲盐，加工助剂(如，胶质、乳化剂等)等)，然后均质得到的混合物以获得希望的去杂味豆奶饮料。通常，这些可选成分的含量在大约0～5％。
制备本发明饮料使用的一般基本组成包括，利用上述方法制备的去杂味豆奶和甜味剂。通常基本组成包括大约0.1～25％甜味剂，优选大约5～15％甜味剂。可以用来制备本发明饮料的甜味剂包括天然和人工甜味剂。这些甜味剂的例子包括天然糖如蔗糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖、高果糖玉米糖浆、和乳糖和人工甜味剂如糖精、天冬氨酰苯丙氨酸甲酯、安赛蜜、和三氯蔗糖。当然，如果需要也可以使用其它食品工业常用甜味剂。
优选的基本组成，包括任何希望的添加剂，被均质化以确保得到稳定且均一的混合物。通常，可以用任何常规均质过程和设备进行均质化。合适的均质压力包括，如大约500～1000psi。如果需要也可以使用静态均质化过程和设备。
本发明特别优选的饮料包括使用去杂味豆奶制备的风味饮料和鲜果冻饮。下面的实施例16，17给出了这些优选的饮料。
除非有其它说明，所有的百分比都是重量百分比。
实施例1.大豆蛋白分离物(Protein technology International(PTI)；St.Louis，MO)用自来水水合以使浓度为10％。含水组合物用磁力搅拌器混合直到所有大豆蛋白分离物完全分散。混合物的pH值用氢氧化钠调节到11.0。然后，将调节过pH值的组合物放置于孔径为3500分子量的透析管(Spectrum，Inc)，自来水流过透析管外侧大约4小时；透析过程中pH值保持大于9。将透析管中截留的组合物倒入玻璃烧杯，中和，评价气味和口味。进行透析后的组合物和用同样方法处理但pH值为6.7的样品和另外一个既没有透析也没有调节pH的样品进行比较。通过几个人进行的盲视评价显示只有调节过pH值并透析过的样品有显著改善的口味和气味。
实施例2.将豆奶(Devansoy Farms，Carrol，Iowa)制成10％的含水组合物，进行相似的试验，然后如实施例1中调节pH并透析过夜。处理后，样品的pH值是8.8且气味和口味得到显著改善。
实施例3.将大豆浸泡、漂白然后磨碎并从大豆粉中分离制得豆奶，重复实施例2。如前所述调节pH值和透析后，发现豆奶的口味和气味得到显著改善。
实施例4.使用孔径为6000分子量的透析管重复实施例3，得到相似的结果。
实施例5.用干大豆面粉(Cargill)重复实施例2。大豆面粉加水至10％，然后如前所述调节pH值。透析过夜后透析管中保留组分的pH值为8.7，且气味和口味得到显著改善。
实施例6.在一个大混合罐中装入33磅(15kg)含有15％固体的Sun Rich豆奶，并加入66磅(30kg)水稀释，得到100磅(45kg)含5％大豆固体的浆液。缓慢加入1N的NaOH溶液直至pH值达到11以溶解大豆蛋白。
通过将碱化的大豆溶液从混合罐中泵到两张平行的中空纤维膜(A/GTechnology Corporation)进行渗滤，膜的截留分子量为10,000道尔顿且表面积为3.3m2。膜两边的跨膜压力是20-50psi(138-345kPa)。收集通过膜的物质(即渗透性物质)。保留的物质(截留物)连续循环至混合罐。当收集到50磅(22.7kg)可渗透性物质时，混合罐中含有50磅(22.7kg)大豆溶液。向混合罐中加入另外50磅(22.7kg)水。超滤/渗滤过程中维持pH值在大约9～12范围内。这种通过向混合罐加水洗涤的过程重复5次，之后混合罐中的溶液浓缩至含10％固体，水随可渗透性物质除去，然后截留的大豆溶液用2％的柠檬酸中和至PH值为7.0。
一组经过训练的感观评味员对中和后的溶液进行评价，并与用水稀释到10％但没有经过其它处理的Sun Rich豆奶的对照品进行比较。大豆溶液在测试中采用盲视和随机排列的方式。图1和2中的图表显示了结果。
图1显示了10种特征的平均强度。评味员判断某些特征比其它更显著。当与经过上述处理的大豆溶液进行比较时，所有的显著特征在95％置信水平上都被减少了。除了甜味在数值上增加外，那些在对照品中不是很显著的特征(如，焦味、甜味、酸味、咸味和苦味)被减少了，但是评味员平均值没有达到95％置信水平。
从结果中可以清楚看出，大豆溶液通过去除杂味成分使得在味道上更加中性。
实施例7.10磅(4.55kg)大豆蛋白浓缩物(Central Soya)与190磅(86.4kg)水在罐中混合，高速搅拌15-30分钟以使大豆蛋白水合。然后加入1N的NaOH溶液使pH值为11以溶解大豆蛋白。用实施例6描述的相似的方式将大豆浆液泵过截留分子量为10,000道尔顿的螺旋膜(Gea Niro Inc.)。膜两边的跨膜压力维持在50psi以下(344.7kPa)。通过膜的压力降被维持在15psi以下(103.4kPa)且pH值维持在大约9～12。如实施例6，当从膜回收的可渗透性物质达到混合罐中原始体积的一半时，加5次水。加5次水之后，洗涤过的大豆溶液的pH值通过加入0.5N的HCl调节到7.5，然后冷冻干燥后进行感观评价。
经过训练的感观评味员对去杂味大豆蛋白浓缩物的6种特征进行评价。图3给出了对照品(未处理)每个特征的平均值。在这个实施例中，发现了去杂味大豆浓缩物和对照品之间的差异，尽管所有的值都降低了，但都不是在95％置信水平上。这些显示在图4中。还包括使用盲对照的结果，排列在去杂味样品之后。在这种情况下，发现盲对照比图3中原始对照品有更强的味道特征。我们相信，这是由于这个实施例中盲对照是在去杂味样品之后评价的，因此在第二次对照评价中对评味员来说上好像味道相对强烈。然而，当与盲对照比较时，去杂味样品在3个特征上在90～95％置信水平上显示显著的差异，如图5所示。
实施例8.用于去除大豆蛋白杂味的膜的截留分子量应该为10,000，如实施例6和7中所示的那样有效。如果需要可以使用截留分子量高的膜，但是当截留分子量为50,000道尔顿时，一些有用的蛋白会随可渗透性物质一同损失，如本
实施例所述。
5磅(2.27kg)干大豆分离物(Supro-670)和95磅(43.2kg)水如实施例7所述混合，得到含5％大豆固体的浆液。加入1N的NaOH使PH值升高至11以溶解大豆蛋白。使用如实施例6和7描述的添加5次水进行渗滤，并使用实施例6中的中空纤维膜。超滤/渗滤过程中pH值维持在大约9～12范围内。每间隔5分钟对可渗透性物质样品取样，中和并冷冻以进行蛋白分析。
可渗透性物质样品通过电泳进行全蛋白含量分析，得到的结果如下表所示：
表A：
    时间(分钟)              截留分子量
    10,000道尔顿     50,000道尔顿
    蛋白(％)     蛋白(％)
    0     0     0.4
    5     0.6     1
    10     0.8     0.6
    15     0.4     0.6
    20     0.4     0.6
    25     0     0.4
    30     0     0.4
    35     0.5     0.4
    40     0     0.3
    45     0     N/A
可以看出截留分子量为10,000道尔顿的膜比截留分子量50,000道尔顿的膜能截留更多的蛋白质。35分钟时10,000道尔顿的膜的数值被认为是错误的。
实施例9.使用实施例6-8中方法去除杂味的大豆原料样品通过蛋白凝胶电泳进行分析。结果显示截留的大豆原料的分子量分布和原始大豆原料基本相同。结果如下表所示：
表B：
  分子量(KD)                                        大豆原料
    大豆杂味       大豆分离物     大豆分离物        豆奶
对照(％)   去杂味的(％)   对照(％)   去杂味的(％) 对照(％)   去杂味的(％) 对照(％)   去杂味的(％)
  ＞26 74   73   21.7   19.7 22   20 69   71
  14-27 18   19   30.8   32.2 31   32 20   21
   3.5-14 7   8   47.4   48 45   48 10   9
  ＜3.5 0   0   0   0 0   0 0   0
实施例10.用前面实施例所述感观评味员对与杂味特征相关的化学组成进行分析。对两份大豆蛋白分离物样品进行了测试。一份样品用实施例7中的方法去杂味；另一份样品没有去杂味。
在第一个试验中，一克对照品用15g水稀释，加入2μl 300ppm的4-庚酮作为内标，混合物用100ml/min的氦气在60℃洗脱30min。除了使用NaOH溶液将pH值升高到10以溶解蛋白质外，去杂味样品用与对照品相同的方法处理。挥发性化合物通过GC/MS(HP GC5890/MSD5972)分析。图6，7显示了各种化合物的结果。去杂味大豆样品所含的杂味成分更少。
在第二个试验中，3克样品用30g水稀释并加入2μl 300ppm的4-庚酮作为内标。得到的混合物用100ml/min的氦气在60℃洗脱20min以去除挥发性化合物。挥发性化合物通过气相色谱分析，通过人类感观标准对化合物的气味进行判断。下表显示了与这些气味有关的特殊化合物。
表C：去杂味过程后减少的化合物的气味特征。
化合物   SPI对照品的气味     去杂味SPI的气味
1-戊醇   微弱的，生果味     微弱的脂肪味
2-乙基苯酚   辛辣的，草药味     ND
1-硝基戊烷   ND     ND
1-辛烯-3-醇   蘑菇味，泥土味，很强烈     蘑菇味，泥土味，强烈
顺式-2，4-庚二烯醛   ND     ND
顺式-3-辛烯-2-酮   ND     ND
反式-2，4-庚二烯醛   ND     微弱的生果味
苯乙酮   烧焦味，植物味，饴糖味     烧焦味，饴糖味
顺式，反式-3，5-辛二烯-2-酮  ND     ND
反式，反式-3，5-辛二烯-2-酮  生果味，植物味，脂肪味     脂肪味，生果味
2，4-壬二烯醛   脂肪味，油腻味，油炸味     脂肪味，油腻味，油炸味
顺式-2，4-癸二烯醛   脂肪味，油腻味，发霉味     新鲜洋葱味，油漆味
4-(1-甲基丙烷)-苯酚   泡泡糖味，果味     ND
反式-2，4-癸二烯醛   脂肪味，油腻味，蜡味     脂肪味，油腻味，生果味
2-戊烷呋喃   生果味，植物味，醚味     生果味，植物味，醚味
反式-3-辛烯-2-酮   植物味，生果味，泥土味     植物味
实施例11.将大豆原料应用于食品通过向Balance Bar(Kraft Foods)中添加去杂味大豆物质来举例说明，并将杂味与相应的没有去杂味的含有同样大豆物质的Balance Bar进行比较。在一个样品中，所有大豆原料都是干燥大豆分离物(PTI的Supro-661)，在另一个样品中，50％大豆原料通过实施例中的渗滤过程被去杂味，另外50％没有去杂味。评味员倾向于第二个样品8比3，在1-10分的标准上(10最好)得到6.11分，第一个样品得到3.5分。
实施例12.用与实施例6相似的方法，对大豆样品进行比较，按本发明的过程制备的去杂味样品和大豆分离物对照品，浓缩的蛋白用水进行水合得到10％溶液。图9显示了一组经过训练的感观评味员得出的对照品的结果。评味员将去杂味样品与对照品进行比较，发现，如图10所示，对照品中许多典型的杂味特征减少了。然而，他们发现涉及氧化的味道增加了。
实施例13.Sun Rich Company的商品豆奶(75lbs)用水(135lbs)在分批罐中稀释，该分配罐上部装有混合器。然后加入NaOH(1N)升高pH值到11；固体成分大约为5％。碱化的浆液通过与实施例7中类似的螺旋膜进行渗滤，液体首先浓缩到10％固体，然后添加足够水达到固体含量5％(每个浓缩和添加步骤组成一个单独循环)。超滤/渗滤过程中pH值维持在大约10。5个渗滤循环后，得到的截留物用2％柠檬酸中和至pH值7。发现去杂味豆奶温和，大豆味和/或草味大大减少，与对照品(即没有去杂味的豆奶)相比整体味道更清淡。
实施例14.使用一组经过训练的感观评味员评价如实施例13制备的去杂味豆奶和对照品(使用没有处理过的豆奶)。在1-15点的等级上对对照品的一些特征进行评价。然后用-5至+5的不同等级对本发明的豆奶样品和对照品进行比较评价。得到下列结果：
样品 生果味 纸板味 坚果味 谷物味 焦味 甜味 酸味 咸味 苦味 涩味
对照 6.1 4.7 4.1 3.6 1.8 0.7 0.8 1.4 0.2 3.4
本发明 -1.9* -1.4* -1.6* -1.6* -0.9* 0.1 -0.2 -0.3 -0.3 -0.9*
*95％置信水平下显著
通常与大豆中不希望的杂味特征相关的杂味特征(如生果味、纸板味、坚果味、谷物味、焦味和涩味)在本发明的样品中显著减少。
实施例15.本实施例举例说明了制备香草风味豆奶饮料，它含有以下成份：96.0％实施例13的去杂味豆奶；2.9％有机蒸发的甘蔗汁；0.7％有机Madagascarbourbon香草香精；0.02％果胶；0.04％海盐；0.33％磷酸三钙；和0.003％复合维生素(维生素A和D)。将去杂味豆奶加热到160°F。并且在剧烈搅拌下加入甘蔗汁和果胶；连续搅拌大约5分钟以使胶质水合。加入海盐，磷酸三钙，和复合维生素，并将得到的混合物在2500psi下均质化。加入香草香精后，对最终混合物进行巴氏灭菌(185°F，持续15～20秒)，趁热包装，冷却。
实施例16.Sun Rich Company的商用豆奶(150lbs)在分批罐中恒定搅拌下用热反相渗透水(300lbs；120°F)稀释。加入NaOH(1N)将pH值升高到10.4；固体含量大约是5％。使用在线过滤器过滤除去纤维后，碱化的浆液通过与实施例7中相似的螺旋膜进行超滤/渗滤。以随可渗透性物质流失水的相同的速度添加热反相渗透水。超滤/渗滤过程中维持pH值在大约9～12范围内。5个超滤/渗滤循环后，得到的截留物用1％柠檬酸中和至pH至6.8。截留物浓缩至固体含量大约为6％。
本发明的去杂味豆奶样品和对照品(未经处理的浓缩至大约含6％固体的豆奶)用水稀释(固体含量升高到大约15％)，且加入大约8％糖。得到的饮料在1500psi均质化，巴氏灭菌(185°F持续5分钟)，趁热用玻璃瓶包装，45°F储存。使用两组评味员对本发明样品和对照品进行评价。“使用者”小组包括平常在饮食中消费豆奶饮料的人们，“非使用者”小组平常不喝豆奶饮料。所用使用者和非使用者根据通常的“喜好”和味道强烈倾向于含有去杂味豆奶的饮料，而不是对照品。一般来说，对照品被认为大豆味道太强烈，颜色太暗且太稀或太淡。
实施例17.本实施例举例说明使用实施例13制备的去杂味豆奶制备巧克力风味豆奶。该饮料的组成如下：
    成份     含量(％)
    去杂味豆奶     89.5
    颗粒状蒸发的甘蔗汁     8.1
    有机可可粉     1.8
    有机香草香精     0.4
    天然巧克力香精     0.04
    天然牛奶香精     0.1
    角叉胶     0.03
   海盐     0.03
对成份进行选择以使该组合可以根据USDA’s National Organic Program被标为“有机(organic)”。
豆奶加热到大约160°F，这时在剧烈搅拌下加入角叉胶和大约一半甘蔗汁；连续搅拌大约5分钟以使胶质水合。剧烈搅拌下加入可可粉和剩下的甘蔗汁；连续搅拌大约5分钟以使可可粉水合。加入海盐和香精后，混合物在2500psi下均质化。然后包装产品，冷却。
实施例18.本实施例举例说明使用实施例13制备的(除此以外还加入大约0.7％香草香精)去杂味豆奶制备水果鲜果冻饮饮料。该饮料的组成如下：
    成份     含量(％)
    含有0.7％香草香精的去杂味豆奶     25
    苹果汁     25
    冷冻草莓     25
    冷冻香蕉     25
苹果汁，切片的冷冻香蕉，和冷冻草莓混合至平滑。加入香草风味的豆奶，混合物混合直至均一(通常大约30秒)。优选将饮料冷冻后供应。
实施例19.30磅大豆蛋白分离物(PTI的XT 40)与270磅反相渗透水在罐中混合，高速搅拌20分钟以使大豆蛋白水合。然后加入1N的NaOH调节pH值至10。用与实施例6描述的同样的方法，将大豆浆液泵过截留分子量为10,000道尔顿的螺旋膜(Gea Niro Inc.)；以随可渗透性物质流失水的速度同样的速度连续添加水。连续进行超滤/渗滤直至收集的可渗透性物质相当于5次洗涤(每次洗涤大约为最初起始体积的一半)。超滤/渗滤过程中维持pH至在大约9～12范围内。完成之后，通过添加1％柠檬酸将去杂味大豆溶液的pH值调节到6.5。喷雾干燥后收集固体去杂味大豆物质。
然后制备含有以下组成的香草豆奶饮料：
   成份     含量(％)
   去杂味大豆分离物     3.3
   水     86.7
   颗粒状蒸发的甘蔗汁     9.0
   角叉胶     0.04
   天然法国香草香精     0.2
   海盐     0.04
   柠檬酸钾     0.4
   复合维生素(维生素A、棕榈酸盐、维生素D3)     0.002
   磷酸三钙     0.3
高速搅拌下将去杂味大豆分离物加入热水(160-180°F)中；继续混合大约5分钟以使大豆粉充分分散。将其余的成份(除香草香精外)加入浆液并混合5分钟。然后加入香草香精并混合5分钟以达到均质化。然后包装饮品并在冷却器中储存。口味评价肯定了通常与大豆相关的大豆杂味显著减少，同时没有影响大豆分离物的功能性性质。

Claims (28)

1.一种含有大豆的饮料，包含含有去杂味大豆蛋白物质的含水液体，其中去杂味大豆蛋白物质的制备方法的步骤包括：
(a)制备含有可溶性大豆蛋白、杂味化合物、和不溶性物质的大豆原料含水组合物；
(b)通过调节(a)中含水组合物的pH值至约9～约12的范围内来溶解大豆蛋白，同时释放杂味化合物；
(c)在合适的超滤条件下将(b)中调节过pH值的含水组合物邻近截留分子量不超过约50,000道尔顿的超滤膜运动，维持pH值在约9～约12范围内，杂味化合物通过膜，因此去除了大豆原料的杂味且保留了基本上全部溶解的大豆蛋白；和
(d)回收超滤膜截留的溶解的大豆蛋白，其中回收的溶解的大豆蛋白就是去杂味大豆蛋白物质。
2.权利要求1所述的饮料，进一步包含约0.1～约25％甜味剂。
3.权利要求1所述的饮料，其中大豆原料是下述组中的至少一种：豆奶、大豆蛋白分离物、大豆浓缩物和大豆面粉。
4.权利要求2所述的饮料，其中大豆原料是下述组中的至少一种：豆奶、大豆蛋白分离物、大豆浓缩物和大豆面粉。
5.权利要求4所述的饮料，其中(a)中含水组合物的大豆原料浓度在约1～约20％的范围内。
6.权利要求5所述的饮料，其中超滤膜截留分子量的范围是约1,000～约50,000道尔顿。
7.权利要求6所述的饮料，其中超滤膜截留分子量的范围是约10,000～约30,000道尔顿。
8.权利要求6所述的饮料，其中超滤是在约10～约60℃的温度范围内和合适的压力下进行。
9.权利要求8所述的饮料，其中超滤膜是一种聚合物的、陶瓷的、或无机的膜。
10.权利要求2所述的饮料，其中的饮料是一种风味饮料。
11.权利要求2所述的饮料，其中的饮料是一种鲜果冻饮。
12.一种制备包含含有去杂味大豆蛋白物质的含水液体的含大豆饮料的方法，该方法包括下列步骤：
(1)制备去杂味大豆蛋白物质和一种甜味剂的含水混合物；和
(2)使含水混合物均质化以形成含大豆的饮料；
其中去杂味大豆蛋白物质通过包括下列步骤的方法制备：
(a)制备含有可溶性大豆蛋白、杂味化合物、和不溶性物质的大豆原料含水组合物；
(b)通过调节(a)中含水组合物的pH值至约9～约12的范围内来溶解大豆蛋白，同时释放杂味化合物；
(c)在合适的超滤条件下将(b)中调节过pH至的含水组合物邻近截留分子量不超过约50,000道尔顿的超滤膜，维持pH值在约9～约12范围内，杂味化合物通过膜，因此去除大豆原料的杂味且截留基本上全部溶解的大豆蛋白；和
(d)回收超滤膜截留的溶解的大豆蛋白，其中回收的溶解的大豆蛋白就是去杂味大豆蛋白物质。
13.权利要求12所述的方法，其中含水混合物被加热到约120～约150°F。
14.权利要求12所述的方法，其中含水混合物含有约0.1～约15％甜味剂。
15.权利要求13所述的方法，其中含水混合物含有约0.1～约15％甜味剂。
16.权利要求14所述的方法，其中含水混合物含有至少一种下述组中的添加剂：风味剂、营养添加剂、水果、着色剂、和加工助剂。
17.权利要求15所述的方法，其中含水混合物含有至少一种下述组中的添加剂：风味剂、营养添加剂、水果、着色剂、和加工助剂。
18.权利要求12所述的方法，其中含水混合物的pH值为约3～约7。
19.权利要求14所述的方法，其中大豆原料是下述组中的至少一种：豆奶、大豆蛋白分离物、大豆浓缩物和大豆面粉。
20.权利要求15所述的方法，其中大豆原料是下述组中的至少一种：豆奶、大豆蛋白分离物、大豆浓缩物和大豆面粉。
21.权利要求19所述的方法，其中(a)中含水组合物的大豆原料浓度在约1～约20％的范围内，且其中的超滤膜的截留分子量为约1,000～约50,000道尔顿。
22.权利要求20所述的方法，其中(a)中含水组合物的大豆原料浓度在约1～约20％的范围内，且其中的超滤膜的截留分子量为约1,000～约50,000道尔顿。
23.权利要求21所述的方法，其中(a)中含水组合物的大豆原料浓度在约1～约20％的范围内，且其中的超滤膜的截留分子量为约1,000～约50,000道尔顿。
24.权利要求22所述的方法，其中超滤是在约10～约60℃的温度范围内和合适的压力下进行的，且其中的超滤膜是一种聚合物的、陶瓷的、或无机的膜。
25.权利要求16所述的方法，其中含大豆饮料是一种风味饮料。
26.权利要求17所述的方法，其中含大豆饮料是一种风味饮料。
27.权利要求16所述的方法，其中含大豆饮料是一种鲜果冻饮。
28.权利要求17所述的方法，其中含大豆饮料是一种鲜果冻饮。
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