專利名稱：一種酸性可溶大豆蛋白的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高大豆蛋白在酸性條件下的溶解度的方法，特別是涉及一種利用植酸酶和超濾處理相結(jié)合的技術(shù)來(lái)提高大豆蛋白在酸性條件下的溶解度的方法，得到的大豆蛋白粉末在PH2-4.5的酸性環(huán)境中的具有較高的溶解度和透明性，同時(shí)具有良好的口感。
背景技術(shù)：
大豆分離蛋白是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、功能性優(yōu)越的植物蛋白，大豆分離蛋白在肉制品、乳制品以及面食等領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。但是，由于傳統(tǒng)的大豆分離蛋白在酸性環(huán)境中的溶解度很低，使其在酸性飲料等酸性食品中的應(yīng)用受到了限制。為了增加大豆蛋白在酸性條件下的溶解度，從根本上解決大豆蛋白在酸性飲料中應(yīng)用的難題，國(guó)內(nèi)外研究人員先后進(jìn)行多種嘗試，包括植酸酶處理、添加多聚阻離子、添加多聚陰離子、蛋白酶處理、超濾、透析以及加熱等。盡管這些方法可從一定程度改善大豆蛋白的酸溶性，但是存在酸澀味嚴(yán)重、透明度不高、或者得率低的問(wèn)題。W002/067690 (CN1494383A)中提到了植酸酶處理和添加多聚阻離子，并在高于100°C的酸性條件下加熱的辦法，但是得到的大豆蛋白產(chǎn)品酸澀味嚴(yán)重。US2006/0193966A1中提到了添加多聚陰離子的方法，但是未對(duì)口感下降的問(wèn)題提供解決方法。因此，目前還沒(méi)有一種能夠保證酸溶性、透明度、得率以及口感都完全令人滿意的酸性可溶大豆蛋白的生產(chǎn)方法。由于植酸電離質(zhì)子的能力很強(qiáng)，在酸性條件下帶負(fù)電荷的植酸會(huì)和大豆蛋白結(jié)合在一起形成難溶的復(fù)合物，植酸酶能夠促使植酸及植酸鹽發(fā)生水解，使得原本在酸性環(huán)境中不易溶解的蛋白質(zhì)重新懸浮起來(lái)，因此植酸酶處理可以提高大豆蛋白在酸性條件下的溶解度。但是，這種僅僅經(jīng)過(guò)植酸酶處理的大豆蛋白制成的酸性蛋白飲料經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期放置后會(huì)形成大量沉淀。常見(jiàn)的穩(wěn)定劑，例如果膠、羧甲基纖維素等，通過(guò)在蛋白質(zhì)表面形成帶負(fù)電荷的薄膜從而避免蛋白質(zhì)聚集。而大豆蛋白的分子量較大，依靠這些穩(wěn)定劑并不能減少其沉淀的產(chǎn)生。此外，僅用植酸酶處理得到的酸性大豆蛋白產(chǎn)品具有很強(qiáng)的澀味，必須依靠添加澀味掩蓋劑(W02005/058071(CN1893840A))或者利用蛋白酶處理的方法加以避免(W02010/092778A1、W02008/136326(CN101686708A))。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)酸性可溶大豆蛋白的制備中在酸溶性、透明度、得率及產(chǎn)率等方面存在的不足，本發(fā)明提供一種酸性可溶大豆蛋白的制備方法，對(duì)低溫脫脂豆柏進(jìn)行堿溶得到大豆蛋白料液，加入植酸酶后，經(jīng)攪拌、超濾，滅菌干燥后得到所述酸性可溶大豆蛋白。本發(fā)明提供一種酸性可溶大豆蛋白的制備方法，具有較高的得率，通過(guò)這種方法加工得到的蛋白粉末可以應(yīng)用到酸性食品，尤其是酸乳飲料、果汁等酸性飲料當(dāng)中。該產(chǎn)品和現(xiàn)有的大豆分離蛋白相比，在酸性環(huán)境中的溶解性、穩(wěn)定性、透明度以及口感都更易于被消費(fèi)者接受。
本發(fā)明方法中，采用傳統(tǒng)堿溶的方法從低溫脫脂豆柏中提取大豆蛋白，大豆蛋白的提取率與普通的大豆分離蛋白保持相同。其次，通過(guò)加入植酸酶使得大豆蛋白的酸溶性顯著提高，在此基礎(chǔ)上的超濾起到純化、濃縮以及脫色的作用。再者，本發(fā)明方法通過(guò)超濾使得料液中的金屬離子、植酸鹽水解產(chǎn)物等雜質(zhì)的含量有效降低，因此本發(fā)明制備出的大豆蛋白產(chǎn)品具有更高的溶解性和較好的口感。本發(fā)明方法中，超濾允許低分子量的物質(zhì)選擇性的通過(guò)濾膜，同時(shí)截留住高分子量的物質(zhì)。超濾處理后，大豆蛋白在酸性條件下的沉淀率顯著降低，可能由于在溶液中的離子強(qiáng)度降低時(shí)，鹽離子對(duì)大豆蛋白的電荷屏蔽效應(yīng)減弱，大豆蛋白極性區(qū)域與水分子的接觸機(jī)會(huì)增多，從而使大豆蛋白的溶解性得以增強(qiáng)。在植酸酶處理后對(duì)蛋白料液加以超濾，不僅可以去除植酸水解后的產(chǎn)物，還能夠減少產(chǎn)品中鹽類、糖類以及色素的含量。由于鹽類會(huì)加重大 蛋白的潘味，所以超濾后的廣品在口感上也有明顯的提聞。本發(fā)明中使用的超濾裝置的分子截留量在5000-30000之間，可以在截留蛋白質(zhì)的同時(shí)去除絕大多數(shù)的小分子雜質(zhì)。進(jìn)入超濾裝置的料液必須經(jīng)過(guò)預(yù)先處理，除去其中的雜質(zhì)，以免對(duì)濾膜造成堵塞和損傷；之后將料液倒入濾液桶，將泵的轉(zhuǎn)速調(diào)到最低位次，接通泵的電源，慢慢調(diào)高泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)回流控制閥，使超濾壓力控制在0.1-0.15MPa ;隨著過(guò)濾的進(jìn)行，料液的濃度逐漸增高，濾出液通量隨之下降，當(dāng)濾出速度降至很低時(shí)，需要清洗濾膜；超濾停止后，立即將系統(tǒng)內(nèi)的料液放出，并清洗濾膜。植酸酶處理后的大豆蛋白料液經(jīng)過(guò)超濾裝置的濃縮與純化后，顏色潔白，酸溶度提高，澀味減輕。本方法步驟簡(jiǎn)單、得率高，適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。根據(jù)本方法制備的酸性可溶大豆蛋白酸溶性、透明度、及口感均得到顯著提高。
具體實(shí)施例方式結(jié)合以下具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施本發(fā)明的過(guò)程、條件、試劑、實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識(shí)和公知常識(shí)，本發(fā)明沒(méi)有特別限制內(nèi)容。

本發(fā)明酸性可溶大豆蛋白的制備方法，具體包括以下步驟:(I)堿溶:向低溫脫脂豆柏中加入10倍體積的水,溫度40_50°C,用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7-9,攪拌30-60min后，4000g離心去除豆洛,得到大豆蛋白料液。(2)向大豆蛋白料液中加入植酸酶，添加量按料液的蛋白含量計(jì)算為IO-1OOu/g，優(yōu)選為50-100u/g ;在35-45 °C的條件下攪拌30_60min，優(yōu)選在40-45 °C的條件下攪拌45min。(3)使料液通過(guò)孔徑200目的濾網(wǎng)，以避免超濾膜的堵塞。(4)將料液通過(guò)5，000-30, 000道爾頓分子截留量的超濾膜進(jìn)行超濾。利用超濾設(shè)備將大豆蛋白料液進(jìn)行分離和濃縮。(5)把超濾得到的濃縮液通過(guò)殺菌管道進(jìn)行滅菌，溫度60_100°C，時(shí)間2s-30min。經(jīng)噴霧干燥，得到酸性可溶大豆蛋白。實(shí)施例1:向300g低溫脫脂豆柏(購(gòu)自許昌邦迪蛋白質(zhì)有限公司，規(guī)格:50kg，下同)中加入3L水，用30%的氫氧化鈉溶液將料液的pH調(diào)整到7.0，40°C攪拌30min后，4000g離心IOmin去除豆洛。向大豆蛋白料液中加入按蛋白含量計(jì)算為50u/g的植酸酶，40°C攪拌30min。將大豆蛋白料液通過(guò)200目的濾網(wǎng)過(guò)濾后，把濾液倒入分子截留量為10，000道爾頓的超濾裝置(SYNDER-UF101型超濾裝置，濾芯尺寸:035mmX25Omm，有效過(guò)濾面積:0.1m2)，調(diào)節(jié)回流控制閥，使超濾壓力控制在0.1-0.15MPa之間。當(dāng)料液被濃縮至初始料液體積的1/10后，90°C殺菌15秒，噴霧干燥。實(shí)施例2:向300g低溫脫脂豆柏中加入3L水，用30 %的氫氧化鈉溶液將料液的pH調(diào)整到
9.0,50°C攪拌60min后，4000g離心IOmin去除豆洛。向大豆蛋白料液中加入按蛋白含量計(jì)算為50u/g的植酸酶，45°C攪拌30min。將大豆蛋白料液通過(guò)200目的濾網(wǎng)過(guò)濾后，把濾液倒入分子截留量為10，000道爾頓的超濾裝置(SYNDER-UF101型超濾裝置，濾芯尺寸:035mm X 250mm，有效過(guò)濾面積:0.1m2),調(diào)節(jié)回流控制閥,使超濾壓力控制在0.1-0.15MPa之間。當(dāng)料液被濃縮至初 始料液體積的I/10后，60°C殺菌30分鐘，噴霧干燥。實(shí)施例3:向300g低溫脫脂豆柏中加入3L/K，用30 %的氫氧化鈉溶液將料液的pH調(diào)整到8.0,4011C攪拌45min后，4000g離心IOmin去除豆洛。向大豆蛋白料液中加入按蛋白含量計(jì)算為100u/g的植酸酶，40°C攪拌30min。將大豆蛋白料液通過(guò)200目的濾網(wǎng)過(guò)濾后，把濾液倒入分子截留量為5，000道爾頓的超濾裝置(SYNDER-UF101型超濾裝置，濾芯尺寸:035mmX25Omm，有效過(guò)濾面積:0.1m2)，調(diào)節(jié)回流控制閥，使超濾壓力控制在
0.1-ο.15MPa之間。當(dāng)料液被濃縮至初始料液體積的1/10后，90°C殺菌15秒，噴霧干燥。實(shí)施例4:向300g低溫脫脂豆柏中加入3L水，用30 %的氫氧化鈉溶液將料液的pH調(diào)整到
8.0,4011C攪拌45min后，4000g離心IOmin去除豆洛。向大豆蛋白料液中加入按蛋白含量計(jì)算為75u/g的植酸酶，40°C攪拌30min。將大豆蛋白料液通過(guò)200目的濾網(wǎng)過(guò)濾后，把濾液倒入分子截留量為30，000道爾頓的超濾裝置(SYNDER-UF101型超濾裝置，濾芯尺寸:035mmX250mm，有效過(guò)濾面積:0.1m2)，調(diào)節(jié)回流控制閥，使超濾壓力控制在0.1-0.15MPa之間。當(dāng)料液被濃縮至初始料液體積的I/10后，100°C殺菌2秒，噴霧干燥。對(duì)比實(shí)施例1:向300g低溫脫脂豆柏中加入3L水，用30 %的氫氧化鈉溶液將料液的pH調(diào)整到7.0，401:攪拌601^11后，400(^離心IOmin去除豆渣。用30%的鹽酸將大豆蛋白料液的pH調(diào)整到4.5,2000g離心IOmin,棄去上清,將凝乳重新懸浮在水中，用30%的鹽酸把該懸浮液的PH調(diào)整為3.5后，加入按蛋白含量計(jì)為50u/g的植酸酶，40°C攪拌30min。90°C殺菌15秒,噴霧干燥。該實(shí)施例中的方法與本發(fā)明方法相比，區(qū)別在于通過(guò)等電點(diǎn)沉淀的方法從大豆蛋白料液中分離出大豆蛋白，進(jìn)而用植酸酶對(duì)重新懸浮后的酸性大豆蛋白料液進(jìn)行處理，由于僅僅采用了植酸酶處理的方法使原本在酸性條件下難溶的植酸-大豆蛋白復(fù)合物解離，植酸分解后的產(chǎn)物、鹽類、色素仍然存在于大豆蛋白料液當(dāng)中，所以最終得到的大豆蛋白產(chǎn)品的酸溶度不夠高，澀味嚴(yán)重。對(duì)比實(shí)施例2:殺菌之前的步驟和對(duì)比實(shí)施例1相同。120°C殺菌8秒，噴霧干燥。該實(shí)施例中的殺菌溫度提高到100°c以上，對(duì)大豆蛋白在酸性條件下的溶解度可以起到改善作用，原理是使大豆蛋白分子在高溫下延展后重新形成疏水基團(tuán)向內(nèi)親水基團(tuán)向外的分子結(jié)構(gòu)。該實(shí)施例與對(duì)比實(shí)施例一相比，雖然產(chǎn)品的酸溶性有很大改善，但是澀味依然十分嚴(yán)重。測(cè)試?yán)?:將實(shí)施例1、2、3、4和對(duì)比實(shí)施例1、2中制備得到的酸性可溶大豆蛋白粉溶解在水中，稀釋成質(zhì)量濃度為5 %的大豆蛋白溶液，充分混勻，用10 %的鹽酸將蛋白溶液的pH調(diào)節(jié)為3.5，攪拌211。500(^離心lOmin，稱重，計(jì)算沉淀質(zhì)量在離心前的蛋白溶液中所占的比例。沉淀率=(沉淀質(zhì)重/離心前溶液的質(zhì)量)X 100%。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。測(cè)試?yán)?:將實(shí)施例1、2、3、4和對(duì)比實(shí)施例1、2中制備得到的酸性可溶大豆蛋白粉溶解在水中，稀釋成質(zhì)量濃度為1%的大豆蛋白溶液，充分混勻，用5%的鹽酸將蛋白溶液的pH調(diào)節(jié)為3.5，攪拌lh。在600nm處測(cè)定蛋白溶液的透光率，此數(shù)值可以反映各種酸性蛋白溶液的透明度。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

測(cè)試?yán)?:將實(shí)施例1 、2、3、4和對(duì)比實(shí)施例1、2中制備得到的酸性可溶大豆蛋白粉溶解在水中，稀釋成質(zhì)量濃度為2%的大豆蛋白溶液，加入蔗糖5% (按溶液體積計(jì)算)，用5%的鹽酸將蛋白溶液的PH值調(diào)節(jié)為3.5，攪拌均勻。由五名以上有經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行品嘗，以5分法進(jìn)行評(píng)定，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。表1.感官檢測(cè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
權(quán)利要求
1.一種酸性可溶大豆蛋白的制備方法，其特征在于，對(duì)低溫脫脂豆柏進(jìn)行堿溶得到大豆蛋白料液，加入植酸酶后，經(jīng)攪拌、超濾，滅菌干燥后得到所述酸性可溶大豆蛋白。
2.如權(quán)利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制備方法，其特征在于，所述堿溶的處理方式為，料液比I: 10，溫度40-501:，調(diào)節(jié)？!1值為7.0-9.0，攪拌時(shí)間為30-601^11，400(^離心取上層溶液得到所述大豆蛋白料液。
3.如權(quán)利要求2所述酸性可溶大豆蛋白的制備方法，其特征在于，所述堿溶中調(diào)節(jié)pH值得試劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、檸檬酸鈉中的任意一種，優(yōu)選為氫氧化鈉。
4.如權(quán)利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制備方法，其特征在于，所述植酸酶的用量為10-100u/g ;優(yōu)選的，植酸酶的用量50u-100u/g，該植酸酶用量按大豆蛋白料液中的蛋白含量計(jì)算。
5.如權(quán)利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制備方法，其特征在于，所述植酸酶的處理反應(yīng)條件為溫度35 45°C，反應(yīng)時(shí)間30 60min，優(yōu)選的，反應(yīng)溫度為40 45°C，反應(yīng)時(shí)間為45min。
6.如權(quán)利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制備方法，其特征在于，所述超濾處理的條件為超濾膜分子量范圍在5，000 30，000道爾頓之間。
7.如權(quán)利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制備方法，其特征在于，所述超濾處理前需使料液通過(guò)200目濾網(wǎng)過(guò)濾。
8.如權(quán)利要求1所述酸性可溶大豆蛋白的制備方法，其特征在于，所述滅菌處理的條件為滅菌溫度60-100°C，滅菌時(shí)間2s-30min。
9.如權(quán)利要求1所述酸性可溶 大豆蛋白的制備方法，其特征在于，所述干燥的方法為噴霧干燥。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種酸性可溶大豆蛋白的制備方法，對(duì)低溫脫脂豆粕進(jìn)行堿溶得到大豆蛋白料液，加入植酸酶后，經(jīng)攪拌、超濾，滅菌干燥后得到酸性可溶大豆蛋白。本方法步驟簡(jiǎn)單、得率高，根據(jù)本方法制備的酸性可溶大豆蛋白酸溶性、透明度、及口感均得到顯著提高。
文檔編號(hào)A23J3/34GK103202384SQ20131013208
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者高紅亮, 黃橙子, 常忠義, 金明飛, 張亦瀾, 譚靜, 呂遠(yuǎn), 崔紅亮 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué), 平頂山金晶生物科技有限公司