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CN108056217A - 可溶性大豆蛋白产品("s704")的生产 - Google Patents

可溶性大豆蛋白产品("s704")的生产 Download PDF

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CN108056217A
CN108056217A CN201710952785.6A CN201710952785A CN108056217A CN 108056217 A CN108056217 A CN 108056217A CN 201710952785 A CN201710952785 A CN 201710952785A CN 108056217 A CN108056217 A CN 108056217A
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CN
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soy protein
solution
aqueous
acidified
protein solution
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CN201710952785.6A
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M.施维策尔
K.I.塞加尔
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Burcon Nutrascience MB Corp
Original Assignee
Burcon Nutrascience MB Corp
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Publication date
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Abstract

本发明涉及可溶性大豆蛋白产品("S704")的生产。通过用钙盐水溶液提取大豆蛋白源材料而形成含水大豆蛋白溶液，并调节含水大豆蛋白溶液和剩余的大豆蛋白源的混合物的pH至约1.5至约4.4的pH，获得大豆蛋白产品。然后将酸化的大豆蛋白溶液与剩余的大豆蛋白源分离。可使酸化的大豆蛋白溶液干燥，随后任选浓缩和渗滤，以提供大豆蛋白产品。

Description

可溶性大豆蛋白产品("S704")的生产
本申请是申请日为2012年5月18日，申请号为201280035570.3，发明名称为“可溶性大豆蛋白产品("S704")的生产”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的参考
本申请根据35 USC 119(e)要求2011年5月19日提交的美国临时专利申请号61/457,721和2011年6月9日提交的美国临时专利申请号61/457,815的优先权。
发明领域
本发明涉及大豆蛋白产品的生产。
发明背景
在2009年10月21日提交的美国专利申请号12/603,087 (7865-415) (美国专利公开号2010-0098818)和2010年10月13日提交的美国专利申请号12/923,897 (7865-454) (美国专利公开号。2011-0038993)中，所述专利文献被授予其受让人且其公开内容通过参考结合于本文，描述了大豆蛋白产品，优选大豆蛋白分离物的制备，其是完全可溶的，并能够提供在低pH值下透明的和对热稳定的溶液。该蛋白产物可被用于特别是软饮料和运动饮料，以及其他酸性水性体系的蛋白强化(fortification)，而无蛋白的沉淀。通过在中性pH下，用氯化钙水溶液提取大豆蛋白源，任选稀释得到的大豆蛋白水溶液，调节大豆蛋白水溶液的pH至约1.5至约4.4，优选约2.0至约4.0的pH，以生产酸化的澄清大豆蛋白溶液(其可在干燥之前任选浓缩的和渗滤)，生产大豆蛋白产品。
发明简述
现已经发现，如果在从剩余的大豆蛋白源材料分离大豆蛋白溶液之前，进行任选的稀释和酸化步骤，可制备与依据以上提到的申请所生产的那些大豆蛋白产品类似性质的大豆蛋白产品。
然而，不同于如在以上提到的申请中所述生产的大豆蛋白产品，依据本发明生产的产品具有显著的植酸含量，与在以上提到的申请中生产大豆蛋白产品比较，其可引起由本文生产的大豆蛋白产品所表现的稍差的溶液性质。
依据本发明的一个方面，本文提供生产具有大豆蛋白含量基于干重计至少为约60wt% (N x 6.25)的大豆蛋白产品的加工过程，该加工过程包括：
(a) 用氯化钙水溶液提取大豆蛋白源，以引起来自大豆蛋白源的大豆蛋白的增溶(solubilization)，并形成大豆蛋白水溶液，
(b) 任选地稀释大豆蛋白水溶液和剩余的大豆蛋白源的混合物，
(c) 调节大豆蛋白水溶液和剩余的大豆蛋白源的混合物的pH至约1.5至约4.4，优选约2至约4的pH，
(d) 将酸化的大豆蛋白水溶液与剩余的大豆蛋白源分离，
(e) 任选地浓缩酸化的大豆蛋白水溶液，同时通过使用选择性膜技术保持离子强度基本上恒定，
(f) 任选地渗滤浓缩的大豆蛋白溶液，和
(g) 任选地干燥浓缩的大豆蛋白溶液。
大豆蛋白产品优选地是具有蛋白含量至少为约90 wt%，优选至少约100 wt%，(N x6.25) d.b.的分离物。
本发明还提供大豆蛋白产品，优选大豆蛋白分离物，其为水可溶性的并在酸性pH值下形成热稳定的溶液，且可用于水性体系，包括软饮料和运动饮料的蛋白强化。产品中的大豆蛋白不被水解。
本文提供的大豆蛋白产品，可作为其水性溶液提供，其在酸性pH值下具有可接受程度的透明度且其在这些pH值下是热稳定的。
大豆蛋白产品可通过使其溶解在水中，与用于形成水性软饮料或运动饮料的粉末冲泡饮料(powdered drinks)共混。这样的共混物可为粉末冲泡饮料。
虽然本发明主要涉及大豆蛋白分离物的生产，可预期的是，可提供与大豆蛋白分离物具有类似性质的较低纯度的大豆蛋白产品。这样的较低纯度产品可具有的蛋白浓度为按重量计至少约60% (N x 6.25) d.b.。
在本发明的另一个方面，提供本文提供的在低pH下是热稳定的大豆产品的水性溶液。该水性溶液可为饮料。
依据本文的加工过程生产的大豆蛋白产品缺乏大豆蛋白产品的特征性豆腥味，并且是不仅合适于酸性介质的蛋白强化，而且也可被用于蛋白产品的广泛多种的常规应用，包括但不限于加工的食品和饮料的蛋白强化、油的乳化、在焙烤食品中作为成型体(bodyformer)和在滞留气体(entrap gases)的产品中的发泡剂。此外，可将大豆蛋白产品形成的蛋白纤维，用于肉类品(meat analogs)，并且可被用作蛋清替代物或食品中的添加物，其中蛋清被用作粘合剂。也可将大豆蛋白产品用于营养补充剂中。也可将大豆蛋白产品用于乳类制品(dairy analogue products)或为乳品/大豆共混物的产品。大豆蛋白产品的其他用途在宠物食物、动物饲料和工业和化妆品应用及在个人护理产品中使用。
发明概述
提供大豆蛋白产品的加工过程的初始步骤包括使来自大豆蛋白源的大豆蛋白增溶。大豆蛋白源可为大豆或源于大豆加工过程的任何大豆产品或副产品，包括但不限于大豆粉(soy meal)、大豆粕(soy flakes)、粗磨大豆粉(soy grits)和大豆细粉(soy flour)。可以全脂形式，部分脱脂形式或完全脱脂形式应用大豆蛋白源。当大豆蛋白源含有可测出量的脂肪时，一般在加工过程中需要除油步骤。从大豆蛋白源回收的大豆蛋白可为天然存在于大豆中的蛋白或可通过基因操纵经修饰的蛋白的蛋白质类原料(proteinaceousmaterial)，但其拥有天然蛋白的特征性疏水和极性性质。
尽管可使用其他钙盐溶液，但最便利地使用氯化钙溶液实现来自大豆蛋白源材料的蛋白增溶。此外，可使用其他碱土金属化合物，诸如镁盐。再有，可使用钙盐溶液联合另一个盐溶液，诸如氯化钠，实现从大豆蛋白源提取大豆蛋白。此外，可使用水或其他盐溶液，诸如氯化钠实现从大豆蛋白源提取大豆蛋白，随后将钙盐加至在提取步骤中生产的大豆蛋白水溶液。在后续的加工之前去除由加入钙盐而形成的沉淀物。
随着钙盐溶液的浓度增加，来自大豆蛋白源的蛋白增溶度起先增加直至达到最大值。盐浓度的任何后续的增加并不增加总的增溶的蛋白。引起最大蛋白增溶的钙盐溶液浓度依所用的盐的不同而异。通常优选的是利用的浓度值小于约1.0 M，且更优选的值为约0.10至约0.15 M。
在批加工过程中，在从约1℃至约100℃，优选约15℃至约65℃，更优选约50℃至约60℃的温度下，实现蛋白的盐增溶，优选伴随搅动，通常约1至约60分钟，以减少增溶时间。优选的是实现增溶以从大豆蛋白源基本上尽量可行地提取更多蛋白，以便提供总体高的产物收率。
在连续的加工过程中，以符合实现从大豆蛋白源连续提取大豆蛋白的任何方式，实施从大豆蛋白源提取大豆蛋白。在一个实施方案中，大豆蛋白源连续地与钙盐溶液混合，通过具有足以实现依据本文描述的参数所需提取的长度和滞留时间的流速的管道或导管，传递该混合物。在这样的连续程序中，以约1至约60分钟的时间实现盐增溶步骤，优选实现增溶以基本上尽量可行地从大豆蛋白源提取更多蛋白。在连续程序中，在约1℃和约100℃，优选约15℃至约65℃，更优选约50℃和约60℃之间的温度实施增溶。
一般在pH约4.5至约11，优选约5至约7下实施提取。可通过使用任何便利的食品级酸，如需要时，通常为盐酸或磷酸，或食品级碱，通常为氢氧化钠，调节提取系统(大豆蛋白源和钙盐溶液)的pH至范围在约4.5至约11内的任何想要的值，用于用于提取步骤。
在增溶步骤过程中，钙盐溶液中的大豆蛋白源的浓度可广泛地变化。典型的浓度值为约5至约15% w/v。
用盐的水溶液提取蛋白的步骤具有额外的增溶脂肪的效应(所述脂肪可存在于大豆蛋白源中)，然后其导致脂肪存在于水性相中。
由提取步骤产生的蛋白溶液一般具有约5至约50 g/L，优选约10至约50 g/L的蛋白浓度。
钙盐水溶液可含抗氧化剂。抗氧化剂可为任何便利的抗氧化剂，诸如亚硫酸钠或抗坏血酸。所使用的抗氧化剂的量可从约0.01至约1 wt%的溶液变化，优选约0.05 wt%。抗氧化剂起抑制蛋白溶液中任何酚类(phenolics)氧化的作用。
一般可用约0.5至约10体积，优选约0.5至约2体积的水性稀释剂，以降低混合物的电导率至一般低于约90 mS，优选约2至约18 mS的值，稀释大豆蛋白水溶液和剩余的大豆蛋白源的混合物。通常使用水实现这样的稀释，尽管可使用稀的盐溶液，诸如氯化钠或氯化钙，具有最高至约3 mS的电导率。
与合并的大豆蛋白溶液和剩余的大豆蛋白源混合的稀释剂，一般具有与大豆蛋白溶液和剩余的大豆蛋白源的混合物相同的温度，但是稀释剂可具有约1℃至约100℃，优选约15℃至约65℃，更优选约50℃至约60℃的温度。
然后，通过加入任何适宜的食品级酸，将任选稀释的大豆蛋白溶液和剩余的大豆蛋白源的混合物的pH调节至约1.5至约4.4，优选约2至约4的值。酸化的混合物具有的电导率，对于稀释的混合物而言一般低于约95 mS，或对于未稀释的混合物而言一般低于约115mS，在此两种情况下优选为约2至约23 mS。
然后，以任何便利的方式，将酸化的蛋白水溶液与剩余的大豆蛋白源分离，诸如通过采用沉降式离心机或任何适宜的筛，接着用圆盘离心和/或过滤，以除去残留的大豆蛋白源材料。一般在任选稀释的、pH调节的大豆蛋白溶液和剩余的大豆蛋白材料的混合物的温度下实施分离步骤，但是也可在约1℃至约100℃，优选约15℃至约65℃，更优选约50℃至约60℃范围内的任何温度下实施。为了处置，可干燥分离的剩余的大豆蛋白源l。备选地，可加工分离的剩余的大豆蛋白源，以回收一些剩余的蛋白。可通过常规的等电沉淀程序或任何其他便利的程序，加工分离的剩余的大豆蛋白源，以回收剩余的蛋白。
当大豆蛋白源含显著量的脂肪时，如在美国专利号5,844,086和6,005,076中描述的(所述专利转让给其受让人，且其公开通过参考结合于本文)，则可对蛋白水溶液实现在此所描述的脱脂步骤。备选地，可通过任何其他便利的程序完成分离的蛋白水溶液的脱脂。
可使酸化的大豆蛋白水溶液经历热处理，以灭活热不稳定的抗营养因子，诸如胰蛋白酶抑制剂，其作为在提取步骤中从大豆蛋白源材料提取的结果存在于这样的溶液中。这样的加热步骤也提供减少微生物负荷的额外的利益。一般来说，将蛋白溶液加热至约70℃至约160℃的温度约10秒至约60分钟，优选约80℃至约120℃约10秒至约5分钟，更优选约85℃至约95℃约30秒至约5分钟。然后，为了如下描述的进一步的加工，可使热处理的酸化大豆蛋白溶液冷却至约2℃至约65℃，优选约50℃至约60℃的温度。
备选地，可在如上描述的从剩余的大豆蛋白源分离酸化的蛋白水溶液之前，实施该热处理步骤。
可用吸附剂，诸如粉状活性炭或颗粒状活性炭，处理酸化的大豆蛋白水溶液，以除去颜色和/或气味化合物。可在任何方便的条件下，一般在分离的蛋白水溶液的环境温度下，实施这样的吸附剂处理。对于粉状活性炭而言，使用的量为约0.025%至约5% w/v，优选约0.05%至约2% w/v。可通过任何便利的手段，诸如通过过滤，从大豆溶液中去除吸附剂。
可任选通过任何便利的手段，诸如通过过滤，研磨任选脱脂的、任选热处理的和任选吸附剂处理的、酸化的大豆蛋白水溶液，以去除任何剩余的颗粒。
可直接干燥所得到的酸化大豆蛋白水溶液，以产生大豆蛋白产品。为了提供具有降低的杂质含量和减少的盐含量的大豆蛋白产品，诸如大豆蛋白分离物，可在干燥之前加工酸化的大豆蛋白水溶液。
可浓缩酸化的大豆蛋白水溶液，以增加其蛋白浓度，同时保持其离子强度基本上恒定。一般实施这样的浓缩，以提供具有约50至约300 g/L，优选约100至约200 g/L的蛋白浓度的浓缩大豆蛋白溶液。
可以符合批次或连续操作的任何便利的方式，实施浓缩步骤，所述方式为例如通过采用任何便利的选择性膜技术，诸如超滤或渗滤，使用膜，诸如空心纤维膜或螺旋缠绕的膜，它们具有适宜的分子量截止值，诸如约3,000至约1,000,000道尔顿，优选约5,000至约100,000道尔顿，考虑到不同的膜材料和构造而定，而且，用于连续操作，尺寸允许蛋白水溶液通过膜时达到想要的浓缩的程度。
众所周知，超滤和类似的选择性膜技术允许低分子量物质从中通过，同时防止较高分子量的物质这样通过。低分子量物质，包括但不仅为食品级盐的离子物质，也有从源材料提取的低分子量材料，诸如碳水化合物、颜料、低分子量蛋白质和抗营养因子，诸如胰蛋白酶抑制剂，它们本身是低分子量蛋白质。通常选择膜的分子量截止值以确保保留溶液中的蛋白的显著比例，同时允许污染物通过，考虑到不同的膜材料和构造而定。
然后，可使浓缩大豆蛋白溶液经历使用水或稀盐水溶液的渗滤步骤。渗滤溶液可处于其天然的pH或其pH等于要渗滤的蛋白溶液的pH或处于之间的任何pH值。可使用从约1至约40体积的渗滤溶液，优选约2至约25体积的渗滤溶液实施这样的渗滤。在渗滤操作中，通过使渗透物通过膜，从大豆蛋白水溶液去除更多量的污染物。以此纯化蛋白水溶液且也可降低其粘度。可实施渗滤操作，直到没有显著更多量的污染物或可见的颜色存在于渗透物中，或直到所述渗余物已被充分纯化，以至于当干燥时，提供具有至少约90 wt% (N x6.25) d.b.的蛋白含量的大豆蛋白分离物。可使用浓缩步骤中相同的膜实现这样的渗滤。然而，如果想要，可使用具有不同的分子量截止值的分离膜实施渗滤步骤，例如具有分子量截止值约3,000至约1,000,000道尔顿，优选约5,000至约100,000道尔顿范围的膜，考虑不同的膜材料和构造而定。
备选地，可在酸化的蛋白水溶液的浓缩之前或部分浓缩之前，将渗滤步骤应用于酸化的蛋白水溶液。也可在浓缩加工过程中的多点应用渗滤。当在溶液浓缩或部分浓缩之前应用渗滤时，则可将得到的渗滤溶液额外浓缩。在蛋白溶液浓缩时通过多次渗滤实现的粘度下降，可允许获得较高的最终，充分浓缩的蛋白浓度。此减少了将要干燥的材料的体积。
可以这样的方式实现本文的浓缩步骤和渗滤步骤，所述方式为随后回收的大豆蛋白产品含小于约90 wt%的蛋白(N x 6.25) d.b.，例如至少约60 wt%的蛋白(N x 6.25)d.b.。谈到部分浓缩和/或部分渗滤大豆蛋白水溶液时，可能仅部分去除污染物。然后可使蛋白溶液干燥，以提供具有低水平纯度的大豆蛋白产品。大豆蛋白产品在酸性条件下仍然能够生产热稳定的蛋白溶液。
在渗滤步骤的至少部分中，在渗滤介质中可存在抗氧化剂。抗氧化剂可为任何便利的抗氧化剂，诸如亚硫酸钠或抗坏血酸。应用于渗滤介质的抗氧化剂的量，取决于所用的材料，且可从约0.01至约1 wt%变化，优选约0.05 wt%。抗氧化剂起抑制存在于大豆蛋白溶液中的任何酚类的氧化的作用。
可在任何便利的温度，一般约2℃至约65℃，优选约50℃至约60℃实施浓缩步骤和任选的渗滤步骤，并实施想要的浓缩和渗滤程度的时间段。在某种程度上采用的温度和其他条件取决于用于实施膜加工过程的膜设备、所需溶液的蛋白浓度和去除渗透物的污染物的效率。
大豆中有两种主要的胰蛋白酶抑制剂，即Kunitz抑制剂(其是热不稳定的分子，分子量大约为21,000道尔顿)和Bowman-Birk抑制剂(其是对热更稳定的分子，分子量为约8,000道尔顿)。可以通过操纵各种加工过程的变量，控制在最终的大豆蛋白产品中的胰蛋白酶抑制剂活性的水平。
如上面所指出的，可使用酸化的大豆蛋白水溶液的热处理灭活热不稳定的胰蛋白酶抑制剂。也可对部分浓缩的或完全浓缩的酸化的大豆蛋白水溶液进行热处理，以灭活热不稳定的胰蛋白酶抑制剂。当将热处理应用于部分浓缩的酸化大豆蛋白水溶液时，可对所得到的经热处理的溶液进行另外的浓缩。
此外，可按有利除去渗透物中的连同其他污染物一起的胰蛋白酶抑制剂的方式，实施浓缩和/或渗滤步骤。使用较大的孔径，诸如约30,000至约1,000,000 Da的膜，在升高的温度，诸如约30℃至约65℃，优选50℃至约60℃操作膜和应用更大体积的渗滤介质，诸如约10至约40体积，促进胰蛋白酶抑制剂的去除。
相对于在约3至约4.4的较高的pH下制备和膜加工该溶液而言，在约1.5至约3的较低的pH下制备和膜加工蛋白溶液，可降低胰蛋白酶抑制剂活性。当在低端pH范围下浓缩和渗滤蛋白溶液时，在干燥之前提高保留物的pH可为理想的。可通过添加任何便利的食品级碱，诸如氢氧化钠，将浓缩的和渗滤的蛋白溶液的pH提高至想要的值，例如pH 3。
再有，可通过将大豆材料暴露于破坏或重排抑制剂的二硫键的还原剂，实现胰蛋白酶抑制剂活性的下降。适宜的还原剂包括亚硫酸钠，半胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸。
可在整个加工过程的多个阶段实现这样的还原剂的添加。在提取步骤中，可与大豆蛋白源材料一起添加还原剂，可在去除剩余的大豆蛋白源材料之后随即添加至大豆蛋白水溶液中，可在渗滤之前或之后添加至浓缩的蛋白溶液中，或可与干燥的大豆蛋白产品一起干混。还原剂的添加可与如上描述的热处理步骤和膜加工步骤联合。
如果想要在浓缩的蛋白溶液中保留活性的胰蛋白酶抑制剂，这可通过消除或减少热处理步骤的强度实现，而不是利用还原剂、在较高端范围的pH，诸如pH 3至约4.4实施浓缩和渗滤步骤、利用浓缩和具有较小的孔尺寸的渗滤膜、在较低温度下操作膜和应用较少体积的渗滤介质。
如果需要，如在美国专利号5,844,086和6,005,076中描述的，可使浓缩的和任选渗滤的蛋白溶液经历进一步脱脂操作。备选地，可通过任何其他便利的程序，实现浓缩的和任选渗滤的蛋白溶液的脱脂。
可用吸附剂，诸如粉状活性炭或颗粒状活性炭，处理浓缩的和任选渗滤的蛋白水溶液，以去除颜色和/或气味化合物。可在任何便利的条件下，一般在浓缩的蛋白溶液的环境温度下实施这样的吸附剂处理。对于粉状活性炭，所用的量为约0.025%至约5% w/v，优选约0.05%至约2% w/v。可通过任何便利的手段，诸如通过过滤，从大豆蛋白溶液去除吸附剂。
可通过任何便利的技术，诸如喷雾干燥或冷冻干燥，干燥浓缩的和任选渗滤的大豆蛋白水溶液。在干燥之前可对大豆蛋白溶液进行巴氏法灭菌步骤。可在任何想要的巴氏法灭菌的条件下实现这样的巴氏法灭菌。一般来说，将浓缩的和任选渗滤的大豆蛋白溶液加热至约55℃至约70℃，优选约60℃至约65℃的温度约30秒至约60分钟，优选约10分钟至约15分钟。然后，可将用巴氏法灭菌的浓缩的大豆蛋白溶液冷却干燥，优选至约25℃-约40℃的温度。
干燥的大豆蛋白产品具有超过约60 wt% (N x 6.25) d.b.的蛋白含量。优选，干燥的大豆蛋白产品是具有超过约90 wt%蛋白，优选至少约100 wt% (N x 6.25) d.b.的高蛋白含量的分离物。
本文生产的大豆蛋白产品在酸性水性环境中是可溶的，使得该产品理想地掺入饮料，碳酸饮料和非碳酸饮料两者中，以对那里提供蛋白强化。这样的饮料具有广泛范围的酸性pH值，范围从约2.5至约5。可将本文提供的大豆蛋白产品按任何便利的量加入至这样的饮料中，以提供对这样的饮料的蛋白强化，例如，每份饮料至少约5 g的大豆蛋白。使添加的大豆蛋白产品溶解于饮料中并在热加工之后保持溶解。在通过溶解于水重建饮料之前，可将大豆蛋白产品与干燥的饮料共混。在一些情况下，对饮料的正常配方的修改以耐受本发明的组合物，可为必须的，其中存在于饮料中的成分可对本发明的组合物保持溶解于饮料中的能力产生不利影响。
实施例
实施例1：
该实施例阐述通过本发明的方法生产新颖的大豆蛋白分离物。
在环境温度下，将30 kg的脱脂大豆白色薄片(white flake)加至300 L的0.15 MCaCl2溶液中并搅拌30分钟，以提供蛋白水溶液。加入300 L的反渗透(RO)纯化水和用HC1溶液使系统的pH降至约3。然后通过离心和过滤，去除剩余的大豆白色薄片和将所得到的蛋白溶液澄清，以提供具有按重量计1.63%蛋白含量的、520 L的酸化的蛋白溶液。在90℃热处理酸化的溶液30秒，然后冷却至30℃以进一步加工。
通过在具有分子量截止100,000道尔顿、在大约30℃的温度下操作的聚醚砜膜上浓缩，将经加热处理的酸化蛋白溶液的体积从520 L减少至141 L。在此点，用212 L的RO水的渗滤具有5.02 wt%蛋白含量的蛋白溶液，在大约30℃下实施渗滤操作。然后，将渗滤的溶液再浓缩至71 L的体积。用额外的225 L的RO水渗滤浓缩蛋白溶液的31 L等份试样，在大约29℃下实施渗滤操作。在第二次渗滤之后，使蛋白溶液从10.12%重量的蛋白含量浓缩至12.05%重量的蛋白含量，然后用水稀释至6.04%重量的蛋白含量，以便于喷雾干燥。在喷雾干燥之前，以最初过滤的蛋白溶液的38.6 wt%得率回收蛋白溶液。然后使经渗滤的、浓缩的和稀释的蛋白溶液干燥，以得到产品，发现其蛋白含量为97.40% (N x 6.25) d.b。将产品指定为S017-D12-10A S704H。
通过溶解足够的蛋白质粉，以供应在15 ml的反渗透纯化水中的0.48 g蛋白，制备S017-D12-10A S704H溶液，和用传输模式操作的HunterLab ColorQuest XE仪器评估其颜色和透明度。用pH计检测溶液的pH。
下表1列出pH、颜色和透明度值：
表1 - S017-D12-10A S704H的3.2%蛋白溶液的pH和HunterLab读数
如从表1可见的，S017-D12-10A S704H水溶液是半-透明的，不是透明的。
也用HunterLab ColorQuest XE仪器以反射模式评估干粉的颜色。颜色值列于下表2中：
表2 - S017-D12-10A S704H干粉的HunterLab计分
如从表2可见的，干燥产品的颜色非常淡。
实施例2：
该实施例包括评价按实施例1的方法生产的大豆蛋白分离物在水中的热稳定性。
通过使足量的蛋白粉溶解，制备S017-D12-10A S704H溶液，供应在80 ml的反渗透纯化水中的1.6 g的蛋白。测定该溶液的pH为3.37。将样品分成两个部分，用HC1溶液使一个部分的pH降低至3.00。通过用HunterLab ColorQuest XE仪器进行混浊度检测，评估对照组和pH调节的溶液的透明度。然后将该溶液加热至95℃，保持在此温度30秒，然后在冰浴中立即冷却至室温。然后再次检测加热处理的溶液的透明度。
加热前后蛋白溶液的透明度列于下表3：
表3 - 热处理对S017-D12-10A S704H溶液的透明度的影响
如从表3中的结果可见，发现S017-D12-10A S704H的初始溶液是相当朦胧，特别是在天然pH值下时。然而，该溶液是热稳定的，通过热处理其混浊水平实际有些下降。
实施例3：
该实施例包含对按实施例1的方法生产的大豆蛋白分离物在水中溶解度的评价。基于蛋白溶解度(称为蛋白方法，一种Morr等，J. Food Sci. 50: 1715-1718的方法的修改版本)和总的产品溶解度(称为小球法(pellet method))测试该溶解度。
将以供应0.5 g的蛋白的足量的蛋白粉称重倒入烧杯中，然后加入少量的反渗透(RO)纯化水和搅拌该混合物直至形成光滑的糊状物。然后，加入额外的水使体积至大约45ml。然后用磁力搅拌器缓慢搅拌烧杯中的内容物60分钟。在分散蛋白之后立即测定pH并用稀NaOH或HC1调节pH至适当的水平(2，3，4，5，6或7)。也在中性pH下制备样品。对于已经调节pH的样品，在60分钟搅拌过程中，定期检测pH并校正pH。在60分钟搅拌后，用RO水将样品配制成50 ml总体积，得到1% w/v蛋白分散体。用Leco TruSpec N Nitrogen Determinator(氮测定仪)检测该分散体的蛋白含量。然后将该分散体的等份试样(20 ml)转移至预先称重的离心管中，该离心管已被在100℃的烘箱中干燥过夜，然后在干燥器中冷却和盖上管帽。于7,800 g将样品离心10分钟，其中沉淀不可溶性材料和得到澄清的上清液。通过Leco分析检测上清液的蛋白含量，然后弃去上清液和管盖，在设定为100℃的烘箱中将小球物质干燥过夜。次日早晨，将管转移至干燥器中并任其冷却。记录干燥小球物质的重量。通过所用的粉的重量乘以因子((100 –粉末的湿含量(%))/100)，计算初始蛋白粉末干重。然后以两种不同的方式计算产品的溶解度：
1) 溶解度(蛋白方法) (%) = (上清液中的%蛋白/初始分散体中的%蛋白) x 100
2) 溶解度(小球方法) (%) = (1 - (不溶性小球物质干重/((20 ml分散体的重量/50ml分散体的重量) x干蛋白粉初始重量))) x 100
在实施例1中生产的蛋白分离物在水(1%蛋白)中的天然的pH值示于表4：
表4 - 制备的1%蛋白的S017-D12-10A S704H溶液在水中的天然pH
得到的溶解度结果列于下表5和6：
表5 - 不同的pH值下的S017-D12-10A S704H的基于蛋白法的溶解度
表6 - 不同的pH值下的S017-D12-10A S704H的基于小球法的溶解度
如从表5和6的结果可见的，S704H产品在pH 2是极其可溶的和在pH 3也是非常可溶的。在更高的pH值下该产品不是那么可溶的。
实施例4：
该实施例包括评价按实施例1的方法生产的大豆蛋白分离物在水中的透明度。
通过在600 nm (水空白(water blank))检测吸光度，评估如在实施例3中描述制备的1% w/v蛋白溶液的透明度，其中较低的吸光度计分表示更高的透明度。在HunterLabColorQuest XE仪器上用传输模式分析样品，也提供百分比混浊读数，另一项透明度的检测。
透明度结果列于下表7和8：
表7 – 如通过A600评估不同的pH值下的S017-D12-10A S704H溶液的透明度
表8 - 如通过HunterLab分析评估不同的pH值下的S017-D12-10A S704H溶液的透明度
如从表7和8的结果可见的，S704H溶液在pH 2-3时是朦胧的和在更高的pH值，特别是在4-6的范围内是混浊的。
实施例5：
该实施例包括评价按实施例1的方法生产的大豆蛋白分离物在软饮料(雪碧(Sprite))和运动饮料(佳得乐橙汁(Orange Gatorade))中的溶解度。用加入饮料中的蛋白在无pH校正下测定溶解度，和再调节蛋白强化的(fortified)饮料的pH至原始饮料的水平。
当在无pH下校正评估溶解度时，将供应1 g蛋白的足量蛋白粉称重倒入烧杯中，并加入少量的饮料，且搅拌直至形成光滑的糊状物。加入额外的饮料使体积至50 ml，然后用磁力搅拌器缓慢搅拌该溶液60分钟，得到2%蛋白w/v的分散体。用Leco TruSpec NNitrogen Determinator (氮测定仪)分析样品的蛋白含量，然后，将等份的含蛋白饮料以7,800 g离心10分钟，并检测上清液的蛋白含量。
溶解度(%) = (上清液中的%蛋白/初始分散体中的%蛋白) x 100
当在pH校正下评估溶解度时，检测没有蛋白的软饮料(雪碧) (3.43)和运动饮料(佳得乐橙汁) (3.09)的pH。将供应1 g蛋白的足量蛋白粉称重倒入烧杯中，并加入少量的饮料，且搅拌直至形成光滑的糊状物。加入额外的饮料使体积至大约45 ml，然后用磁力搅拌器缓慢搅拌该溶液60分钟。在分散蛋白之后立即测定含蛋白饮料的pH，并在必要时用HC1或NaOH调节至原始的无-蛋白时的pH。在60分钟搅拌过程中定期检测和校正pH。60分钟搅拌后，用额外的饮料使各溶液的总体积至50 ml，得到2%蛋白w/v的分散体。用Leco TruSpec NNitrogen Determinator (氮测定仪)分析样品的蛋白含量，然后，将等份的含蛋白饮料以7,800 g离心10分钟，并检测上清液的蛋白含量。
溶解度(%) = (在上清液中的%蛋白/在初始分散体中的%蛋白) x 100
得到的结果列于下表9：
表9 - S017-D12-10A S704H在雪碧和佳得乐橙汁(Gatorade)佳得乐中的溶解度
如从表9的结果可见的，S704H是相当可溶于雪碧和佳得乐橙汁中。通过降低蛋白强化的样品的pH至无蛋白的原始饮料的pH，对溶解度稍有改善。
实施例6：
该实施例包括评价按实施例1的方法生产的大豆蛋白分离物在软饮料和运动饮料中的透明度。
采用实施例4中描述的HunterLab混浊方法，评估在实施例5中用软饮料(雪碧)和运动饮料(佳得乐橙汁)制备的2% w/v蛋白分散体的透明度。
得到的结果列于下表10：
表10 - 在雪碧和佳得乐橙汁中S017-D12-10A S704H的HunterLab混浊读数
如从表10的结果可见的，蛋白强化的雪碧和佳得乐橙汁溶液是相当混浊的。
实施例7：
该实施例包括评价按实施例1的方法生产的大豆蛋白分离物的植酸含量。
通过Latta和Eskin (J. Agric. Food Chem., 28: 1313-1315)的程序，测定S017-D12-10A S704H的植酸含量。S017-D12-10A S704H的植酸含量为1.54 wt% d.b。
本公开概述
在本公开的概述中，本发明提供生产大豆蛋白产品的方法，其中大豆蛋白源材料不与大豆蛋白水溶液分离，直至稀释和酸化后。在本发明范围内的修饰是可能的。

Claims (19)

1.一种生产大豆蛋白产品的方法，所述大豆蛋白产品具有基于干重计至少60 wt% (Nx 6.25)的蛋白含量，该方法的特征在于：
(a) 用任选地含有抗氧化剂的钙盐水溶液提取大豆蛋白源，以引起来自大豆蛋白源的大豆蛋白的增溶，并形成大豆蛋白水溶液和剩余的大豆蛋白源的混合物，
(b) 任选地稀释大豆蛋白水溶液和剩余的大豆蛋白源的混合物，
(c) 调节大豆蛋白水溶液和剩余的大豆蛋白源的混合物的pH至1.5至4.4的pH，
(d) 将酸化的大豆蛋白水溶液与剩余的大豆蛋白源分离，
(e) 任选地使用选择性膜技术浓缩酸化的大豆蛋白水溶液，同时保持离子强度基本上恒定，
(f) 任选地渗滤所述任选地浓缩的大豆蛋白溶液，和
(g) 任选地干燥任选地渗滤和任选地浓缩的大豆蛋白溶液。
2.权利要求1的方法，其特征在于，所述提取步骤使用具有小于1.0 M，优选0.10至0.15M的浓度的氯化钙水溶液进行。
3.权利要求1或2的方法，其特征在于，所述提取步骤在1℃至100℃，优选15℃至65℃，更优选50℃至60℃的温度下，和在4.5至11，优选5至7的pH下进行，以提供具有5至50 g/L，优选10至50 g/L的蛋白浓度的所述大豆蛋白水溶液。
4.权利要求1-3的任一项的方法，其特征在于，在所述提取步骤之后和在所述pH调节步骤之前，用具有1℃至100℃，优选15℃至65℃，更优选50℃至60℃的温度的0.5至10体积，优选0.5至2体积的水性稀释剂将所述大豆蛋白水溶液和剩余的大豆蛋白源的混合物稀释至电导率小于90 mS，优选2至18 mS。
5.权利要求1-4的任一项的方法，其特征在于，所述任选地稀释的大豆蛋白水溶液和剩余的大豆蛋白源的混合物的pH被调节至pH2至4。
6.权利要求1-5的任一项的方法，其特征在于，所述大豆蛋白溶液和剩余的大豆蛋白源的酸化的混合物具有小于95 mS，优选2至23 mS的电导率。
7.权利要求1-6的任一项的方法，其特征在于，大豆蛋白溶液和剩余的大豆蛋白源的酸化的混合物，在所述分离步骤之前，或者酸化的蛋白水溶液，在所述分离步骤之后，或者部分地浓缩或浓缩的和任选地渗滤的酸化大豆蛋白水溶液经历热处理步骤，以灭活热不稳定的抗营养因子，包括热不稳定的胰蛋白酶抑制剂，和也优选地用巴氏法灭菌蛋白水溶液和剩余的大豆蛋白源的酸化的混合物，或者在所述分离步骤之后的酸化的蛋白水溶液，或者部分地浓缩或浓缩的和任选地渗滤的酸化大豆蛋白水溶液，所述热处理在70℃至160℃的温度下进行10秒至60分钟，优选在80℃至120℃的温度下进行10秒至5分钟，更优选在85℃至95℃的温度下进行30秒至5分钟，且优选将大豆蛋白溶液和剩余的大豆蛋白源的热处理的酸化的混合物冷却至2℃至65℃，优选50℃至60℃的温度，用于进一步的加工。
8.权利要求1-7的任一项的方法，其特征在于在所述分离步骤之后，用吸附剂处理酸化的大豆蛋白水溶液，以从酸性大豆蛋白水溶液除去颜色和/或气味化合物。
9.权利要求1-8的任一项的方法，其特征在于，所述酸化的大豆蛋白水溶液经历磨光步骤。
10.权利要求1-9的任一项的方法，其特征在于，通过采用具有3,000至1,000,000道尔顿，优选5,000至100,000道尔顿的分子量截止值的膜的超滤，浓缩所述酸化的大豆蛋白水溶液，同时保持其离子强度基本上恒定，以产生具有50至300 g/L，优选100至200 g/L的蛋白浓度的、浓缩的酸化大豆蛋白溶液。
11.权利要求1-4的任一项的方法，其特征在于，在酸化的大豆蛋白溶液部分或完全浓缩之前或之后，使用1至40体积，优选2至25体积的水、酸化的水、稀盐水或酸化的稀盐水对其实施渗滤步骤，优选地直到没有显著更多量的污染物或可见的颜色存在于渗透物中，所述渗滤使用具有3,000至1,000,000道尔顿，优选5,000至100,000道尔顿的分子量截止值的膜进行，在至少部分的渗滤步骤期间，抗氧化剂任选地存在于渗滤介质中。
12.权利要求11的方法，其特征在于，所述渗滤进行至直到渗余物已被充分地纯化，以致于在干燥时，提供具有至少90 wt%，优选至少100 wt% (N x 6.25) d.b的蛋白含量的大豆蛋白分离物。
13.权利要求10-12的任一项的方法，其特征在于，所述浓缩步骤和任选的渗滤步骤在2℃至65℃，优选50℃至60℃的温度下进行。
14.权利要求10-13的任一项的方法，其特征在于用吸附剂处理所述浓缩的和任选地渗滤的酸化大豆蛋白水溶液，以除去颜色和/或气味化合物。
15.权利要求10-14的任一项的方法，其特征在于，所述浓缩的和任选地渗滤的酸化大豆蛋白水溶液在被干燥之前用巴氏法灭菌，所述巴氏法灭菌步骤在55℃至70℃的温度下进行30秒至60分钟，优选在60℃至65℃的温度下进行10至15分钟。
16.权利要求12的方法，其特征在于干燥所述浓缩的和渗滤的酸化大豆蛋白水溶液，以提供具有至少90 wt%，优选至少100 wt% (N x 6.25) d.b.的蛋白含量的大豆蛋白分离物。
17.权利要求10-16的任一项的方法，其特征在于，所述浓缩和/或任选的渗滤步骤以有利于去除胰蛋白酶抑制剂的方式运行。
18.权利要求1-17的任一项的方法，其特征在于在提取步骤过程中存在还原剂，以破坏或重排胰蛋白酶抑制剂的二硫键，实现胰蛋白酶抑制剂活性的降低，和/或在浓缩和/或任选的渗滤步骤期间存在还原剂，以破坏或重排胰蛋白酶抑制剂的二硫键，实现胰蛋白酶抑制剂活性的降低，和/或将还原剂加至干燥之前的浓缩的和任选地渗滤的大豆蛋白溶液和/或已干燥的大豆蛋白产品中，以破坏或重排胰蛋白酶抑制剂的二硫键，实现胰蛋白酶抑制剂活性的降低。
19.由权利要求1-19的任一项的方法生产的大豆蛋白产品，优选地其与水溶性粉状物料共混，以生产共混物的水性溶液，其可为粉末饮料，且其可溶解于酸性溶液中，该酸性溶液可为饮料。
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