CN111374216B 有效 一种制备植物性分离蛋白质的方法和制得的蛋白质
技术领域 [0001]本发明涉及蛋白质分离和改性。更具体来说涉及从植物性原料分离蛋白质,并对其进行改性,以获得具有所需分散性能和分散体稳定性的蛋白质产品。 背景技术 [0002]蛋白也称蛋白质,是蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分,机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。蛋白质在体内经过消化被水解成氨基酸被吸收后,合成人体所需蛋白质,同时新的蛋白质又在不断代谢与分解,时刻处于动态平衡中。因此,食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例,关系到人体蛋白质合成的量,与人类的生存和健康息息相关。 [0003]蛋白质的主要来源是肉、蛋、奶、豆类、干果等,依据来源,蛋白质可以大体分为“动物蛋白质”和“植物蛋白质”两大类,其中豆类是提供蛋白质的一种很重要的植物性原料。 [0004]大豆分离蛋白也被称作大豆蛋白,是一种以低温脱脂豆粕为原料,经过加工得到的食品原辅料。由于大豆蛋白作为一种优质的植物蛋白资源,已经被原来越多的行业所应用。如上文所述,大豆蛋白是一种植物性蛋白质,其氨基酸组成与牛奶蛋白质相近,除蛋氨酸略低外,其余的人体所必需的氨基酸含量均较丰富,是植物性的完全蛋白质。在营养价值上,可与动物蛋白等同,在基因结构上也是最接近人体氨基酸的,所以是最具营养的植物蛋白质。由于大豆蛋白的高营养价值,大豆蛋白被越来越多地应用于各种营养保健食品中。其中蛋白质粉就是其中最主要的一类产品。该产品由于是即冲即饮,这样就需要产品在快速冲调的过程中尽可能减少结团,因此人们希望大豆蛋白具有极佳的分散性,更够在常规的水温(例如室温至100℃)和常规pH条件(接近中性,例如pH=7左右)的条件下,能够在水中非常容易地形成稳定的分散体,而且该分散体可以在合理的时间(例如至少1小时)内保持稳定,不会很快重新沉淀,以便于饮用和吸收。 [0005]在现有技术中,所采用的做法通常在碱性条件下提取大豆蛋白,获得上清蛋白溶液,将该溶液的pH值调节至蛋白质等电点附近,使得蛋白质沉淀,将蛋白质重新溶解在水中,将所得重溶溶液的pH值调节至接近中性,随后依次进行杀菌操作和干燥粒化等操作,从而制得最终的大豆分离蛋白产品。通过此种现有技术制得的蛋白产品具有凝胶性乳化性,但是缺点在于其粘度高,分散性较差,不但难以分散在水中,而且即使在分散之后,也很容易互相聚结而重新形成沉淀。此种大豆分离蛋白产品在饮用时会产生大量难以分散的聚集团块,这些团块会聚集的容器壁和底部,难以饮用和清洁,并且对于饮用口感有很大的不利影响。 [0006]为了解决上述问题,提高大豆蛋白产品的水分散性能,现有技术通常采用的问题包括用喷雾干燥进行造粒,添加诸如糊精之类的赋形剂等方式,这些做法一定程度上会导致最终产品中的蛋白质含量下降,而喷雾干燥有可能使得植物性分离蛋白的溶解性降低,导致粗糙的口感,并且使得产品在保存过程中随着时间的推移,口感和味道以更快的速度变差,并且提高了工艺复杂性和生产成本。 [0007]另外一种做法是使用各种酶,例如木瓜蛋白酶、转谷酰胺酶、中性蛋白酶、高温淀粉酶、中温淀粉酶等,对蛋白质进行酶水解操作,以提高大豆蛋白产品的水分散性,但是这些现有技术制得的产品仍然不能满足消费者对大豆蛋白的需求。 [0008]总体来说,目前希望大豆蛋白产品可以满足以下的要求: [0009]首先,希望大豆蛋白产品在常规饮用水的pH范围内都能够实现极佳的水分散性。但是,现有技术生产的大豆蛋白往往在pH大于6.9的水中无法保证良好的分散性。 [0010]其次,希望大豆蛋白产品以尽可能高的(蛋白:水)比例容易地分散在水中,并且在分散之后能够在合理的时间段内保持稳定,不会再产生显著的团聚和沉淀。根据大豆蛋白粉消费者的一般饮用习惯,上述时间段应当不小于1小时。 [0011]现有技术并没有任何一个能够同时满足上述要求。本发明通过对大豆蛋白生产方法的具体工艺进行大量深入的研究,出人意料地发现,通过在高温灭菌步骤之后进行调节pH值的调质操作,并且对将该调质操作的pH值范围设定在7.0-7.5的范围之内,成功地满足了上述要求。 发明内容 [0012]根据本发明的第一个方面,提供了一种制备植物性分离蛋白质的方法,其特征在于,所述方法依次包括以下步骤: [0013](i)提供包含蛋白质的植物原料; [0014](ii)对该植物原料进行提取,获得包含蛋白质的溶液; [0015](iii)对所述包含蛋白质的溶液进行灭菌,得到经过灭菌的溶液; [0016](iv)将所述经过灭菌的溶液的pH值调节至7.0至7.5,得到经过调质的蛋白质的溶液。 [0017]根据本发明第一个方面的一个实施方式,在所述步骤(ii)中依次进行以下工序: [0018](a)对步骤(i)所述的植物原料进行提取,获得包含蛋白质的溶液A;在此需要指出的是,如果不进行之后所述的工序(b)至(d)以及工序(e),则上文所述的在步骤(ii)中获得的包含蛋白质的溶液指的是以上所述的包含蛋白质的溶液A; [0019](b)将所述工序(a)得到的溶液A的pH值调节至所述蛋白质的等电点±0.3,使得蛋白质沉淀,获得沉淀的固体蛋白质; [0020](c)将工序(b)得到的所述固体蛋白质悬浮在水中,得到蛋白质分散体; [0021](d)对所述工序(c)得到的所述蛋白质分散体的pH值进行调节,使得蛋白质溶解,得到包含蛋白质的溶液B。在该实施方式中,在进行上述工序(b)至(d)、但是不进行工序(e)的情况下,在步骤(ii)中获得的包含蛋白质的溶液指的是以上所述的包含蛋白质的溶液B。 [0022]根据本发明第一个方面的一个实施方式,在所述工序(d)之后进行以下工序:(e)向所述工序(d)得到的溶液B中加入植酸酶,使得植酸至少部分地水解,得到经过酶处理的包含蛋白质的溶液C。在该实施方式中,在步骤(ii)中获得的包含蛋白质的溶液指的是以上所述的包含蛋白质的溶液C。 [0023]根据本发明第一个方面的一个实施方式,在步骤(iv)之后,进行以下步骤: [0024](v)对所述经过调质的蛋白质的溶液进行干燥粉末化,制得分离的所述植物性蛋白质。优选地,所述步骤(v)的干燥粉末化通过喷雾干燥来进行。 [0025]根据本发明第一个方面的一个实施方式,所述植物原料为豆粕,所述植物性分离蛋白质为大豆分离蛋白质。 [0026]根据本发明第一个方面的一个实施方式,工序(a)再重复至少一次,并将这一共至少两次提取获得的溶液合并起来作为所述包含蛋白质的溶液A;优选地,在至少两次进行工序(a)的过程中,用水对该植物原料进行提取的过程中,将溶液的pH值调节至6-8。 [0027]根据本发明第一个方面的一个实施方式,在所述工序(b)中,将所述溶液A的pH值调节到所述蛋白质的等电点±0.1,使得蛋白质沉淀,获得沉淀的固体蛋白质; [0028]在所述工序(d)中,沉淀的固体蛋白质在酸性条件下、优选pH=4-6、更优选pH=4.2-5.5、更优选pH=4.5的条件下,溶解在水中,得到包含蛋白质的溶液B; [0029]优选地,在所述工序(e)中,以所述工序(d)得到的溶液B的总重量为基准计,加入的所述植酸酶为0.01-5重量%,优选0.05-1.5重量%,更优选0.05-1重量%; [0030]更优选地,在所述工序(e)中,加入所述植酸酶之后,在25-90℃、优选30-90℃的温度下,使得所述溶液B中的植酸发生水解5-100分钟。 [0031]根据本发明第一个方面的一个实施方式,步骤(iii)的灭菌为高温灭菌,所述高温灭菌在100-180℃、优选120-160℃、优选140-150℃、最优选145℃的温度下进行2-100秒,优选4-20秒、优选12-15秒。 [0032]本发明的第二个方面提供了一种植物性分离蛋白质,其通过以上第一方面所述的方法制得。 [0033]根据本发明第二个方面的一个实施方式,所述植物性分离蛋白质是大豆分离蛋白质,其在pH为6.9-7.5的水中,能够以大豆分离蛋白质与水的重量比至少为9:100的比例形成水分散体,且该水分散体在保持至少10分钟的过程中不产生任何沉淀。 具体实施方式 [0034]本文所公开的“范围”以下限和上限的形式。可以分别为一个或多个下限,和一个或多个上限。给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的。选定的下限和上限限定了特别范围的边界。所有可以这种方式进行限定的范围是包含和可组合的,即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如,针对特定参数列出了60-120和80-110的范围,理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外,如果列出的最小范围值1和2,和如果列出了最大范围值3,4和5,则下面的范围可全部预料到:1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。 [0035]在本发明中,除非有其他说明,数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示,其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数,“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。 [0036]如果没有特别指出,本说明书所用的术语“两种”指“至少两种”。 [0037]在本发明中,如果没有特别的说明,本文所提到的所有实施方式以及优选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。 [0038]在本发明中,如果没有特别的说明,本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。 [0039]在本发明中,如果没有特别的说明,本文所提到的所有步骤可以顺序进行,也可以随机进行,但是优选是顺序进行的。例如,所述方法包括步骤(a)和(b),表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b),也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如,所述提到所述方法还可包括步骤(c),表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法,例如,所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c),也可包括步骤(a)、(c)和(b),也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。 [0040]在本发明中,如果没有特别的说明,本文所提到的“包括”表示开放式,也可以是封闭式。例如,所述“包括”可以表示还可以包含没有列出的其他组分,也可以仅包括列出的组分。 [0041]在本发明中,术语“蛋白”和“蛋白质”可互换使用。虽然本发明主要基于大豆蛋白的分离和改性进行记载,但是应当理解,本发明的具体步骤,特别是“调质”步骤的技术改进也适用于其他植物性蛋白质的生产工艺,并且同样可以实现本发明所述的技术进步。所述其他的用来生产植物性蛋白质的植物性原料包括但不限于:谷物和坚果类,所述谷物可以包括小麦、大麦、燕麦、玉米、水稻等;所述坚果可以包括花生、核桃、杏仁、莲子、南瓜子、西瓜子、榛子、葵花子、胡麻籽、芝麻籽、山核桃、腰果、松子仁、白果等。 [0042]本发明方法的第一步是提供包含蛋白质的植物原料。根据本发明的一个实施方式,使用豆粕作为原料。豆粕是大豆提取豆油后得到的一种副产品。又称“大豆粕”,进行过大豆榨油脱脂操作之后得到的豆粕也被称为“脱脂豆粕”,其通常包含40-50重量%的蛋白质。在本发明的具体实施方式中使用的是“脱脂豆粕”。在此需要指出的是,由于本发明的方法中的一些实施方式采用了用水提取蛋白质-沉淀分离-再溶解的操作方式,因此脱脂豆粕的具体来源以及脱脂豆粕中具体的蛋白质含量对本发明的方法以及最终产品并不会构成实质性的影响,任意豆粕或脱脂豆粕均可用于本发明,并实现预期的技术效果。 [0043]从豆粕中提取蛋白质的步骤(ii)通常的方式是在特定温度和pH值条件下,将粉碎的豆粕原料和水以特定的比例混合,并搅拌特定的时间来完成的。根据本发明的一个实施方式,脱脂豆粕原料与水的重量比为1:5至1:50,优选1:6至1:20,更优选1:6.5至1:10,最优选1:7至1:8。所述水的温度为25-70℃,优选为30-60℃,更优选为40-55℃,最优选为48-50℃。所述pH值为接近中性,例如可以为6-8,或者6.5-7.5,或者为7-7.5。可以使用任意的碱性来调节上述豆粕与水的混合物的pH值,例如可以使用的碱性溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾的水溶液,以所述水溶液的总重量为基准计,所述水溶液的浓度为0.1-20重量%,优选2-15重量%,更优选5-12重量%,更优选8-10重量%。如果在调节pH过程中不慎略微超过了预期的范围,可以使用酸性试剂进行回调,所述酸性试剂可以包括常规的有机酸或无机酸,例如盐酸、磷酸等。所述提取蛋白质的步骤在搅拌条件下进行,所述搅拌可以使用磁力搅拌子、搅拌扇叶等各种搅拌装置来进行。搅拌的持续时间为1分钟至10小时,优选10分钟至5小时,更优选20分钟至2小时,最优选30分钟至1小时。提取之后可以采用离心或过滤将含有蛋白质的液相与固相分离。根据本发明的一个实施方式,使用离心机进行分离,离心操作的条件为500-5000g,优选1000-3500g,更优选2000-3300g。离心操作进行1-20分钟,优选5-10分钟。随后分别收集上清溶液和沉淀,其中上清溶液可以用作本发明的包含蛋白质的第一溶液。 [0044]根据本发明的一个实施方式,所述提取步骤可以再重复至少一次。在该实施方式中,将上述离心操作得到的沉淀物再次与水混合,重复上述提取步骤,再次得到上清溶液和沉淀,将此次得到的上清溶液与第一次提取得到的上清溶液合并,用作本发明的包含蛋白质的溶液。对于实施三次或更多次提取的操作,以同样的方式对前一次获得的沉淀进行上述提取操作,并将每一次提取操作获得的上清溶液与之前的上清溶液合并,用作本发明的包含蛋白质的溶液。 [0045]在本发明的方法中,可以在获得包含蛋白质的溶液之后,直接对其进行灭菌、调质等步骤,但是也可以在灭菌之前对该包含蛋白质的溶液进行另外的加工工序。根据本发明的一个实施方式,步骤(ii)是通过以下方式来获得包含蛋白质的溶液的:首先,将以上所述的从原料(例如豆粕)中提取蛋白质的操作看作步骤(ii)的一个工序,记作工序(a),在(a)获得包含蛋白质的溶液之后,在灭菌步骤(iii)之前,还要进行(b)蛋白质沉淀、(c)沉淀的蛋白质重新制成悬浮液、(d)使得该悬浮液中的蛋白质重新溶解以形成重溶溶液这三个步骤。在工序(b)中,对工序(a)得到的包含蛋白质的溶液的pH值进行调节,以使得蛋白质沉淀,获得沉淀的固体蛋白质。所述pH值为目标蛋白质等电点±0.3,优选蛋白质等电点±0.1,用来调节pH值的试剂可以为以上提取蛋白质所使用的酸性试剂和碱性试剂。生成的蛋白质沉淀通过离心法进行分离,离心操作的条件如上文步骤所述。 [0046]在本发明的工序(c)中,将工序(b)得到的固体蛋白质悬浮在水中,获得蛋白质分散体。以最终蛋白质分散体的总重量为基准计,加入其中的蛋白质的固体量为1-15重量%,优选5-14重量%,更优选8-13重量%,更优选10-12.5重量%。该工序(b)优选全程在常温下进行,也即是说,将固体蛋白质分散在常规的冷水中。 [0047]在本发明的工序(d)中,对工序(c)得到的分散体的pH值进行调节,使得固体蛋白质完全溶解在水中,形成重溶溶液。该步骤的最终pH值≥蛋白质等电点+0.3,优选为4.8-7.0,更优选为5.5-7.0,更优选为6-6.5。用来调节pH值的试剂可以为以上步骤(ii)中提取豆粕等原料时所使用的酸性试剂和碱性试剂。此处得到的重溶溶液可以作为包含蛋白质的溶液直接用于灭菌步骤(iii),也可以经过之后的酶处理步骤,再用于灭菌步骤(iii)。 [0048]在本发明的工序(e)中,对工序(d)得到的重溶溶液进行植酸水解处理。该步骤将植酸酶加入所述重溶溶液中,以所述重溶溶液的总重量为基准计,所述植酸酶的加入量为0.01-2重量%,优选0.05-1重量%。该植酸水解处理在30-90℃的温度下进行,期间持续搅拌,持续时间为1分钟至10小时,优选5分钟至5小时,更优选5分钟至2小时,最优选5分钟至100分钟。在此过程中使得蛋白质中包含的植酸至少部分地发生分解。申请人认为,通过该分解植酸的操作,能够一定程度改善蛋白质的分散性和分散之后的稳定性。另外,植酸具有较强的螯合能力,会对钙、铁、镁等矿物质进行螯合而形成难溶物质,妨碍人体对这些矿物质的正常吸收,因此植酸至少部分水解的操作也同时有利于改善人体对所需的金属矿物质元素的吸收。 [0049]在本发明的步骤(iii)中,对工序(a)得到未经重溶、未经酶处理的包含蛋白质的溶液、或者对工序(d)得到的重溶溶液(也即经过重溶处理的包含蛋白质的溶液)、或者对步骤(e)得到的经过酶处理的重溶溶液(经重溶且经酶处理的包含蛋白质的溶液)进行灭菌,优选进行高温灭菌。该高温灭菌可以在常规的温度下进行合理的时间,例如可以使用本领域已知的立式高压杀菌锅、卧式高压杀菌锅、回转式杀菌设备、新含气调理杀菌锅等设备进行操作,加热温度可以为100-150℃,优选120-145℃,杀菌持续时间为1-60秒,优选5-50秒,更优选10-30秒,更优选15-20秒。该高温灭菌操作杀灭了第二溶液中至少99.99%的微生物。 [0050]本发明非常关键的一个步骤是在所述灭菌步骤(iii)之后,对得到的经过高温灭菌的第二溶液进行调质,具体做法是使用酸性/碱性试剂将其pH值调至7.0-7.5的范围内。用来调节pH值的试剂可以为以上步骤(ii)所使用的酸性试剂和碱性试剂。申请人经过大量深入的实验和研究之后发现,该调质步骤对于实现本发明的目的是至关重要的。下文的实验步骤中,申请人通过大量的对比实验证明,只有在灭菌(优选高温灭菌)之后进行调质步骤,并且在该调质步骤中选择特定的pH值范围,才能够制得易于分散并且分散后具有优异稳定性的蛋白质产品。如果将该调质步骤的次序移至灭菌(优选高温灭菌)步骤之前,并且在灭菌(优选高温灭菌)步骤之后不再进行调质,或者调质的pH范围在本发明具体限定的范围之外,则无法同时实现上述技术效果,使得蛋白质产品无法满足消费者需求。另外,在灭菌步骤(iii)之后进行调质的前提下,也可以任选地在所述灭菌步骤(iii)之前额外添加调质步骤。不过如上所述,最关键的是在灭菌步骤(iii)之后进行特别设计的调质。 [0051]最后一个步骤是对经过调质的第二溶液进行干燥粉末化(v),制得本发明的目标产品植物性分离蛋白质。该干燥粉末化可以例如常规的工艺进行,优选采用喷雾干燥法进行。 [0052]实施例 [0053]在以下实施例中具体列举了本发明的优选实施方式,但是应当理解,本发明的保护范围不仅限于此。本发明以下实施例和对比例中使用的低温白豆片通过以下常规步骤制得:获取大豆原料,对大豆原料进行筛选、除杂、破碎、去皮、轧胚、浸提脱油、蒸汽脱溶、干燥,获得本发明以下实施例中使用的低温白豆片(脱脂豆粕),其pH(5%溶液)约为6.3,水分含量约为10%,蛋白含量(湿基)约为45-52%,但是本发明对比例和实施例中使用同一批次获得的低温白豆片(脱脂豆粕),以确保其实验结果可以相互直接比较。 [0054]使用的氢氧化钠、盐酸和植酸酶均在市场上购得,使用的GEA型离心机,喷雾干燥设备购自大川原公司。 [0055]对比例1 [0056]在该对比例1中,在不进行植酸酶处理和调质步骤的情况下,生产了大豆分离蛋白。 [0057]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0058]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。 [0059]将所述第二溶液在145℃的温度下高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0060]对比例2 [0061]在该对比例1中,在不进行调质步骤的情况下,生产了大豆分离蛋白。 [0062]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0063]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0064]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在145℃的温度下高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0065]对比例3 [0066]在该对比例3中,在高温灭菌之后进行了调质,但是调质的pH值刚好低于本发明限定的范围。 [0067]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0068]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0069]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在145℃的温度下高温快速杀菌15s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到6.9。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0070]对比例4 [0071]在该对比例4中,在高温灭菌之后进行了调质,但是调质的pH值刚好高于本发明限定的范围。 [0072]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0073]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0074]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在145℃的温度下高温快速杀菌15s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到7.6。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0075]对比例5 [0076]在该对比例5中,调质步骤的pH值在本发明限定的范围之内,但是调质步骤在高温灭菌之前进行,而不在高温灭菌步骤之后进行。 [0077]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0078]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0079]在进行过植酸水解之后,采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对该第二溶液进行调质,将其pH调整到7.0。然后在145℃的温度下高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0080]对比例6 [0081]在该对比例6中,调质步骤的pH值在本发明限定的范围之内,但是调质步骤在高温灭菌之前进行,而不在高温灭菌步骤之后进行。 [0082]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0083]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0084]在进行过植酸水解之后,采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对该第二溶液进行调质,将其pH调整到7.2。然后在145℃的温度下高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0085]对比例7 [0086]在该对比例7中,调质步骤的pH值在本发明限定的范围之内,但是调质步骤在高温灭菌之前进行,而不在高温灭菌步骤之后进行。 [0087]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0088]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0089]在进行过植酸水解之后,采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对该第二溶液进行调质,将其pH调整到7.4。然后在145℃的温度下高温快速杀菌15s。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0090]实施例1 [0091]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0092]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0093]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在145℃的温度下高温快速杀菌15s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到7.0。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0094]实施例2 [0095]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0096]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0097]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在145℃的温度下高温快速杀菌15s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到7.2。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0098]实施例3 [0099]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0100]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0101]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在145℃的温度下高温快速杀菌15s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到7.4。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0102]试验例1蛋白质产品的分散性与分散稳定性的表征 [0103]采用以下方式对以上对比例1-7和实施例1-3制得的蛋白质的分散性和分散稳定性进行表征。称取150g温水(45-50℃)于400ml的烧杯中,另外分别称取12g上述各实施例或比较例制备的成品粉末,倒入上述温水中,用玻璃棒以200rpm的转速搅拌1分钟。之后使用25目的筛网对溶液进行过滤,对留在筛网上的固体物质的干燥重量进行称重,记作m,m值的大小表示产品分散性的好坏。m值越小,则表示分散性越好。将上述过完筛后的溶液倒入400ml的烧杯,静置,至到溶液出现肉眼可见的分层,记录出现分层的时间t,t表示产品的分散稳定性。t值越小,则分散稳定性越差。 [0104]所述分散性和分散稳定性的结果见下表: [0105]表1发明实施例1-3和对比例1-7制得的蛋白质的分散性和分散稳定性 [0106] [0107]在以下的实施例4-8和比较例8-10中,考察了一些工艺条件(例如调质过程的pH值,杀菌过程的温度和持续时间)对制得的蛋白质的分散性和分散稳定性的影响。 [0108]实施例4 [0109]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0110]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0111]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在145℃的温度下高温快速杀菌15s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到7.5。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0112]实施例5 [0113]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0114]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0115]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在110℃的温度下高温快速杀菌100s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到7.0。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0116]实施例6 [0117]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0118]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0119]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在170℃的温度下高温快速杀菌4s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到7.0。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0120]实施例7 [0121]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0122]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0123]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在140℃的温度下高温快速杀菌20s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到7.0。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0124]实施例8 [0125]将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0126]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0127]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在150℃的温度下高温快速杀菌5s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到7.0。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0128]对比例8 [0129]该对比例8考察了调质步骤pH值在本发明范围之内,但是高温灭菌步骤的温度在本发明优选范围之外的情况下,对制得的蛋白质的分散性和分散稳定性的影响。将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0130]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0131]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在90℃的温度下高温快速杀菌100s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到7.0。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0132]对比例9 [0133]该对比例9考察了调质步骤pH值在本发明范围之外的情况下,对制得的蛋白质的分散性和分散稳定性的影响。将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0134]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0135]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在145℃的温度下高温快速杀菌15s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到8.0。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0136]对比例10 [0137]该对比例10考察了调质步骤pH值在本发明范围之外的情况下,对制得的蛋白质的分散性和分散稳定性的影响。将500克脱脂豆粕分散在3500克的50℃的温水中,搅拌均匀,用10重量%的氢氧化钠水溶液将该混合物的pH值调节到7.5,搅拌30分钟。在3300g的条件下离心5分钟。分别收集上清溶液和沉淀。将得到的沉淀与5倍量的50℃的温水混合,搅拌5分钟。在3300g的条件下离心5分钟。收集上清溶液,将这两次收集的上清溶液均匀混合,得到第一溶液。用1mol/L的盐酸将该第一溶液的pH值调节到4.5。观察到产生大量沉淀。在3300g的条件下离心5分钟,收集沉淀。将收集到的沉淀分散在15℃冷水中,获得分散体,并且以该分散体的重量为基准计,加入的沉淀(即固体蛋白质)的量为12.5重量%。 [0138]用10重量%的氢氧化钠水溶液将上述分散体的pH值调节至6.5,持续搅拌使得沉淀完全溶解,得到第二溶液,也称为中和液。将该第二溶液的温度加热至50℃,向其中加入0.2重量%植酸酶(以第二溶液中蛋白质干重为基准计),在该温度下搅拌20分钟。 [0139]在进行过植酸水解之后,将所述第二溶液在145℃的温度下高温快速杀菌15s。采用10%(w/w)氢氧化钠溶液对经过高温快速杀菌的第二溶液进行调质,将其pH调整到6.0。最后再喷雾干燥,得到产品蛋白质。 [0140] [0141]从上表可以看到,本发明通过在高温灭菌步骤之后进行适当的调质操作,同时获得了所需的分散性和分散稳定性。与之相对,如果不进行所述调质步骤,或者将调质步骤改在高温灭菌步骤之前进行,或者调质步骤的pH值略微超出本发明具体限定的范围,则无法同时获得所需的分散性和分散稳定性。
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