專利名稱：一種提取大豆蛋白的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大豆深加工的方法，特別是涉及一種提取大豆蛋白的方法。
背景技術(shù)：
高蛋白含量(70％以上)的脫脂大豆粉與大豆分離蛋白是現(xiàn)代大豆加工業(yè)的主要產(chǎn)品，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和人們對(duì)大豆蛋白的營(yíng)養(yǎng)特性和功能特性認(rèn)識(shí)的不斷深入，高蛋白含量(70％以上)的脫脂大豆粉與分離蛋白作為食品的加工原料或添加劑被廣泛地應(yīng)用于肉、乳和面制品、方便、冷凍、糖果及飲料等幾十類產(chǎn)品。目前我國(guó)大豆分離蛋白的生產(chǎn)主要是沿用傳統(tǒng)的“堿溶酸沉”工藝，產(chǎn)品雖然在蛋白含量上達(dá)到了技術(shù)要求，但溶解性、凝膠性、乳化性等功能性特點(diǎn)不突出；產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱，而且產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)較單一，滿足不了乳和面制品、方便、冷凍、糖果及飲料等其他方面的需求。
大豆蛋白的功能特性主要是指大豆蛋白質(zhì)在用做食品加工時(shí)所表現(xiàn)出的加工特性，如凝膠形成性、乳化性、發(fā)泡性、溶解性、持水性、持油性等。目前，一般改善加工功能特性的做法是將大豆蛋白進(jìn)行改質(zhì)，采用的途徑有磷酸化法、乙?；ā⒌鞍酌杆夥ǖ?。然而，這些方法是蛋白被分離后進(jìn)行的后修飾技術(shù)，不但增加了工藝難度和設(shè)備，而且往往由于反應(yīng)過(guò)程不易控制而使產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定。
大豆蛋白主要由大豆球蛋白(11S)和β-伴大豆球蛋白(7S)構(gòu)成，而二者在功能性上有著顯著不同。大豆球蛋白(11S)具有高凝膠性，而β-伴球蛋白(7S)具有高乳化性。然而，目前的大豆分離蛋白生產(chǎn)工藝并未能使這兩種組分發(fā)揮各自的功能優(yōu)勢(shì)。
發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種提取大豆蛋白的方法。
本發(fā)明所提供的提取大豆蛋白的方法，包括以下步驟(1)將低溫脫脂未變性的大豆原料片或粉以1∶8-15的料水質(zhì)量比分散于溫度為25-60℃、pH值為6.5-11的水中，除去非可溶性成分；(2)調(diào)整步驟(1)中得到的溶液離子強(qiáng)度為0.05-1.0，pH值為4.0-6.0，得到的沉淀物即為大豆蛋白。
其中，步驟(1)中的低溫脫脂未變性的大豆原料片或粉可按照常規(guī)方法制備，也可從市場(chǎng)購(gòu)買；為使蛋白溶解充分，所述分散過(guò)程中可進(jìn)行機(jī)械攪拌或超聲波處理，所述機(jī)械攪拌包括研磨和機(jī)械粉碎的各種攪拌方式，如，可以50-80rpm的轉(zhuǎn)速攪拌30-60分鐘，或在功率500w、頻率25KHz的超聲波處理30-60分鐘；可通過(guò)離心或過(guò)濾的方式除去所述非可溶性成分，所述離心的轉(zhuǎn)速可為2000-4000rpm，所述過(guò)濾可采用濾過(guò)孔徑為80-200目的濾布。
步驟(2)中的溶液離子強(qiáng)度可用K+或Na+的鹽酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、檸檬酸鹽、亞硫酸鹽和抗壞血酸鹽等中的單一鹽或其任意組合而成的復(fù)合鹽進(jìn)行調(diào)整；調(diào)整pH用酸為食品工業(yè)用鹽酸、硫酸等；所述沉淀物可通過(guò)離心得到，所述離心的轉(zhuǎn)速可為3000-7000rpm。
為了得到更純的大豆蛋白，上述大豆蛋白可用水洗滌，然后用6-10倍的水分散并調(diào)分散液的pH為7.0-8.5，噴霧干燥得到較純的大豆蛋白。
當(dāng)步驟(2)中的所述離子強(qiáng)度為0.05-0.1，pH為5.0-6.0時(shí)，在4000-7000rpm離心，得到的沉淀物為高11S或高大豆球蛋白組分或稱低7S或低β-伴大豆球蛋白組分的大豆蛋白。將該沉淀物加水分散按公知的工藝處理后，經(jīng)SDS-PAGE電泳對(duì)蛋白質(zhì)的構(gòu)成檢測(cè)，該大豆球蛋白的11S組分所占的比例含量高于70％。
當(dāng)步驟(2)中的所述離子強(qiáng)度為0.05-0.1，pH為5.0-6.0時(shí)，在4000-7000rpm離心，得到的上清液用稀酸調(diào)pH至4.0-5.0，然后在2000-4000rpm離心，得到的沉淀物即為高7S或高β-伴大豆球蛋白組分或稱低11S或低大豆球蛋白組分的大豆蛋白。將該沉淀物加水分散按公知的工藝處理后，經(jīng)SDS-PAGE電泳對(duì)蛋白質(zhì)的構(gòu)成檢測(cè)，蛋白質(zhì)的7S組分所占的比例含量高于60％。
本發(fā)明的大豆蛋白提取工藝可以在中性條件下提取大豆蛋白，與常規(guī)堿法提取相比，不僅避免了堿引起的蛋白變性而且還減少了酸堿用量，有利于環(huán)保；本發(fā)明可根據(jù)產(chǎn)品要求調(diào)整提取介質(zhì)條件，得到所需7S/11S的不同含量比例的大豆蛋白或高蛋白含量大豆粉；本發(fā)明方法制備的大豆蛋白有很強(qiáng)功能特性，如高7S大豆蛋白有很好的溶解性和弱凝膠形成性和乳化性，可廣泛地用于冰淇淋、飲料、乳制品；高11S大豆蛋白有很好的發(fā)泡穩(wěn)定性和凝膠性，可廣泛地用于面制品，改善產(chǎn)品的加工品質(zhì)；本發(fā)明改善了傳統(tǒng)的大豆分離蛋白提取工藝，充分地發(fā)揮大豆蛋白本身的功能特性，解決了大豆蛋白產(chǎn)品的加工功能特性不突出的問(wèn)題，為開(kāi)發(fā)出適于飲料、乳制品、面制品等方面的大豆蛋白制品提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
下述實(shí)施例中所用酸均為食品工業(yè)用酸。
實(shí)施例1、提取高11S組分的大豆蛋白將低溫脫脂富含11S組分的品種為TOHOKU 124的大豆的原料片，按原料豆粕片與水1∶10的質(zhì)量比投料，在料液溫度60℃的條件下用1M的NaOH堿液調(diào)整pH至9.0，以65rpm的速度攪拌45分鐘，在4000rpm離心除渣。將上清液用35％的食品工業(yè)用鹽酸調(diào)整pH至4.5，在3000rpm離心，棄去上清夜，將沉淀洗滌2次，然后用8倍體積的水分散并用1M NaOH堿液調(diào)分散液的pH＝8.0，噴霧干燥得高11S組分，11S占大豆蛋白的79％。
實(shí)施例2、提取高7S組分的大豆蛋白將低溫脫脂且蛋白質(zhì)富含7S組分的品種為TAMAHOMATE的大豆的原料粉，按原料大豆粉與水1∶12的質(zhì)量比投料，在料液溫度45℃的條件下用1M的NaOH堿液調(diào)整pH至8.0，以60rpm的速度攪拌40分鐘，在4000rpm離心除渣。將上清液用35％的食品工業(yè)用鹽酸調(diào)整pH至4.0，在3000rpm離心，棄去上清夜，將沉淀洗滌2次，然后用10倍體積的水分散并用1M的NaOH堿液調(diào)分散液的pH＝8.0，噴霧干燥得高7S組分，7S占大豆蛋白的68％含量。
實(shí)施例3、提取高11S組分的大豆蛋白將低溫脫脂大豆原料片(購(gòu)自哈爾濱高科技集團(tuán)，蛋白質(zhì)含量為50％-55％)，按原料片與水1∶15的質(zhì)量比投料，在料液溫度35℃的條件下用1M的NaOH堿液調(diào)整pH至11.0，以70rpm的速度攪拌40分鐘，在4000rpm離心除渣。在上清液中添加磷酸鈉、亞硫酸鈉、檸檬酸鉀、抗壞血酸鉀配制的復(fù)合鹽(該復(fù)合鹽中磷酸鈉的濃度為0.3g/Kg、亞硫酸鈉濃度為0.1g/Kg、檸檬酸鉀的濃度為0.5g/Kg、抗壞血酸鉀的濃度為800mg/Kg(單獨(dú)計(jì)算))，使溶液的離子強(qiáng)度達(dá)到0.05，然后用35％的食品工業(yè)用鹽酸調(diào)整pH至5.5，在7000rpm離心，棄去上清液，將沉淀洗滌2次，然后用9倍體積的水分散并用1M的NaOH堿液調(diào)分散液的pH＝8.0，噴霧干燥得高11S組分大豆蛋白，11S組分占大豆蛋白的80％。
實(shí)施例4、提取高7S組分的大豆蛋白大豆蛋白的原料和前處理及離子強(qiáng)度調(diào)整和pH調(diào)整同實(shí)施例3。將實(shí)施例3中在7000rpm離心得到高11S組分后的上清液繼續(xù)用1M的鹽酸調(diào)整pH至4.5，在4000rpm離心得沉淀，將該沉淀洗滌2次，然后用10倍體積的水分散并用堿調(diào)分散液的pH＝8.0，噴霧干燥得高7S組分大豆蛋白，7S組分含量為大豆蛋白的60％。
實(shí)施例5、提取高11S組分的大豆蛋白將低溫脫脂大豆原料片(購(gòu)自哈爾濱高科技集團(tuán)，蛋白質(zhì)含量為50％-55％)，按原料豆片與水1∶11的質(zhì)量比投料，在料液溫度40℃的條件下用1M的NaOH堿液調(diào)pH至8.0，以50rpm的速度攪拌同時(shí)用功率500w、頻率25KHz的超聲波處理60分鐘，在4000rpm離心除渣。在上清液中添加磷酸鈉、亞硫酸鈉、檸檬酸鉀、抗壞血酸鉀配制的復(fù)合鹽(該復(fù)合鹽中磷酸鈉的濃度為0.3g/Kg、亞硫酸鈉濃度為0.1g/Kg、檸檬酸鉀的濃度為0.5g/Kg、抗壞血酸鉀的濃度為800mg/Kg(單獨(dú)計(jì)算))，使溶液的離子強(qiáng)度達(dá)到0.05，然后用35％的食品工業(yè)用鹽酸調(diào)整pH至6.0，在7000rpm離心，棄去上清液，將沉淀洗滌2次，然后用10倍體積的水分散并用堿液1M NaOH調(diào)分散液的pH＝8.0，噴霧干燥得高11S組分大豆蛋白。11S組分占大豆蛋白的76％。
實(shí)施例6、提取高7S組分的大豆蛋白將實(shí)施例5中在7000rpm離心得到高11S組分后的上清液繼續(xù)用1M HCl酸調(diào)整pH至4.5，在4000rpm離心得沉淀，將該沉淀洗滌2次，然后用10倍體積的水分散并用堿液1M NaOH調(diào)分散液的pH＝8.0，噴霧干燥得高7S組分大豆蛋白，7S組分含量為大豆蛋白的58％。
實(shí)施例7、本發(fā)明方法制備的大豆蛋白在冰淇淋和中筋面粉中的應(yīng)用將實(shí)施例4制得的高7S組分大豆蛋白分別按4％和6％的質(zhì)量百分含量添加到冰淇淋中，對(duì)冰淇淋進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。冰淇淋的基礎(chǔ)配方如下鮮奶油、鮮奶(10％)，白砂糖(9.25％)，穩(wěn)定劑(0.45％)，脫脂奶粉(8-9％) (總脂肪含量10％，總固形物含量37％)。結(jié)果表明用本發(fā)明方法提取的高7S組分大豆蛋白完全可以用于冰淇淋的生產(chǎn)(表1)。
表1.冰淇淋添加高7S組分大豆蛋白后的效果高11S組分大豆膨脹率感官評(píng)價(jià)蛋白添加量(％)(％)0 33 組織細(xì)膩，口感厚實(shí)，有鮮奶的香味4 41 組織狀態(tài)均一，細(xì)膩，有膠粘感，口感較厚實(shí)，無(wú)豆腥味6 43 組織狀態(tài)均一，較松軟，入口圓滑，口感厚實(shí)，香料風(fēng)味不突出，無(wú)豆腥味實(shí)施例8、本發(fā)明方法制備的大豆蛋白在中筋面粉中的應(yīng)用將實(shí)施例3制得的高11S組分大豆蛋白按3％的質(zhì)量百分含量添加到中筋面粉中，利用布拉本德粉質(zhì)儀測(cè)定面粉的粉質(zhì)。結(jié)果表明在中筋面粉中添加用本發(fā)明方法提取的高11S組分大豆蛋白，中筋面粉的品質(zhì)有明顯的改善(表2)。
表2.面粉添加高11S組分大豆蛋白后的粉質(zhì)改善效果項(xiàng)目 標(biāo)準(zhǔn)樣品(對(duì)照) 添加3％專用大豆蛋白樣品揉面缽(g) 5050揉面速度(l/min)6363吸水率(％) 66.0 71.0面團(tuán)形成時(shí)間(min) 3.5 5.2穩(wěn)定性(min)6.7 7.6弱化度(開(kāi)始后10min)39FU 28FU弱化度(ICC標(biāo)準(zhǔn)/開(kāi)始后12min)51FU 55FU粉質(zhì)評(píng)價(jià)值 799權(quán)利要求
1.一種提取大豆蛋白的方法，包括以下步驟(1)將低溫脫脂未變性的大豆原料片或粉以1∶8-15的料水質(zhì)量比分散于溫度為25-60℃、pH為6.5-11的水中，除去非可溶性成分；(2)調(diào)整步驟(1)中得到的溶液離子強(qiáng)度為0.05-1.0，pH值為4.0-6.0，得到的沉淀物即為大豆蛋白。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述分散過(guò)程中以50-80rpm的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌30-60分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述分散過(guò)程中以功率500w、頻率25KHz的超聲波處理30-60分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中的溶液離子強(qiáng)度用K+或Na+的鹽酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、檸檬酸鹽、亞硫酸鹽和抗壞血酸鹽中的單一鹽或其任意組合而成的復(fù)合鹽進(jìn)行調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中的沉淀物通過(guò)轉(zhuǎn)速為3000-7000rpm離心得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中的溶液離子強(qiáng)度為0.05-0.1，pH為5.0-6.0，在4000-7000rpm離心，得到的沉淀物為高大豆球蛋白組分的大豆蛋白。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中的溶液離子強(qiáng)度為0.05-0.1，pH為5.0-6.0，在4000-7000rpm離心，得到的上清液用酸調(diào)pH至4.0-5.0，然后在2000-4000rpm離心，得到的沉淀物為高β-伴大豆球蛋白組分的大豆蛋白。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提取大豆蛋白的方法，該方法包括以下步驟(1)將低溫脫脂未變性的大豆原料片或粉以1∶8－15的質(zhì)量比分散于溫度為25－60℃、pH為6.5－11的水中，除去非可溶性成分；(2)調(diào)整步驟(1)中得到的溶液離子強(qiáng)度為0.05－1.0，pH值為4.0－6.0，得到的沉淀物即為大豆蛋白。本發(fā)明改善了傳統(tǒng)的大豆分離蛋白提取工藝，按照大豆蛋白組分本身的理化特性分別進(jìn)行大豆球蛋白和β－伴大豆球蛋白的分離提取，獲得了較高純度的大豆球蛋白和β－伴大豆球蛋白產(chǎn)品，充分地發(fā)揮大豆蛋白本身的功能特性，解決了大豆蛋白產(chǎn)品的加工功能特性不突出的問(wèn)題，為開(kāi)發(fā)出適于飲料、乳制品、面制品等方面的大豆蛋白制品提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A23J1/14GK1561787SQ200410029589
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者郭順堂, 韓雅君, 孟巖, 任晨剛, 李武祎 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)