專(zhuān)利名稱(chēng)：獲得具有中等分子量的植物蛋白級(jí)分的方法、植物蛋白級(jí)分及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的方法、根據(jù)權(quán)利要求5的前 序部分的植物蛋白級(jí)分，以及根據(jù)權(quán)利要求7的植物蛋白級(jí)分的用途。因 此，本發(fā)明涉及獲得植物蛋白的方法、植物蛋白本身以及植物蛋白的用途。
背景技術(shù)：
對(duì)于整個(gè)生命世界來(lái)說(shuō)，蛋白質(zhì)是至關(guān)重要的化合物，大多具有作為 酶以及貯藏物質(zhì)(貯藏蛋白)的生化功能，因此可以說(shuō)如同用于非常重要 的過(guò)程主要是用于生長(zhǎng)和/或繁殖過(guò)程的資源庫(kù)。蛋白質(zhì)的特征在于它們的 分子尺寸、它們的組成以及它們的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)。如果化學(xué)結(jié)構(gòu)僅僅由 氨基酸組成且鏈長(zhǎng)度達(dá)到約30或更多個(gè)氨基酸，則稱(chēng)其為蛋白質(zhì)。更短的 鏈通常稱(chēng)為肽。但是，實(shí)際上沒(méi)有對(duì)這一分類(lèi)的確切定義。這一分類(lèi)是比 較任意的且僅用于某些個(gè)別情況。蛋白質(zhì)是由單細(xì)胞生物例如細(xì)菌和酵母， 以及植物和動(dòng)物產(chǎn)生的。蛋白質(zhì)是人和動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和健康的必不可少的物質(zhì)。 除了它們的化學(xué)、營(yíng)養(yǎng)和生化特性，蛋白質(zhì)還具有所謂的功能特性。例如 蛋白質(zhì)的吸水性、可消化性、水溶性、產(chǎn)生和穩(wěn)定泡沫以及它們的乳化性 能等特征的特點(diǎn)在于它們的三級(jí)和二級(jí)結(jié)構(gòu)且使得它們能夠用于技術(shù)應(yīng) 用。因此，蛋白質(zhì)用于許多技術(shù)領(lǐng)域，例如用作膠水、乳化劑和增稠劑。 如果暴露于熱或酸或?yàn)r濾劑，蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)會(huì)受到嚴(yán)重的且經(jīng)常是不 可逆轉(zhuǎn)的破壞。通過(guò)由于酶或強(qiáng)堿性或強(qiáng)酸性介質(zhì)造成的蛋白質(zhì)水解作用， 二級(jí)結(jié)構(gòu)被破壞。因此，在蛋白質(zhì)分離過(guò)程中保持蛋白的功能特性是非常 重要的。
現(xiàn)有技術(shù)是分離動(dòng)物和植物蛋白。動(dòng)物和植物蛋白已經(jīng)用于多種應(yīng)用 領(lǐng)域，例如用作食品(豆腐)、動(dòng)物飼料、用于化妝品中，以及用作工業(yè)蛋 白(蛋白膠或類(lèi)似物)。蛋白質(zhì)對(duì)于飲食、營(yíng)養(yǎng)技術(shù)，例如用作發(fā)泡劑、乳 化劑、結(jié)構(gòu)化劑和/或結(jié)構(gòu)改進(jìn)劑(例如用于橡皮熊糖和釉衣的明膠)、動(dòng)物飼料、化妝品和醫(yī)藥產(chǎn)品的重要性是獨(dú)一無(wú)二的且無(wú)法被其他任何物質(zhì)所 代替。獲得具有優(yōu)異的水溶性和乳化性能的這種功能蛋白質(zhì)的最容易的方
法是使用奶或蛋以及對(duì)產(chǎn)品沒(méi)有任何有害作用的工藝(pH值不發(fā)生顯著變 化，不使用高溫)。在工業(yè)部門(mén)中，酪蛋白酸鹽經(jīng)常用作瓶帖的膠水；膠原 蛋白經(jīng)常用在化妝品中。
存在的問(wèn)題是，尤其是動(dòng)物蛋白經(jīng)常引起過(guò)敏反應(yīng)。 患有乳糖不耐癥的或?qū)εＤ痰鞍走^(guò)敏的許多消費(fèi)者對(duì)非常常用的牛奶
蛋白感到恐懼。而且，動(dòng)物蛋白的缺點(diǎn)在于攜帶可能的疾病(例如牛綿 狀腦病(BSE)、艾滋病病毒(HIV)或禽流感)，或者它們可能是病原體。 動(dòng)物蛋白的另一缺點(diǎn)在于，由于道德原因，許多人群經(jīng)常不接受它們。例 如，就是由于這些原因，基于膠原蛋白的皮膚膏在亞洲和穆斯林文化中是 禁止的。但是，即使是在申請(qǐng)人的文化中，它們也會(huì)導(dǎo)致各種反感。而且， 動(dòng)物蛋白通常比植物蛋白昂貴，因?yàn)槟壳爸参锏鞍妆葎?dòng)物蛋白更耐久一一 植物蛋白的制造成本更低且對(duì)于素食或其他任何飲食例如嘌呤減少的飲食 或管養(yǎng)物而言是理想的。因此，更詳細(xì)地研究植物蛋白是有意義的。
植物蛋白，特別是高品質(zhì)馬鈴薯蛋白能夠避免動(dòng)物蛋白的許多上述缺 點(diǎn)。許多植物蛋白是幾乎不引起過(guò)敏的或根本不引起過(guò)敏的，即它們沒(méi)有 登記在EU的過(guò)敏原列表中且被所有文化所接受，而且由于對(duì)特定塊莖例如 馬鈴薯的培養(yǎng)，能夠保證獲得有機(jī)產(chǎn)品和不使用基因改良(GM)技術(shù)(非 GMO證書(shū))的產(chǎn)品。
從所有的工業(yè)上使用的動(dòng)物蛋白例如乳制品和乳清制品、明膠、雞蛋 蛋白、膠原蛋白等中，乳蛋白，主要是酪蛋白及其鹽、用作全蛋白或蛋清 的雞蛋蛋白以及蛋黃，以及從屠宰場(chǎng)廢物分離出的蛋白例如明膠、骨膠和 膠原蛋白主要用在技術(shù)部門(mén)，即營(yíng)養(yǎng)技術(shù)、工業(yè)部門(mén)等。目前，用于曰常 使用的經(jīng)分離的植物蛋白僅僅來(lái)自于有限數(shù)量的植物。
常用的經(jīng)分離的植物蛋白來(lái)自于豆類(lèi)，例如大豆，有時(shí)也來(lái)自于豌豆 類(lèi)和小麥。以較大規(guī)模使用的分離物是大豆和小麥蛋白，即所謂的麩質(zhì)。 ^^是有問(wèn)題的蛋白，因?yàn)樵S多人對(duì)麩質(zhì)過(guò)敏(乳糜瀉)，對(duì)于不含麩質(zhì)的 植物蛋白存在極大的需求。廣泛用作動(dòng)物蛋白和動(dòng)物飼料的替代品的大豆 蛋白由于含有荷爾蒙活性物質(zhì)因而并非無(wú)可爭(zhēng)議的。
重要性略低的其他經(jīng)分離的植物蛋白來(lái)自于油菜、羽扇豆和其他豆類(lèi)
4或馬鈴薯。盡管存在需要，但是許多市售植物蛋白特別是馬鈴薯蛋白的品 質(zhì)是不令人滿(mǎn)意的。其原因就是品質(zhì)易變。
下面基于馬鈴薯更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明絕不僅僅限于這一 物種，而是，如對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的，能夠容易地應(yīng) 用于其他塊莖和植物。
為了從通過(guò)離析或擠壓相關(guān)的植物部分特別是果實(shí)而產(chǎn)生的果實(shí)汁液 中制造植物蛋白，使用兩種不同的技術(shù)方法。
1. 通過(guò)使酶失活而使果實(shí)汁液中的蛋白質(zhì)熱凝固 或
2. 使用酸性pH從果實(shí)汁液中沉淀蛋白質(zhì)
針對(duì)本發(fā)明，塊莖部分是指塊莖的貯藏器官(例如馬鈴薯、木薯、向 曰葵(girasol)、山藥、甘薯、芋頭、苦味木薯、洋芋、紙莎草、塊根替馬
鈴薯fUllucus tuberosus C.)--J斜艮金蓮花(bulbous nasturtium )， 南美塊
莖酢漿草(Oxalis tuberose m.)，等等)。
針對(duì)本發(fā)明，果實(shí)汁液是指從植物部分?jǐn)D出的汁液以及借助水性介質(zhì) 從植物部分離析出的植物蛋白溶液。在相關(guān)植物部分的液體含量不合適或 者需要轉(zhuǎn)移殘余蛋白的任何情況下，需要對(duì)植物部分進(jìn)行離析。
截止目前，這樣的植物蛋白通常是通過(guò)對(duì)果實(shí)汁液進(jìn)行熱處理/酸性處 理并且通過(guò)從果實(shí)汁液直接分離出沉淀的蛋白質(zhì)而生產(chǎn)的。
借助熱沉淀從果實(shí)汁液離析蛋白質(zhì)的結(jié)果是得到功能性不足的微溶產(chǎn) 物，所述產(chǎn)物是消化不良的、味道重且含有有害物質(zhì)。
在高溫下，蛋白質(zhì)將受到過(guò)渡破壞，且使其在食品工業(yè)中非常有用的 寶貴特性將會(huì)越來(lái)越多地受到破壞，所述寶貴特性為中性味道、亮色、 可溶性，還有其他所有功能性，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)將變成角質(zhì)的且可消化性降 低。
在沉淀的植物蛋白中作為伴生物質(zhì)存在的典型負(fù)性物質(zhì)例如是胰蛋 白酶抑制劑、抑制蛋白質(zhì)消化酶胰蛋白酶以及因此還抑制消化的蛋白質(zhì)。 只有通過(guò)靶向失活過(guò)程，例如通過(guò)在70。C或更高溫度熱處理才能使胰蛋白 酶抑制劑無(wú)害。
而且，可能產(chǎn)生以下物質(zhì)抑制消化以及鐵的攝取并且使消化酶失活 的鞣酸；有毒的配糖生物堿，例如茄屬草本植物中的茄堿；蛋白酶抑制劑和多酚。
而且，通過(guò)在堿性環(huán)境中對(duì)蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行熱沉淀(還包括有時(shí)必需 的巴氏殺菌法)產(chǎn)生的許多植物蛋白具有更高含量的賴(lài)氨酸丙氨酸，這是 一種抗?fàn)I養(yǎng)縮合物，其含量應(yīng)當(dāng)盡可能地低。
目前可獲得的植物蛋白的另一個(gè)問(wèn)題是它們具有強(qiáng)烈的固有味道，例 如大豆蛋白。因此，許多應(yīng)用是不可行的或用量受到限制，這也經(jīng)常是不 利的。
關(guān)于食品應(yīng)用，必須注意，大部分植物蛋白不是有益于健康的，即， 它們并不含有所有的氨基酸，特別是人體自身不能制造的8種所謂的必需 的氨基酸，因此這些氨基酸必須外部供應(yīng)。植物蛋白的品質(zhì)通常低于動(dòng)物 蛋白的品質(zhì)一一最佳品質(zhì)等級(jí)的所有植物蛋白具有馬鈴薯蛋白。
現(xiàn)在，已經(jīng)有一些類(lèi)型的馬鈴薯蛋白是通過(guò)在高溫下強(qiáng)力凝固并脫水
而制成的。這些蛋白是依據(jù)新型食品-VO (Novel Food-VO)而批準(zhǔn)的。 來(lái)自這種馬鈴薯蛋白的水解產(chǎn)物也是依據(jù)新型食品(Novel Food-VO)而 批準(zhǔn)的。這種熟知的蛋白的缺點(diǎn)在于它們的顏色相對(duì)較暗、它們具有馬鈴 薯的味道以及辣的"燒焦"味道。這是由于蛋白質(zhì)嚴(yán)重變性、三級(jí)結(jié)構(gòu)變 化并且損失技術(shù)功能性造成的，例如，所述馬鈴薯蛋白對(duì)于水和/或油的結(jié) 合能力降低。
因此，許多重新獲得溶解性和因此重新獲得相關(guān)的技術(shù)功能性的.嘗試 旨在水解馬鈴薯蛋白。但是，這會(huì)導(dǎo)致對(duì)于所有類(lèi)型的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物常 見(jiàn)的某些問(wèn)題，也就是變應(yīng)原性由于肽引起的和苦味，以及，當(dāng)然，由 于造成非常高的生產(chǎn)成本以及因此造成高的市場(chǎng)價(jià)格的多種處理導(dǎo)致的高 投入。
迄今使用的用于分離馬鈴薯蛋白的方法的另 一個(gè)缺點(diǎn)在于必須在額外 的工藝步驟中分離出對(duì)人和動(dòng)物有毒的配糖生物堿(其中茄堿最為常見(jiàn))。 這可以通過(guò)在僅有非常少量的干物質(zhì)的情況下在酸性環(huán)境中使用大量洗滌 水進(jìn)行選擇淘洗方法而實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榕涮巧飰A幾乎不溶于水。另一種可能 的方法是使用需要回收和再加工的昂貴溶劑。兩種方法都是非常耗費(fèi)時(shí)間 和成本的。
由于氧化成多醌的多酚和由于三聚氰胺造成的已知馬鈴薯蛋白的棕色 是阻礙在食品工業(yè)中使用該主要的高品質(zhì)馬鈴薯蛋白的另一決定性缺點(diǎn)。
6而且，多酚也會(huì)造成所述苦味。
這些通過(guò)熱沉淀制成的已知的馬鈴薯蛋白僅具有非常少的功能性，且 由于它們高度變性因此難以消化，即，它們幾乎不能或不適合作為乳蛋白 的替代物。
其他植物例如小麥、油菜、大豆等的蛋白質(zhì)也具有有害的伴生物質(zhì)， 這些蛋白質(zhì)也具有上述情況。本發(fā)明的目的是借助較為低成本且筒單的方 法提供具有更好的功能性且避免已知植物蛋白的缺點(diǎn)的植物蛋白。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，所述目的借助根據(jù)如權(quán)利要求1所提及的特性的方法實(shí)
現(xiàn)。而且，本發(fā)明涉及具有權(quán)利要求5所述特性的蛋白級(jí)分，以及根據(jù)權(quán) 利要求7的蛋白級(jí)分的用途。從屬權(quán)利要求中描述了有利的改進(jìn)方案。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)蛋白質(zhì)友好的、非常簡(jiǎn)單方法對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行選擇性 分級(jí)，這些方法導(dǎo)致得到適于用在食品中且具有足夠功能性的蛋白級(jí)分。 重要的是，作為不同蛋白質(zhì)的分離技術(shù)，使用分級(jí)法。通過(guò)選擇性調(diào)節(jié)pH 值和溫度而進(jìn)行的分級(jí)法是能夠以大的工業(yè)規(guī)模進(jìn)行簡(jiǎn)單且令人吃驚地選 擇性蛋白分級(jí)的高效和低成本方法。
本發(fā)明的級(jí)分也能夠通過(guò)逐級(jí)膜過(guò)濾或使用溶劑的逐級(jí)沉淀而獲得。 兩種方法都消耗更多的時(shí)間和努力。使用能夠?qū)⒋罅课镔|(zhì)(連續(xù)地和快速 地)分離成固體和溢出物的潷析器進(jìn)行機(jī)械分離經(jīng)常是有利的。
對(duì)于許多塊莖部分-例如馬鈴薯-使用"缺氧過(guò)程控制"至少直至從 所需蛋白級(jí)分(實(shí)際上是從塊莖果實(shí)汁液)中分離出多酚(PP)和/或催化 酶促氧化反應(yīng)的蛋白質(zhì)發(fā)生凝固是有意義的，因此，不再可能發(fā)生酶促催 化和/或非酶促催化的氧化過(guò)程。缺氧過(guò)程是如下實(shí)現(xiàn)的通過(guò)排除空氣中 的氧，例如通過(guò)加入氮?dú)?、廢氣以及其他氣體，因此從原料、管子和裝置 中壓擠出空氣，還通過(guò)使用只允許該過(guò)程中存在塊莖部分的天然氧氣含量 的氣密性裝置，以及通過(guò)借助輔助性化學(xué)物質(zhì)例如抗氧化劑(抗壞血酸、 檸檬酸、S02、亞硫酸氬鈉，等等)和/或消泡劑攔截該過(guò)程中所含的氧氣。
當(dāng)然能夠以任何所需順序采用上述三個(gè)原則。本發(fā)明的植物蛋白級(jí)分 特別適合作為技術(shù)蛋白用于食品、食品添加劑、藥物添加劑、動(dòng)物飼料、
7化妝產(chǎn)品，并且適合用于膠水，因?yàn)橐环矫姹景l(fā)明的植物蛋白級(jí)分能夠以 足夠的量獲得，另一方面，其提供足夠的功能性。
使用以下兩個(gè)基本的指導(dǎo)例如在天然馬鈴薯沙拉/馬鈴薯果實(shí)汁液中對(duì)
塊莖蛋白進(jìn)行選擇性分級(jí) 一方面，不需要的干擾級(jí)分需要(事先)從果 實(shí)汁液中分離出來(lái)，另一方面，需要從果實(shí)汁液中分離出所需的級(jí)分，即， 僅僅且確切地分離這種級(jí)分。本發(fā)明的方法如下為了分離出確切地含有 具有鄰近的低分子量的蛋白的級(jí)分，從一個(gè)工藝步驟到另一個(gè)工藝步驟， 增加了沉淀?xiàng)l件。
根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括
-為了釋放包封在細(xì)胞中的果實(shí)汁液，壓碎整個(gè)的或去皮的或其他方 式分割的果實(shí)，如果需要，加入(含水)溶劑；
-完全或部分地分離目前可獲得的果實(shí)汁液和/或含有全部蛋白的蛋白 質(zhì)溶液，
-在第一次沉淀后，機(jī)械分離蛋白質(zhì)的第一不溶性級(jí)分。這可以在調(diào) 節(jié)特定的pH值、特定溫度或兩者組合之后直接針對(duì)果實(shí)汁液進(jìn)行，所述特 定溫度僅僅略高于室溫。例如，對(duì)于馬鈴薯，配糖生物堿吸收分離的蛋白 質(zhì)，在該分離的級(jí)分中富集，且在液相中降解，由此具有較低分子量的蛋 白質(zhì)保留在上清液中。因此，由于在該級(jí)分中的吸收，避免了進(jìn)行分離不 需要的有害物質(zhì)的昂貴工藝。
-從來(lái)自第一次沉淀的上清液中機(jī)械分離出蛋白質(zhì)的目標(biāo)級(jí)分。目標(biāo) 級(jí)分的沉淀可以通過(guò)調(diào)節(jié)合適的pH值和/或，針對(duì)第一次沉淀，調(diào)節(jié)至高 溫而實(shí)現(xiàn)。
-如果需要，洗滌和干燥目標(biāo)蛋白級(jí)分。 步驟1
第一步用于分離大的蛋白質(zhì)。這一級(jí)分還含有所謂的多酚，多酚的酶 促氧化以及后續(xù)的非酶促氧化導(dǎo)致蛋白質(zhì)出現(xiàn)棕色和苦味。對(duì)于馬鈴薯， 這一級(jí)分是泥漿類(lèi)型，其包含配糖生物堿，具有不希望的深色、馬鈴薯味 道，含有多酚、蛋白質(zhì)復(fù)合物，且僅適用于動(dòng)物祠料。
純蛋白質(zhì)含量(N*6.25 )低(約45% )。
這一步驟可以通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)
-離心分離純果實(shí)汁液。這里，分離出最少量的蛋白，但至少是"單-級(jí)分"
或者
-調(diào)節(jié)酸性pH值為pH2-7，優(yōu)選4-6，酸性沉淀大的蛋白質(zhì)，由此， 然后機(jī)械分離沉淀物質(zhì)，例如通過(guò)離心分離。重要的是，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)多(額 外地降低已經(jīng)非常低的產(chǎn)率)和過(guò)少(劣化所需級(jí)分的蛋白質(zhì)的純度以及 其他品質(zhì)參數(shù))的沉淀物
或者
-通過(guò)調(diào)節(jié)相對(duì)于室溫而言略高的溫度25 - 50°C -通過(guò)適當(dāng)?shù)亟M合高溫(25 - 50°C)和酸性pH值2-7。 這一工藝步驟的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)是其顯著的簡(jiǎn)便性，即，在機(jī)器、原 料和能量消耗方面。
避免在所需級(jí)分中出現(xiàn)這種不希望的蛋白級(jí)分的最安全和最低成本的 方法是在限定的工藝條件下事先將不希望的蛋白級(jí)分從果實(shí)汁液中分離出 來(lái)，也就是說(shuō)，調(diào)節(jié)和監(jiān)控pH值和溫度。該第一步用于分離多酚和配糖生 物堿以及低等級(jí)蛋白級(jí)分，由此這里必須接受不可避免的蛋白質(zhì)損失。 步驟2
這里，通過(guò)調(diào)節(jié)適用于沉淀的pH值以及通過(guò)對(duì)步驟1的上清液進(jìn)行熱 沉淀而分離目標(biāo)蛋白級(jí)分。為此，結(jié)合高于室溫的溫度升高，在蛋白質(zhì)的 等電點(diǎn)附近選擇pH值。
因此，該pH值符合在高溫下來(lái)自酸性環(huán)境的沉淀?xiàng)l件-可在pH值2 -6和50 - 85°C的條件下實(shí)現(xiàn)。
關(guān)于產(chǎn)物特性，還應(yīng)該提到的是
令人吃驚地，借助本發(fā)明的不需要任何昂貴的或復(fù)雜的工藝或工藝步 驟且非?？焖俚姆椒?，能夠借助簡(jiǎn)單工藝步驟的組合實(shí)現(xiàn)所需的目標(biāo)。除 此之外，所需的儀器便宜且操作費(fèi)用低。
非常有利的是，在該工藝中不需要使用任何化學(xué)添加劑，例如酶、消 毒劑、增白劑。
關(guān)于產(chǎn)物特性和/或特征，還令人吃驚的是，借助分級(jí)，不僅分離出具 有特殊分子量范圍的蛋白質(zhì)，而且分離出具有所有所需特性的級(jí)分，所述 特性是高營(yíng)養(yǎng)性、非彩色顏色、沒(méi)有明顯的植物和/或馬鈴薯味道、低的 賴(lài)氨酸-丙氨酸含量、非常少量的配糖生物堿以及技術(shù)功能性例如保水性和
9油結(jié)合能力(乳化劑)。這是特別令人吃驚的，因?yàn)槌恋淼牡鞍准?jí)分幾乎是 不溶于水的。
具體實(shí)施例方式
下面將借助一些實(shí)施例更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，本發(fā)明絕不局限于這 些實(shí)施例。
第一步即第一分級(jí)步驟的工藝條件如下室溫至高達(dá)50。C, pH2-7， 且分離器為離心分離才幾。具有約100 - 600kD的MG的這種如此分離的蛋白 級(jí)分例如能夠用作常用的動(dòng)物飼料(目前大多數(shù)未分離的馬鈴薯蛋白用作 動(dòng)物伺料)。在這些條件下，連接至非蛋白質(zhì)類(lèi)型的分子的蛋白質(zhì)例如乙二 醇-蛋白質(zhì)、磷-蛋白質(zhì)、脂蛋白、金屬配位蛋白等與高分子量馬鈴薯蛋白一 起分離出來(lái)。這里，絕大部分的配糖生物堿和多酚也分離出來(lái)。
在第二步中，通過(guò)以下方法分離目標(biāo)級(jí)分在pH值2-6，優(yōu)選pH3.5 -5.5和50- 85°C,優(yōu)選75 - 85。C的條件下沉淀，使用潷析器離心分離機(jī) 從馬鈴薯汁液中分離沉淀的馬鈴薯蛋白級(jí)分。馬鈴薯蛋白的其中一個(gè)特點(diǎn) 是調(diào)節(jié)的pH值酸性越強(qiáng)，則沉淀出越多的蛋白質(zhì)。對(duì)于植物和動(dòng)物來(lái)源 的所有其他產(chǎn)物，在等電點(diǎn)沉淀是處于最大值且對(duì)于"絮凝特性"而言也
是理想的。
對(duì)于馬鈴薯沙拉中所含的馬鈴薯蛋白，該條件為pH 5.4,幾乎是馬鈴 薯沙拉的天然pH值(pH5.6)。
馬鈴薯蛋白還具有另一特點(diǎn)。在40。C以上的熱凝固對(duì)于馬鈴薯蛋白來(lái) 說(shuō)是不可逆的。這些參數(shù)還保證了產(chǎn)物的微生物純度，即，不必對(duì)產(chǎn)物進(jìn) 行額外的巴氏消毒。避免了高溫或非常高溫以及酸性環(huán)境，因此，將僅僅 會(huì)產(chǎn)生非常少量的賴(lài)氨酸-丙氨酸。
產(chǎn)生的蛋白質(zhì)產(chǎn)物在干物質(zhì)中具有約75%的蛋白質(zhì)含量。
在冷的(室溫)或熱的(優(yōu)選60-85。C ),以及中性pH或酸化至pH4 -7的條件下，即，在接近沉淀?xiàng)l件但是有些溫和的條件下，使用自來(lái)水清 洗/洗滌具有14-97的MG的這一純蛋白級(jí)分，以達(dá)到分離物品質(zhì)，即，在 干物質(zhì)中含有>80%,優(yōu)選〉85%的蛋白。通常，該工藝分幾個(gè)步驟進(jìn)行， 例如使用串聯(lián)的潷析器，由此， 一半的洗滌水在潷析器的前部供應(yīng)或在反 向液流中供應(yīng)，即，全部的洗滌水在第二潷析器的前部供應(yīng)且在第一潷析
10器的上部液流部分中從工藝中釋放。
通過(guò)淘洗或分離根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的馬鈴薯蛋白級(jí)分以及第一步的蛋 白，所述馬鈴薯蛋白級(jí)分避免了上述常規(guī)馬鈴薯蛋白的所有缺點(diǎn)(顏色、 苦味、變應(yīng)原性、配糖生物堿、抗?fàn)I養(yǎng)分解產(chǎn)物、固有味道，以及功能性
的損失)。 一些酶可能是抗?fàn)I養(yǎng)的；這里，蛋白酶抑制劑是突出的，其在馬 鈴薯塊莖中具有殺菌功能。根據(jù)技術(shù)出版物中的參考文獻(xiàn)，這些酶具有低 的MG，保證它們不含于這里描述的級(jí)分中。除此之外，熱處理導(dǎo)致變性和 失活，這也可以從蛋白級(jí)分的2-5%的低溶解性推斷出來(lái)。
有害物質(zhì)除了常見(jiàn)的環(huán)境毒素例如重金屬和殺蟲(chóng)劑以外，馬鈴薯蛋 白僅僅含有例如配糖生物堿(茄堿，等等)的有害物質(zhì)。如上所述，在步 驟1中分離出這些物質(zhì)。并不了解這些馬鈴薯蛋白的過(guò)敏性能。因此，所 述馬鈴薯蛋白級(jí)分適合于生產(chǎn)不含過(guò)敏原的素食以及化妝品。
根據(jù)SDS-PAGE，本發(fā)明的馬鈴薯蛋白級(jí)分的各種蛋白的分子量為14、 20、 22、 40、 97kD?；旧希黾?jí)分由patatin ( 40 kD )和20/22 kD組 成，其余基本上是可忽略的。
以這種方式制備的馬鈴薯蛋白級(jí)分具有以下特性
Max. 150ppm配4唐生物堿
Max. 1%淀粉
Max. 1%糖
Max. 1%粗纖維*
等電點(diǎn)約5.4
pH值4.0 - 6.0
Max. 5%灰分
乳化能力1:4:4-1:4:6
溶解性-2%-5% (在室溫下的水中以及在熱水中) 水結(jié)合能力1:4-1:5
測(cè)定乳化能力
使用高剪切分散機(jī)將25g蛋白質(zhì)分散在100g水中。然后，緩慢地按份 加入油(例如，葵花籽油、菜籽油、橄欖油等)，同時(shí)繼續(xù)分散，直至破壞 乳液。針對(duì)具有最大油結(jié)合能力的3種物質(zhì)的濃度，給出油結(jié)合和乳化能力。
l:4:6是指l份蛋白質(zhì)和4份水的混合物能夠結(jié)合6份油，即，向上述懸浮 液中加入150g以上的油之后，測(cè)試乳液被破壞。
測(cè)定水結(jié)合能力
稱(chēng)取5g蛋白質(zhì)加入到95g水中，攪拌懸浮液lh。然后，對(duì)其進(jìn)行離心 分離(20min., 3,500 g),小心地潷析上清液(如果需要，必須用吸液管除 去剩余的液體)，并且稱(chēng)量濕的蛋白質(zhì)。
(濕重量-干重量)/千重量-水結(jié)合能力
所獲得的具有14-97 kD的分子量的馬鈴薯蛋白級(jí)分的氨基酸組成如 下(通常對(duì)于天然產(chǎn)物存在波動(dòng))
Ala3.7-3.9
Arg3.9-4.4
AspAs-12.6
Cysia-1.7
Glu8.9-9.5
Gly4.7-5,0
His1.9 -2.3
Ik4.9-5.4
Leu8.6 -9.6
Met1.7-1.9
Phe5.8-6.0
Pro4.1 -4.5
Ser4.3 -4.8
Thr4,6-5.2
Try1.0 -1.2
Tyr4.6 -5.0
，5.9 -6.9
Lys7.3-7.4
12必需的氨基酸以下劃線(xiàn)表示。必需的氨基酸的總含量達(dá)到40.8 % - 43.1 %。干物質(zhì)中的氨基酸的總和為95.6%， OS中的氨基酸的總和為91，5%， 干物質(zhì)中的粗蛋白(>^6.25)為85.4%。
在該馬鈴薯蛋白級(jí)分中，人們能夠獲得馬鈴薯蛋白的高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同 時(shí)，生產(chǎn)轉(zhuǎn)化食品的生產(chǎn)者能夠獲得提供上述技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的蛋白質(zhì)。
在高溫下，蛋白質(zhì)受到過(guò)度破壞且其寶貴特性更多地受到破壞，所述 特性使得其對(duì)于食品工業(yè)是非常有用的，所述特性是中性味道、亮的顏 色、溶解性、以及所有其他功能，且在高溫下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變成角質(zhì)的且可 消化性降低。甚至在這些條件下仍然保持可溶的蛋白級(jí)分留在馬鈴薯的果 實(shí)汁液中。
生產(chǎn)馬鈴薯蛋白
洗滌50 kg Saturna類(lèi)型的馬鈴薯并在磨粉機(jī)中粉碎；通過(guò)在離心分離 機(jī)中添加亞硫酸鈉來(lái)擠壓磨碎的馬鈴薯，從而獲得馬鈴薯果實(shí)汁液。使用 酸式鹽將馬鈴薯的25 L果實(shí)汁液的pH值調(diào)節(jié)至4.6，將得到的沉淀物與蛋 白質(zhì)泥漿、多酚和配糖生物堿一起離心分離。加熱上清液30分鐘達(dá)到75 。C。在兩個(gè)額外的洗滌步驟中，在70。C下洗滌沉淀物，得到0,25kg的明亮 粉末形式的干物質(zhì)。
使用馬鈴薯蛋白級(jí)分用作低變應(yīng)原性的色拉味調(diào)料中的乳化劑 將43.2%的菜籽油與10%的咸蛋黃、34.08%的水、6.00%的馬鈴薯蛋 白、U5。/。的NaCl、 7.2%的糖、0.5%的馬鈴薯纖維、0.03 %的紅辣椒、0.01 %的胡蘿卜素、0.05%的白胡椒、7.14%的10%酒精醋和0.64%的熱芥末混 合在一起。得到低變應(yīng)原性的色拉味調(diào)料，其中能夠避免使用通常用作增 稠劑和乳化劑的淀粉和蛋白質(zhì)。該調(diào)料的乳化穩(wěn)定性和儲(chǔ)存性?xún)?yōu)異且其味 道不會(huì)引起任何不滿(mǎn)。
使用馬鈴薯蛋白級(jí)分用作低變應(yīng)原性的番茄調(diào)味醬中的乳化劑 將30%的雙倍濃縮番茄醬、35.4%的水、9.5 %的10%酒精醋、19.00 %的糖、2.3%的鹽、2.5%的馬鈴薯蛋白、0.5%的馬鈴薯纖維和0.8%的檸檬酸混合在一起。這里，通過(guò)替換常用的小麥淀粉得到的是不含防腐劑的 調(diào)味醬(用于對(duì)麩質(zhì)過(guò)敏的人)。
碳水化合物減少的面團(tuán)
揉捏150g全蛋、400g馬鈴薯蛋白、5g瓜耳豆膠、100g水、60g馬鈴 薯纖維和6g鹽；得到面團(tuán)。然后將該面團(tuán)加工成面條并干燥。得到的產(chǎn)品 具有低的碳水化合物含量，特別是具有少量的可快速吸收的碳水化合物； 適用于糖尿病患者的減肥。
富含蛋白的奶油胡蘿卜湯
將300g胡蘿卜、200g馬鈴薯、40g蔥、15g香芹、500g水、100g馬鈴 薯蛋白、10g酸橙汁、250g奶、100g酸奶油、2g黑胡椒和17g鹽混合在一 起，得到1534g湯。這種湯對(duì)于富含蛋白質(zhì)的健身飲食是理想的。
盡管借助選擇性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯然 理解，能夠在權(quán)利要求的范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明做出各種變化。所有這些變化都
被本發(fā)明所保護(hù)。
1權(quán)利要求
1.獲得凝固的植物蛋白級(jí)分的方法，所述級(jí)分具有14-97的中等分子量，所述方法的特征在于提供在水性溶液中的果實(shí)汁液；通過(guò)調(diào)節(jié)酸性pH值和/或高于室溫的溫度沉淀主體具有100以上至600的分子量的高分子量植物蛋白級(jí)分，以及機(jī)械分離以這種方式沉淀的級(jí)分；在溫?zé)釛l件下，通過(guò)在pH 2-7，優(yōu)選pH 3-6，特別優(yōu)選pH 4-5以及60-90℃，優(yōu)選在約80℃的溫度下處理在分離高分子量植物蛋白級(jí)分之后得到的溶液，沉淀中等分子量的凝固的植物蛋白級(jí)分；以及機(jī)械分離分子量為約14-97的中等分子量的凝固的植物蛋白級(jí)分，其主體的分子量分布在20-60之間；任選地，通過(guò)至少一個(gè)步驟洗滌得到的中等分子量的凝固的植物蛋白級(jí)分，所述至少一個(gè)步驟包括在中性pH或高于沉淀pH值的酸性pH下，在室溫或低于沉淀溫度的溫度下，用水調(diào)漿；以及對(duì)中等分子量的凝固的植物蛋白級(jí)分進(jìn)行機(jī)械分離；以及，任選地，干燥經(jīng)洗滌的植物蛋白級(jí)分。
2. 權(quán)利要求l的方法，其特征在于，使用潷析器進(jìn)行機(jī)械分離。
3. 權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，在氧化-還原條件下實(shí)施分離 步驟，所述氧化-還原條件例如是加入還原劑例如抗壞血酸、亞硫酸鈉；在 保護(hù)性氣體中工作；以及在氣密性車(chē)間工作。
4. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述植物蛋白是塊莖蛋白。
5. 可以根據(jù)前迷權(quán)利要求之一的方法制備的具有中等分子量的植物蛋 白級(jí)分，其特征在于，分子量為約14-97,由此，主體的分子量分布在20 -60之間。
6. 權(quán)利要求5的植物蛋白級(jí)分，其特征在于，所述級(jí)分是具有以下參 數(shù)的馬鈴薯植物蛋白級(jí)分pH: 4.0-6.0溶解性2-8%，在室溫下的水中。
7. 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的植物蛋白級(jí)分作為食品、食品添加劑、藥物 添加劑、動(dòng)物祠料、工業(yè)蛋白質(zhì)、粘合劑以及在化妝品中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備具有14-97的中等分子量的凝固植物蛋白級(jí)分的方法，包括提供在水性溶液中的果實(shí)汁液；通過(guò)調(diào)節(jié)酸性pH值和/或高于室溫的溫度，沉淀主體具有100以上至600的分子量的高分子量植物蛋白級(jí)分，以及機(jī)械分離以這種方式沉淀的級(jí)分；在溫?zé)釛l件下，通過(guò)在pH2-7，優(yōu)選pH3-6，特別優(yōu)選pH4-5以及60-90℃，優(yōu)選在約80℃的溫度下處理分離高分子量植物蛋白級(jí)分之后得到的溶液，沉淀中等分子量的凝固的植物蛋白級(jí)分，并且機(jī)械分離分子量為約14-97的中等分子量的凝固的植物蛋白級(jí)分，其主體的分子量分布為20-60；如果合適，通過(guò)至少一個(gè)步驟洗滌得到的中等分子量的凝固植物蛋白級(jí)分，以及對(duì)中等分子量的凝固植物蛋白級(jí)分進(jìn)行機(jī)械分離，所述至少一個(gè)步驟包括在中性pH或高于沉淀pH的酸性pH下，在室溫或低于沉淀溫度的溫度下，用水調(diào)漿；以及，如果合適，干燥洗滌的植物蛋白級(jí)分；還涉及植物蛋白級(jí)分作為食品、食品添加劑、藥物添加劑、動(dòng)物飼料、工業(yè)蛋白質(zhì)、粘合劑以及在化妝品中的用途。
文檔編號(hào)A23L1/305GK101528069SQ200780040031
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者格羅爾德·埃根戈?duì)? 馬丁·洛茨 申請(qǐng)人:埃姆斯蘭德-斯達(dá)克有限公司