專利名稱：一種酸溶性大豆蛋白的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大豆蛋白的制備方法，特別是涉及一種酸溶性大豆蛋白的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，大豆蛋白在食品中的應(yīng)用越來越受到人們的重視。大豆蛋白氨基酸組成均衡，營養(yǎng)全面，且價格便宜，是一種良好的食品配料。大豆蛋白在世界上已經(jīng)是公認的高營養(yǎng)蛋白，與牛肉、雞蛋、牛奶等中的蛋白營養(yǎng)是等價的，而且不具有肉類蛋白的高膽固醇、 高脂肪和高熱量。大豆蛋白除營養(yǎng)價值外，它還具有許多重要功能性質(zhì)，如乳化性、吸油性、 吸水性與保水性、膠凝性等。正因為具有如此多的優(yōu)良性質(zhì)，大豆蛋白已經(jīng)是現(xiàn)代食品加工一個不可替代的原料。大豆蛋白作為大豆油脂加工的副產(chǎn)物，早些年一直作為動物飼料在使用，而加工成人類可以食用的食品，也僅限于火腿腸等凝膠食品中，其主要原因是大豆蛋白功能性質(zhì)上的局限性。由于大豆蛋白的等電點在PH4. 5，而大多數(shù)酸性飲料的pH在3. 0-4. 5，因而其溶解性很低，限制了大豆蛋白在酸性飲料中的應(yīng)用。在已有的解決大豆蛋白在酸性飲料中不沉淀的方法中，大多數(shù)是靠添加穩(wěn)定劑。 穩(wěn)定劑有很多種，一種是多糖類穩(wěn)定劑，諸如果膠、大豆多糖、羧甲基纖維素鈉等。在低酸性體系中，由于靠近等電點，大豆蛋白帶少量正電荷，會因斥力降低而發(fā)生聚集沉淀。多糖的加入，特別是陰離子多糖，會使蛋白表面帶上大量負電荷，因而蛋白的斥力會增加，加之由于多糖的加入而導(dǎo)致的體系粘度的增加，蛋白質(zhì)會還很好地懸浮于溶液中。但雖然添加到一定量的多糖就會把蛋白懸浮起來，可是整個溶液是渾濁不透明的，大大影響了產(chǎn)品的性狀，因而添加穩(wěn)定劑的方法顯得不實用。還有些方法是通過加入乳化劑，包埋蛋白質(zhì)的疏水基團，使得蛋白之間的疏水作用力降低，抑制蛋白的聚集，但也會出現(xiàn)如同上述的結(jié)果。對于增加酸性條件下大豆蛋白的溶解性，中國發(fā)明專利申請CN1494383A披露了一種通過加入植酸酶酶解和殼聚糖結(jié)合蛋白質(zhì)的方法。其雖然能得到一種酸性條件下溶解性良好的大豆蛋白，但由于殼聚糖在強烈正電荷，進入人體腸道后可能會引起腹瀉等反應(yīng)， 美國等一些發(fā)達國家都暫未允許殼聚糖進入食品中。而且由于殼聚糖的加入，蛋白會有很強烈的澀味，大大影響了食品的口感，因此，這種方法也是受限制的。因此，迄今已有技術(shù)還沒有獲得一種能夠用于pH4. 0至3. 0的酸性飲料中的大豆蛋白，而且其溶液具有外觀較好的透明度和極佳的儲藏穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出酸溶性大豆蛋白的制備方法，該方法制備出一種大豆蛋白質(zhì)能夠用于PH4. 0至3. 0的酸性飲料中，且具有外觀較好的透明度和極佳的儲藏穩(wěn)定性。發(fā)明使用植酸酶和酸性蛋白酶的雙重酶解。植酸酶的目的是去植酸，并將蛋白質(zhì)部分借助于植酸相連的亞基切斷，蛋白酶將蛋白質(zhì)水解為較小的分子，但必須控制為輕度酶解，控制酶解后蛋白質(zhì)分子量不能太低，否則就為大豆肽。本發(fā)明同時通過連續(xù)水熱處理，有助于增加蛋白質(zhì)在酸性條件下的溶解性?？傊?，本發(fā)明進行兩次酶解，并通過一次連續(xù)水熱處理，解決蛋白質(zhì)在酸性條件下的溶解性較低的問題。本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)一種酸溶性大豆蛋白的制備方法，包括如下步驟(1)預(yù)處理將大豆脫脂豆粕以固液質(zhì)量比1 10至1 20溶于去離子水中，用 NaOH溶液調(diào)pH為7. 0-10. 0，攪拌均勻，然后1000-5000rpm離心10_30min，取上清液用HCL 溶液調(diào)PH為3. 0-6. 0，然后1000-5000rpm離心10-30min，取沉淀，以固液質(zhì)量比1 5至 1 15加水，用NaOH溶液調(diào)pH為6.0-9.0，攪拌直至沉淀物溶解，制得大豆蛋白分離物；(2)植酸酶的酶解將大豆蛋白分離物用去離子水稀釋至2-9%質(zhì)量濃度，按每克蛋白加10-300U的植酸酶，在20-70°C下酶解10_50min ；(3)蛋白酶的酶解將植酸酶酶解過的大豆蛋白分離物加入蛋白質(zhì)量0.01-1%的酸性蛋白酶，在20-70°C下酶解10-50min ；(4)連續(xù)水熱處理將上述蛋白溶液加入噴射蒸煮器內(nèi)，控制溫度在100至180°C， 處理時間設(shè)為30-120s，在出料口接料；(5)噴霧干燥將上述蛋白溶液用噴霧干燥設(shè)備干燥，噴霧干燥儀器進口溫度設(shè)為150至200°C，出口溫度設(shè)為50至100°C。為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，所述大豆脫脂豆粕優(yōu)選為正己烷萃取法提取的大豆脫脂豆粕或壓榨法制得的大豆脫脂豆粕。所述大豆脫脂豆粕氮溶指數(shù)優(yōu)選為60-90。所述步驟(1)中NaOH溶液濃度都優(yōu)選為l-5mol/L。所述步驟(1)中HCL溶液的濃度優(yōu)選為l-5mol/L。所述步驟(1)中攪拌均勻是通過500-1000rpm攪拌0. 5-3h實現(xiàn)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果(1)實施方式較為簡單，主要為兩次酶解和一次熱處理，可控性較強。植酸是一種抗營養(yǎng)因子，會引起人類對大豆蛋白消化吸收的障礙。在本發(fā)明中，植酸減少有助于改善大豆蛋白的溶解性，而且植酸減少越多，增溶作用越明顯。同時，植酸是一種帶強烈負電荷的物質(zhì)，其本身具有抑制蛋白溶解的作用。另一方面是使借助于植酸相連的蛋白亞基分離，使部分酶切位點暴露，有助于蛋白酶的作用。蛋白酶的酶解可以使蛋白質(zhì)變成較小分子，直至短肽和氨基酸。由于肽往往具有苦味的特性，因而不是一種加入食品中的優(yōu)選的大豆原料。 控制其水解度就成了關(guān)鍵的問題。本發(fā)明使用的酸性蛋白酶水解度極低，因而蛋白的分子量仍然較大，疏水基團暴露的較少，不會產(chǎn)生一定的苦味。由于前一步驟使用的植酸酶可以暴露一部分酶切位點，這樣對酸性蛋白酶的處理有一定的好處。本發(fā)明的熱處理對大豆蛋白的增溶有明顯的作用，在酸性條件下，大豆蛋白帶正電荷，其相互斥力較帶負電使有明顯的增大，在熱處理下，蛋白質(zhì)由于酸解作用不會聚集，反而由于處理中的劇烈物理作用而使蛋白溶液變得澄清透明。(2)發(fā)明過程中沒有添加任何食品添加劑等化學(xué)物質(zhì)，發(fā)明產(chǎn)物仍是純大豆蛋白提取物，具有絕對的安全性；
(3)本發(fā)明工業(yè)應(yīng)用性較強，酶解和熱處理在現(xiàn)有工業(yè)上已有很成熟的應(yīng)用。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明，但是本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍。連續(xù)熱處理裝置如

圖1所示，連續(xù)熱處理裝置主要包括噴射蒸煮器4、保溫管道5 和冷卻裝置；物料進口 1和蒸汽進口 2分別與噴射蒸煮器4連通，蒸汽進口 2與噴射蒸煮器 4連通的管路上設(shè)有閥門3，保溫管道5 —端與噴射蒸煮器4連通，另一端設(shè)有冷卻裝置，保溫管道5出口為物料出口 8，冷卻裝置上設(shè)有冷卻水進口 6和冷卻水出口 7。連續(xù)熱處理裝置對脫脂豆粉漿進行連續(xù)水熱處理時，利用來自蒸汽進口 2的水蒸汽的高溫高壓以及剪切力對來自物料進口 1的物料在噴射蒸煮器4內(nèi)進行處理，即連續(xù)水熱處理過程；該處理是一種連續(xù)熱處理方法，也稱為噴射蒸煮。處理后的物料經(jīng)冷卻裝置冷卻后由物料出口 8排出。本發(fā)明中，氮溶指數(shù)(NSI)表征了溶液中蛋白質(zhì)的溶解度，其具體方法為將大豆蛋白用去離子水按1%溶解，調(diào)？11為3.8，在IOOOOrpm下離心20min，取上清液用Iowry法測蛋白含量，用杜馬斯定氮儀測大豆蛋白對應(yīng)固體所含蛋白含量，比值為氮溶指數(shù)。實施例1將用正己烷萃取法提取的大豆脫脂豆粕(NSI = 85)粉碎并過60目篩得到脫脂大豆粉，按照1 15的質(zhì)量比例與水混合，在室溫中速攪拌lh，用2mol/L的NaOH調(diào)pH為 8. 0，然后 3000rpm 離心 20min。取上清液用 2mol/L 的 HCL 調(diào) pH 為 4. 5，3000rpm 離心 20min 得到大豆蛋白沉淀，用去離子水按固液質(zhì)量比1 10溶解蛋白沉淀，其間不斷用2mol/L的 NaOH調(diào)pH為7. 0，得大豆蛋白提取液。用去離子水將大豆蛋白提取液稀釋至5%蛋白質(zhì)量濃度，用2mol/L的HCL調(diào)pH為 5. 5，在37°C下按每g蛋白加30U的植酸酶(Wiytase，華揚)酶解30min，然后用2mol/L的 HCL調(diào)pH為4.0，在37°C下按每IOOOg蛋白加2g酸性蛋白酶(NovoCorAB，諾維信)酶解 30min，然后用水浴鍋90°C、IOmin滅酶，得分散液。在圖1所示的連續(xù)熱處理裝置中對分散液進行連續(xù)水熱處理，具體操作lmin內(nèi)快速加熱噴射蒸煮器4中的分散液至140°C，保持 90s后，用冷水迅速冷卻至室溫，進行噴霧干燥，得酸溶性大豆蛋白粉A，其蛋白含量用凱氏定氮法測得為91%。噴霧干燥條件為進風溫度160°C，出風溫度為85°C。實施例2將壓榨法制得的大豆脫脂豆粕(NSI = 60)粉碎并過60目篩得到脫脂大豆粉，按照1 15的質(zhì)量比例與水混合，在室溫中速攪拌lh，其間不斷用2mol/L的NaOH調(diào)pH為 8. 0，然后 3000rpm 離心 20min。取上清液用 2mol/L 的 HCL 調(diào) pH 為 4. 5，3000rpm 離心 20min 得到大豆蛋白沉淀，用去離子水按固液質(zhì)量比1 10溶解蛋白沉淀，其間不斷用2mol/L的 NaOH調(diào)pH為7. 0，得大豆蛋白提取液。用去離子水將大豆蛋白提取液稀釋至5%蛋白質(zhì)量濃度，用2mol/L的HCL調(diào)pH為 5. 5，在37°C下按每g蛋白加30U的植酸酶(Wiytase，華揚)酶解30min，然后用2mol/L的 HCL調(diào)pH為4.0，在37°C下按每IOOOg蛋白加2g酸性蛋白酶(NovoCorAB，諾維信)酶解 30min，然后用水浴鍋90°C、IOmin滅酶，得分散液。在圖1所示的連續(xù)熱處理裝置中對分散液進行連續(xù)水熱處理，具體操作lmin內(nèi)快速加熱噴射蒸煮器4中的分散液至140°C，保持90s后，用冷水迅速冷卻至室溫，進行噴霧干燥，得酸溶性大豆蛋白粉B，其蛋白含量用凱氏定氮法測得為91%。噴霧干燥條件為進風溫度160°C，出風溫度為85°C。實施例3用正己烷萃取法提取的大豆脫脂豆粕(NSI = 88)粉碎并過60目篩得到脫脂大豆粉，按照1 15的質(zhì)量比例與水混合，在室溫中速攪拌lh，其間不斷用2mol/L的NaOH調(diào) pH為8. 0，然后IOOOrpm離心20min。取上清液用2mol/L的HCL調(diào)pH為4. 5，IOOOrpm離心20min得到大豆蛋白沉淀，用去離子水按固液質(zhì)量比1 10溶解蛋白沉淀，其間不斷用 2mol/L的NaOH調(diào)pH為7. 0，得大豆蛋白提取液。用去離子水將大豆蛋白提取液稀釋至5%蛋白質(zhì)量濃度，用2mol/L的HCL調(diào)pH為 5. 5，在20°C下按每g蛋白加300U的植酸酶(Wiytase，華揚)酶解50min，然后用2mol/L的 HCL調(diào)pH為4.0，在20°C下按每IOOOg蛋白加IOg酸性蛋白酶(NovoCor AB，諾維信)酶解 50min，然后用水浴鍋90°C、IOmin滅酶，得分散液。在圖1所示的連續(xù)熱處理裝置中對分散液進行連續(xù)水熱處理，具體操作lmin內(nèi)快速加熱噴射蒸煮器4中的分散液至100°C，保持 60s后，用冷水迅速冷卻至室溫，進行噴霧干燥，得酸溶性大豆蛋白粉C，其蛋白含量用凱氏定氮法測得為89%。噴霧干燥條件為進風溫度160°C，出風溫度為85°C。實施例4用正己烷萃取法提取的大豆脫脂豆粕(NSI = 90)粉碎并過60目篩得到脫脂大豆粉，按照1 15的質(zhì)量比例與水混合，在室溫中速攪拌lh，其間不斷用2mol/L的NaOH調(diào) pH為8. 0，然后5000rpm離心20min。取上清液用2mol/L的HCL調(diào)pH為4. 5，5000rpm離心20min得到大豆蛋白沉淀，用去離子水按固液質(zhì)量比1 10溶解蛋白沉淀，其間不斷用 2mol/L的NaOH調(diào)pH為7. 0，得大豆蛋白提取液。用去離子水將大豆蛋白提取液稀釋至5%蛋白質(zhì)量濃度，用2mol/L的HCL調(diào)pH為 5. 5，在70°C下按每g蛋白加30U的植酸酶(Wiytase，華揚)酶解lOmin，然后用2mol/L的 HCL調(diào)pH為4.0，在70°C下按每IOOOg蛋白加0. Ig酸性蛋白酶(NovoCor AB，諾維信)酶解lOmin，然后用水浴鍋90°C、IOmin滅酶，得分散液。在圖1所示的連續(xù)熱處理裝置中對分散液進行連續(xù)水熱處理，具體操作lmin內(nèi)快速加熱噴射蒸煮器4中的分散液至180°C，保持120s后，用冷水迅速冷卻至室溫，進行噴霧干燥，得酸溶性大豆蛋白粉D，其蛋白含量用凱氏定氮法測得為90%。噴霧干燥條件為進風溫度160°C，出風溫度為85°C。實施例5用正己烷萃取法提取的大豆脫脂豆粕(NSI = 80)粉碎并過60目篩得到脫脂大豆粉，按照1 15的質(zhì)量比例與水混合，在室溫中速攪拌lh，其間不斷用2mol/L的NaOH調(diào) pH為8. 0，然后3000rpm離心20min。取上清液用2mol/L的HCL調(diào)pH為4. 5，3000rpm離心20min得到大豆蛋白沉淀，用去離子水按固液質(zhì)量比1 10溶解蛋白沉淀，其間不斷用 2mol/L的NaOH調(diào)pH為7. 0，得大豆蛋白提取液。用去離子水將大豆蛋白提取液稀釋至5%蛋白質(zhì)量濃度，用2mol/L的HCL調(diào)pH為 5. 5，在50°C下按每g蛋白加10U的植酸酶(Wiytase，華揚)酶解30min，然后用2mol/L的 HCL調(diào)pH為4.0，在37°C下按每IOOOg蛋白加2g酸性蛋白酶(NovoCorAB，諾維信)酶解 30min，然后用水浴鍋90°C、IOmin滅酶，得分散液。在圖1所示的連續(xù)熱處理裝置中對分散液進行連續(xù)水熱處理，具體操作lmin內(nèi)快速加熱噴射蒸煮器4中的分散液至150°C，保持30s后，用冷水迅速冷卻至室溫，進行噴霧干燥，得酸溶性大豆蛋白粉E，其蛋白含量用凱氏定氮法測得為91%。噴霧干燥條件為進風溫度160°C，出風溫度為85°C。實施例6用正己烷萃取法提取的大豆脫脂豆粕(NSI = 85)粉碎并過60目篩得到脫脂大豆粉，按照1 15的質(zhì)量比例與水混合，在室溫中速攪拌lh，其間不斷用2mol/L的NaOH調(diào) pH為8. 0，然后3000rpm離心20min。取上清液用2mol/L的HCL調(diào)pH為4. 5，3000rpm離心20min得到大豆蛋白沉淀，用去離子水按固液質(zhì)量比1 10溶解蛋白沉淀，其間不斷用 2mol/L的NaOH調(diào)pH為7. 0，得大豆蛋白提取液。用去離子水將大豆蛋白提取液稀釋至5%蛋白質(zhì)量濃度，用2mol/L的HCL調(diào)pH為 5. 5，在37°C下按每g蛋白加30U的植酸酶(Wiytase，華揚)酶解30min，然后用2mol/L的 HCL調(diào)pH為4.0，在37°C下按每IOOOg蛋白加2g酸性蛋白酶(NovoCorAB，諾維信)酶解 30min，然后用水浴鍋90°C、IOmin滅酶，得分散液。在圖1所示的連續(xù)熱處理裝置中對分散液進行連續(xù)水熱處理，具體操作lmin內(nèi)快速加熱噴射蒸煮器4中的分散液至100°C，保持 90s后，用冷水迅速冷卻至室溫，進行噴霧干燥，得酸溶性大豆蛋白粉F，其蛋白含量用凱氏定氮法測得為92%。噴霧干燥條件為進風溫度160°C，出風溫度為85°C。比較例1將實施例1所得大豆蛋白提取液用2mol/L的HCL調(diào)pH為5. 5，在37°C下按每g 蛋白加30U的植酸酶(Wiytase，華揚)酶解30min，然后用2mol/L的NaOH調(diào)pH為7. 0， 在37°C下按每IOOOg蛋白加2g中性蛋白酶(復(fù)合蛋白酶ftOtamex，諾維信)酶解30min， 90°C、10min滅酶。用噴射蒸煮器140°C處理90s，將所得蛋白溶液噴霧干燥，得酸溶蛋白G， 其中粗蛋白含量為90%。比較例2將實施例1所得大豆蛋白提取液調(diào)，用2mol/L的HCL調(diào)pH為4. 0，在37°C下按每 IOOOg蛋白加2g酸性蛋白酶(NovoCorAB，諾維信)酶解30min，90°C、IOmin滅酶。然后用 2mol/L的NaOH調(diào)pH為5. 5，在37°C下按每g蛋白加30U的植酸酶(Wiytase，華揚)酶解 30min。最后用噴射蒸煮器140°C處理90s，將所得蛋白溶液噴霧干燥，得酸溶蛋白H，其中粗蛋白含量為89%。比較例3將實施例1所得大豆蛋白提取液用2mol/L的HCL調(diào)pH為5. 5，在37°C下按每g 蛋白加30U的植酸酶(I^hytase，華揚)酶解30min，然后用噴射蒸煮器140°C處理90s，將所得蛋白溶液噴霧干燥，得酸溶蛋白I，其中粗蛋白含量為90 %。比較例4將實施例1所得大豆蛋白提取液調(diào)，調(diào)pH為4. 0，在37°C下按每IOOOg蛋白加2g 酸性蛋白酶(NovoCorAB，諾維信)酶解30min，90°C、IOmin滅酶。用噴射蒸煮器140°C處理 90s，將所得蛋白溶液噴霧干燥，得酸溶蛋白J，其中粗蛋白含量為89%。表1不同蛋白產(chǎn)物分子量及氮溶指數(shù)的比較
權(quán)利要求
1.一種酸溶性大豆蛋白的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)預(yù)處理將大豆脫脂豆粕以固液質(zhì)量比1:10至1 :20溶于去離子水中，用NaOH溶液調(diào)PH為7. 0-10. 0，攪拌均勻，然后1000-5000rpm離心10-30min，取上清液用HCL溶液調(diào) pH為3. 0-6. 0，然后1000-5000rpm離心10_30min，取沉淀，以固液質(zhì)量比1 :5至1 15加水， 用NaOH溶液調(diào)pH為6. 0-9. 0，攪拌直至沉淀物溶解，制得大豆蛋白分離物；(2)植酸酶的酶解將大豆蛋白分離物用去離子水稀釋至2-9%質(zhì)量濃度，按每克蛋白加10-300U的植酸酶，在20-70°C下酶解10_50min ；(3)蛋白酶的酶解將植酸酶酶解過的大豆蛋白分離物加入蛋白質(zhì)量0.01-1%的酸性蛋白酶，在20-70°C下酶解10-50min ；(4)連續(xù)水熱處理將上述蛋白溶液加入噴射蒸煮器內(nèi)，控制溫度在100至180°C，處理時間設(shè)為30-120S，在出料口接料；(5)噴霧干燥將上述蛋白溶液用噴霧干燥設(shè)備干燥，噴霧干燥儀器進口溫度設(shè)為150 至200°C，出口溫度設(shè)為50至100°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸溶性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述大豆脫脂豆粕為正己烷萃取法提取的大豆脫脂豆粕或壓榨法制得的大豆脫脂豆粕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸溶性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述大豆脫脂豆粕氮溶指數(shù)為60-90。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸溶性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中 NaOH溶液濃度都為l-5mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸溶性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中 HCL溶液的濃度為l-5mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸溶性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中攪拌均勻是指500-1000rpm攪拌0. 5_3h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種酸溶性大豆蛋白的制備方法，該方法先進行預(yù)處理，然后進行植酸酶的酶解，將大豆蛋白分離物用去離子水稀釋至2-9%質(zhì)量濃度，按每克蛋白加10-300U的植酸酶，在20-70℃下酶解10-50min；再進行蛋白酶的酶解，接著進行連續(xù)水熱處理，將蛋白溶液加入噴射蒸煮器內(nèi)，控制溫度在100至180℃，壓力為0.1-10MPa，處理時間設(shè)為30-120s，最后噴霧干燥。制得的酸溶大豆蛋白幾乎無苦味和澀味，由此獲得的大豆蛋白可應(yīng)用于類似果汁的酸性飲料中。應(yīng)用本發(fā)明制備的酸溶大豆蛋白其分子量在30kDa左右，pH3.8的氮溶指數(shù)為90%或更高。
文檔編號A23J3/16GK102396643SQ20111034092
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者尹壽偉, 楊曉泉, 郭睿, 齊軍茹 申請人:華南理工大學(xué)