專利名稱:從豆類生產(chǎn)可溶性蛋白溶液的制作方法
從豆類生產(chǎn)可溶性蛋白溶液
相關(guān)申請的引用
本申請依據(jù)35 USC 119(e)，主張于2010年5月7日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/344,013的優(yōu)先權(quán)。
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及從豆類生產(chǎn)蛋白溶液，并涉及新的豆類蛋白產(chǎn)品。
發(fā)明背景
在轉(zhuǎn)讓給其受讓人并通過引用將其公開內(nèi)容并入本文的2009年10月21日提交的美國專利申請?zhí)?2/603,087 (美國專利公開號2010-0098818)和2010年10月13日提交的12/923, 897 (美國專利公開號2011-0038993)中，闡述了具有至少約60 wt% (N x 6.25)d.b.優(yōu)選至少約90 wt%的蛋白含量的大豆蛋白產(chǎn)品的生產(chǎn)，其在低pH值下產(chǎn)生透明的、熱穩(wěn)定的溶液，并且可用于軟飲料以及其它含水體系的蛋白強化而無蛋白沉淀。
通過以下方法來生產(chǎn)大豆蛋白產(chǎn)品用氯化鈣水溶液提取大豆蛋白源以引起大豆蛋白自蛋白源溶解，并形成大豆蛋白水溶液；使大豆蛋白水溶液與殘余大豆蛋白源分離；任選稀釋所述大豆蛋白溶液；調(diào)節(jié)所述大豆蛋白水溶液PH至pH約1. 5-約4. 4，優(yōu)選約
2-約4，以產(chǎn)生酸化的澄清大豆蛋白溶液；任選通過用選擇性膜技術(shù)濃縮澄清的蛋白水溶液，同時保持離子強度基本上恒定；任選滲濾濃縮的大豆蛋白溶液；并任選干燥濃縮并任選滲濾的大豆蛋白溶液。
發(fā)明簡沭
業(yè)已發(fā)現(xiàn)可將該程序及其改良用于自包括扁豆(lentil)、鷹嘴豆(chickpea)、干豌豆(dry pea)和干菜豆(dry bean)在內(nèi)的豆類形成酸性可溶性蛋白產(chǎn)品。
因此，本發(fā)明一個方面提供生產(chǎn)具有基于干重基礎(chǔ)至少約60 wt%、優(yōu)選至少約90wt%(N X 6.25)的豆類蛋白含量的豆類蛋白產(chǎn)品的方法，所述方法包括
(a)用鈣鹽水溶液優(yōu)選氯化鈣水溶液提取豆類蛋白源，以引起來自蛋白源的豆類蛋白溶解，并形成豆類蛋白水溶液；
(b)使豆類蛋白水溶液與殘余豆類蛋白源分離；
(C)任選稀釋豆類蛋白水溶液；
(d)調(diào)節(jié)豆類蛋白水溶液pH至pH約1.5-約4. 4優(yōu)選約2-約4，以生產(chǎn)酸化豆類蛋白溶液；
(e)如果酸化豆類蛋白溶液不是業(yè)已澄清，任選將其澄清；
(f)作為從步驟(b)到(e)的備選，任選稀釋然后調(diào)節(jié)混合的豆類蛋白水溶液和殘余豆類蛋白源的PH至pH約1. 5-約4. 4，優(yōu)選約2-約4，然后使酸化(優(yōu)選澄清)的豆類蛋白溶液與殘余豆類蛋白源分離；
(g)任選通過選擇性膜技術(shù)濃縮豆類蛋白水溶液同時維持離子強度基本上恒定；
(h)任選滲濾濃縮的豆類蛋白溶液；和
(i)任選干燥濃縮并任選滲濾的豆類蛋白溶液。[0007]豆類蛋白產(chǎn)品優(yōu)選為具有至少約90 wt%、優(yōu)選至少100 wt%(N x 6.25) d.b.的蛋
白含量的分離物。
本發(fā)明進一步提供具有至少約60 wt%、優(yōu)選至少約90 wt%、更優(yōu)選至少約100 wt%(N X 6.25) d.b.的蛋白含量的新的豆類蛋白產(chǎn)品，其為水溶性并在低于約4. 4的酸性pH值下形成熱穩(wěn)定溶液，其對于包括軟飲料和運動飲料在內(nèi)的含水體系中的蛋白強化有用而不導(dǎo)致蛋白沉淀。
在本發(fā)明另一方面，提供了在低于約4. 4的pH下熱穩(wěn)定的本文提供的豆類蛋白產(chǎn)品的水溶液。所述水溶液可以是飲料，其可能是澄清飲料，其中豆類蛋白產(chǎn)品完全溶解并且透明，或所述水溶液可以是不透明飲料，其中豆類蛋白產(chǎn)品對不透明性有或沒有貢獻。
按照本文方法生產(chǎn)的豆類蛋白產(chǎn)品不僅適合用于酸性介質(zhì)的蛋白強化，還可用于多種蛋白產(chǎn)品的常規(guī)應(yīng)用，包括但不限于加工食品和飲料的蛋白強化、油的乳化、作為烘烤食品成體劑(body former)和截留氣體的產(chǎn)品的起泡劑。此外，豆類蛋白分離物可形成在仿肉制品中有用的蛋白纖維，并且可用作其中蛋清用作粘合劑的食品產(chǎn)品中的蛋清代替物或者增補劑。豆類蛋白產(chǎn)品也可以用在營養(yǎng)補充劑中。豆類蛋白產(chǎn)品的其它用途是在寵物食品、動物詞料和在工業(yè)和化妝品應(yīng)用和個人護理廣品中。
發(fā)明總沭
提供豆類蛋白產(chǎn)品的方法的初始步驟涉及從豆類蛋白源溶解豆類蛋白。本發(fā)明可以應(yīng)用的豆類包括扁豆、鷹嘴豆、干豌豆和干菜豆。豆類蛋白源可以是豆類或任何豆類產(chǎn)品或源自豆類加工的副產(chǎn)品，例如豆粉。從豆類蛋白源回收的豆類蛋白產(chǎn)品可以是在豆類中天然存在的蛋白，或所述蛋白性質(zhì)材料可以是通過基因操作改良但具有天然蛋白的特征性疏水特性和極性特性的蛋白。
最合宜用氯化鈣溶液實現(xiàn)從豆類蛋白源材料溶解蛋白，但其它鈣鹽溶液也可以使用。此外，可以使用其它堿土金屬化合物，例如鎂鹽。進一步可用聯(lián)合另一鹽溶液例如氯化鈉的鈣鹽溶液實現(xiàn)從豆類蛋白源提取豆類蛋白。另外，可用水或其它鹽溶液例如氯化鈉實現(xiàn)從豆類蛋白源提取豆類蛋白，隨后向在提取步驟中產(chǎn)生的豆類蛋白水溶液中加入鈣鹽。在后續(xù)加工前移除加入鈣鹽時形成的沉淀物。
隨著鈣鹽溶液濃度增加，自豆類蛋白源溶解蛋白的程度開始增加，直至達到最大值。鹽濃度的任何后續(xù)的增加都不會增加溶解的總蛋白。引起蛋白溶解最大值的鈣鹽溶液濃度視所涉及的鹽而變化。通常優(yōu)選利用小于約1. O M的濃度值，更優(yōu)選的值是約O. 10-約O. 15 Mo
在分批過程中，在約I °C -約65 °C、優(yōu)選約15 °C -約65 °C、更優(yōu)選約20 °C -約35 °C的溫度下發(fā)生蛋白的鹽溶解，優(yōu)選伴隨攪拌以縮短溶解時間，其通常為約1-約60分鐘。優(yōu)選實現(xiàn)溶解以從豆類蛋白源提取實質(zhì)上盡量多的蛋白，以便提供總體的高產(chǎn)品收率。
在連續(xù)過程中，以與實現(xiàn)從豆類蛋白源連續(xù)提取蛋白一致的任何方式來實施從豆類蛋白源提取蛋白。在一個實施方案中，豆類蛋白源與鈣鹽溶液連續(xù)混合，通過具有一定長度的管道或?qū)Ч懿⒁砸欢魉亳v留一定時間來傳送該混合物，所述長度、流速、駐留時間足以實現(xiàn)符合本文所述參數(shù)的期需提取。在所述連續(xù)程序中，在長達約10分鐘時間內(nèi)迅速完成鹽溶解步驟，優(yōu)選實現(xiàn)溶解以從豆類蛋白源提取實質(zhì)上盡量多的蛋白。在約rc -約65°C、優(yōu)選約15°C -約65°C、更優(yōu)選約20°C -約35°C的溫度下發(fā)生連續(xù)程序中的溶解。[0016]通常在pH為約4. 5-約11、優(yōu)選約5_約7實施提取。可視需要通過使用任何合宜的食品級酸(通常是鹽酸或磷酸)或食品級堿(通常是氫氧化鈉)，將提取體系(豆類蛋白源和鈣鹽溶液)的PH調(diào)節(jié)至用于提取步驟的約4. 5-約11范圍內(nèi)的任何期望值。
在溶解步驟期間鈣鹽溶液中的豆類蛋白源濃度可以變化很大。典型濃度值為約5_ 約 15% w/vo
源自提取步驟的蛋白溶液通常具有約5-約50 g/L的蛋白濃度，優(yōu)選約10-約50g/L。
鈣鹽水溶液可以包含抗氧化劑?？寡趸瘎┛梢允侨魏魏弦说目寡趸瘎?，例如亞硫酸鈉或抗壞血酸?？寡趸瘎┑挠昧靠蔀槿芤旱募sO. 01-約lwt%，優(yōu)選約O. 05 wt%?？寡趸瘎┢鹨种频鞍兹芤褐腥魏熙?phenolics)的氧化的作用。
然后可以以任何合宜的方式將得自提取步驟的水相與殘余豆類蛋白源分離，例如通過使用傾析式離心，接著碟式離心和/或過濾，以移除殘余豆類蛋白源材料。分離步驟通常在與蛋白溶解步驟相同的溫度下進行，但是可以在約1°C -約65°C、優(yōu)選約15°C -約65°C、更優(yōu)選約20°C -約35°C的范圍內(nèi)的任何溫度下進行?；蛘撸蓪⑾率鋈芜x的稀釋和酸化步驟應(yīng)用于豆類蛋白水溶液和殘余豆類蛋白源的混合物，隨后通過上述分離步驟移除豆類蛋白源材料?？梢愿稍锓蛛x的殘余豆類蛋白源用于處理?；蛘撸商幚矸蛛x的殘余豆類蛋白源以回收一些殘余蛋白，例如常規(guī)等電沉淀程序以回收所述殘余蛋白。
可以用吸附劑例如粉末狀活性炭或顆粒狀活性炭來處理豆類蛋白水溶液，以去除顏色和/或氣味化合物。所述吸附處理可以在任何合宜的條件下進行，通常在分離的蛋白水溶液的環(huán)境溫度下。對于粉末狀活性炭，采用約O. 025%-約5% w/v、優(yōu)選約O. 05%-約2%w/v的量。吸附劑可以通過任何合宜的方法例如通過過濾來除掉。
為了將豆類蛋白水溶液的電導(dǎo)率降低至通常低于約90 mS、優(yōu)選約4_約18 mS的值，可用通常約O. 5-約10倍體積、優(yōu)選約O. 5-約2倍體積的水稀釋得到的豆類蛋白水溶液。通常用水實現(xiàn)所述稀釋，但可使用具有高達約3mS電導(dǎo)率的稀鹽溶液，例如氯化鈉或氯化鈣。
與豆類蛋白溶液混合的水通常具有與豆類蛋白溶液相同的溫度，但是水可以具有約1°C -約65°C、優(yōu)選約15°C -約65°C、更優(yōu)選約20°C -約35°C的溫度。
然后通過加入任何適合的食品級酸(例如鹽酸或磷酸)，將稀釋的豆類蛋白溶液調(diào)節(jié)PH至約1. 5-約4. 4、優(yōu)選約2-約4的值，以產(chǎn)生酸化的豆類蛋白水溶液，優(yōu)選澄清的酸化豆類蛋白水溶液。
稀釋和酸化的豆類蛋白溶液具有通常低于約95 mS、優(yōu)選約4_約23mS的電導(dǎo)率。
如上所述，作為殘余豆類蛋白源的較早分離的備選，可以任選一起稀釋和酸化豆類蛋白水溶液和殘余豆類蛋白源材料，然后通過上述的任何合宜技術(shù)澄清酸化的豆類蛋白水溶液，并將其與殘余豆類蛋白源物質(zhì)分離。
可使酸化的豆類蛋白水溶液經(jīng)歷熱處理以使熱不穩(wěn)定的抗?fàn)I養(yǎng)因子例如胰蛋白酶抑制劑失活，其因在提取步驟期間從豆類蛋白源材料提取而存在于所述溶液中。所述加熱步驟亦提供降低微生物負載的附加好處。通常將蛋白溶液加熱到溫度約70°C -約160°C，優(yōu)選約80 V -約120 V，更優(yōu)選約85 V -約95 V，持續(xù)約10秒-約60分鐘，優(yōu)選約10秒-約5分鐘，更優(yōu)選約30秒-約5分鐘。然后可使熱處理的酸化豆類蛋白溶液冷卻至約2°C -約65°C、優(yōu)選約20°C -約35°C的溫度，用于下述進一步加工。
如果任選稀釋的、酸化和任選熱處理的豆類蛋白溶液不透明，則可通過任何合宜的程序例如過濾或離心來澄清。
可直接干燥得到的酸化豆類蛋白水溶液來生產(chǎn)豆類蛋白產(chǎn)品。為了提供減少雜質(zhì)含量并減少鹽含量的豆類蛋白產(chǎn)品，例如豆類蛋白分離物，在干燥之前可以如下所述處理酸化的豆類蛋白水溶液。
可以濃縮酸化的豆類蛋白水溶液以增加其蛋白濃度，同時維持其離子強度基本上恒定。通常進行所述濃縮來提供具有約50-約300 g/L、優(yōu)選約100-約200 g/L的蛋白濃度的濃縮的豆類蛋白溶液。
可以與分批或者連續(xù)操作一致的任何合宜方式進行濃縮步驟，例如通過使用任何合宜的選擇性膜技術(shù)，例如使用膜(例如中空纖維膜或纏繞膜)的超濾或滲濾，考慮到不同膜材料和結(jié)構(gòu)，膜具有合適的分子量分離點(cut-off)，例如約3，000至約1，000，000道爾頓，優(yōu)選約5，000至約100，000道爾頓，且對于連續(xù)操作，隨著蛋白水溶液通過膜，膜尺寸允許所需濃縮程度。
如眾所周知的，超濾和類似的選擇性膜技術(shù)允許低分子量物類通過膜，同時防止較高分子量物類通過膜。低分子量物類不僅包括鹽的離子物類，而且包括提取自源材料的低分子量物質(zhì)，例如碳水化合物、色素、低分子量蛋白和抗?fàn)I養(yǎng)因子，例如其本身是低分子量蛋白的胰蛋白酶抑制劑。考慮到不同膜材料和結(jié)構(gòu)，通常選擇膜的分子量分離點以確保截留溶液中顯著比例的蛋白，同時允許污染物通過。
然后可以用水或稀鹽水溶液使?jié)饪s的豆類蛋白溶液經(jīng)歷滲濾步驟。滲濾溶液可以是其天然pH或等于待滲濾的蛋白溶液pH的pH或是其間的任何pH值。可以用約2-約40體積的滲濾溶液、優(yōu)選約5-約25體積的滲濾溶液進行所述滲濾。在滲濾操作中，通過使?jié)B透物通過膜從豆類蛋白水溶液中移除更多量的污染物。這純化了蛋白水溶液并亦可以降低其粘性。可以進行滲濾操作直至沒有顯著更多量污染物和可見的顏色在滲透物中存在，或直至滲余物充分純化以至當(dāng)干燥時提供具有至少約90 wt% (N X 6.25) d.b.的蛋白含量的豆類蛋白分離物?？梢酝ㄟ^與濃縮步驟相同的膜進行所述滲濾。然而，如果需要，考慮不同膜材料和結(jié)構(gòu)，可以用具有不同分子量分離點的分離膜進行滲濾步驟，例如具有約3，000-約1，000，000道爾頓、優(yōu)選約5，000-約100,000道爾頓范圍內(nèi)的分子量分離點的膜。
或者，可在濃縮或部分濃縮酸化的蛋白水溶液之前對酸化的蛋白水溶液應(yīng)用滲濾步驟。在濃縮過程期間也可在多個點應(yīng)用滲濾。當(dāng)在濃縮或部分濃縮溶液之前應(yīng)用滲濾時，可然后完全濃縮得到的滲濾的溶液。隨著蛋白溶液濃縮而通過多次滲濾實現(xiàn)粘性降低，這可以允許獲得較高的最終完全濃縮的蛋白濃度。這減少待干燥的物質(zhì)的體積。
本文中可進行濃縮步驟和滲濾步驟，其方式使得隨后回收的豆類蛋白產(chǎn)品含有低于約90 wt%蛋白(N X 6.25) d.b.,例如至少約60 wt%蛋白(N x 6.25) d.b.。通過部分濃縮和/或部分滲濾豆類蛋白水溶液，僅可部分除掉污染物。然后可干燥該蛋白溶液以提供具有較低純度水平的豆類蛋白產(chǎn)品。在酸性條件下該豆類蛋白產(chǎn)品高度可溶，并能夠生產(chǎn)蛋白溶液，優(yōu)選為澄清的蛋白溶液。
在至少部分滲濾步驟期間，滲濾介質(zhì)中可以存在抗氧化劑?？寡趸瘎┛梢允侨魏魏弦说目寡趸瘎?，例如亞硫酸鈉或抗壞血酸。在滲濾介質(zhì)中使用的抗氧化劑的量取決于所用的物質(zhì)，可為約O. Ol-約I wt%,優(yōu)選約O. 05 wt%?？寡趸瘎┢鹨种圃跐饪s的豆類蛋白分離物溶液中存在的任何酚的氧化的作用。
可以在任何合宜的溫度下進行濃縮步驟和任選滲濾步驟，一般為約2°C -約65°C，優(yōu)選約20°C_約35°C，并持續(xù)一段時間以實現(xiàn)所期需的濃縮程度。所使用的溫度和其它條件某種程度上取決于用于進行膜處理的膜裝置、溶液的所期需的蛋白濃度和對滲透物的污染物移除效率。
如上面提到的，豆類含有抗?fàn)I養(yǎng)的胰蛋白酶抑制劑。在最終豆類蛋白產(chǎn)品中的胰蛋白酶抑制劑的活性水平可通過操控不同的處理變量來控制。
如上所述，酸化豆類蛋白水溶液的熱處理可以用于使熱不穩(wěn)定的胰蛋白酶抑制劑失活。也可以對部分濃縮或完全濃縮的酸化豆類蛋白溶液熱處理以使熱不穩(wěn)定的胰蛋白酶抑制劑失活。當(dāng)熱處理用于部分濃縮的酸化豆類蛋白溶液時，然后可再濃縮得到的熱處理的溶液。
另外，濃縮和/或滲濾步驟可以以有利于移除滲透物中的胰蛋白酶抑制劑連同其它污染物的方式操作。通過使用較大孔徑例如30，000-1，000，000 Da的膜，在高溫例如300C _65°C下操作膜，并采用較大體積例如20-40體積的滲濾介質(zhì)，來促進胰蛋白酶抑制劑的移除。
在較低pH例如1. 5-3下酸化和膜處理豆類蛋白溶液，相對于在較高pH例如3-4. 4下處理溶液可以降低胰蛋白酶抑制劑活性。當(dāng)在pH范圍的低端濃縮和滲濾蛋白溶液時，可期望在干燥前提高滲余物的pH?？梢酝ㄟ^添加任何合宜的食品級堿例如氫氧化鈉，來將濃縮和滲濾的蛋白溶液的PH提高至所期需的值，例如pH 3。
此外，可通過使豆類材料與破壞或重排抑制劑的二硫鍵的還原劑接觸，來實現(xiàn)胰蛋白酶抑制劑活性的降低。適合的還原劑包括亞硫酸鈉、半胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸。
可在整個過程的不同階段添加所述還原劑。可以在提取步驟中給豆類蛋白源材料添加還原劑，可以向在移除殘余豆類蛋白源材料之后的澄清的豆類蛋白水溶液中添加還原齊U，可以向干燥前的滲濾滲余物中添加還原劑，或還原劑可與干豆類蛋白產(chǎn)品干混合。還原劑的添加可以與熱處理步驟和膜處理步驟聯(lián)合，其如上所述。
如果需要在濃縮的蛋白溶液中保留活性胰蛋白酶抑制劑，這可以通過以下方法來實現(xiàn)消除或降低熱處理步驟的強度，不利用還原劑，在PH范圍例如3-4. 4的高端操作濃縮和滲濾步驟，利用具有較小孔徑的濃縮和滲濾膜，在較低溫度下操作膜并采用較小體積的滲濾介質(zhì)。
可以用吸附劑例如粉末狀的活性炭或顆粒狀的活性炭處理濃縮的和任選滲濾的蛋白水溶液，來去掉顏色和/或氣味化合物?？梢栽谌魏魏弦说臈l件下進行所述吸附劑處理，通常在濃縮的蛋白溶液的環(huán)境溫度下。對于粉末狀的活性炭，使用量約O. 025%-約5%w/v,優(yōu)選約O. 05%-約2% w/v?？梢酝ㄟ^任何合宜的方式例如過濾從豆類蛋白溶液移除吸附劑。
可以通過任何合宜的技術(shù)例如噴霧干燥或冷凍干燥，來干燥濃縮的和任選滲濾的豆類蛋白水溶液?？梢栽诟稍锴皩Χ诡惖鞍兹芤簩嵤┌褪舷静襟E。所述巴氏消毒可以在任何所期需的巴氏消毒條件下進行。通常將濃縮和任選滲濾的豆類蛋白溶液加熱至約55°C -約70°C、優(yōu)選約60°C -約65°C的溫度，持續(xù)約30秒-約60分鐘，優(yōu)選約10分鐘-約15分鐘。然后可冷卻巴氏消毒的濃縮的豆類蛋白溶液用于干燥，優(yōu)選冷卻至約25°C -約40°C的溫度。
干燥的豆類蛋白產(chǎn)品具有大于約60 wt%的蛋白含量。優(yōu)選干燥的豆類蛋白產(chǎn)品是具有超過約90 wt%蛋白的蛋白含量的分離物,優(yōu)選至少約100 wt% (N X 6.25) d.b.。
本文中生產(chǎn)的豆類蛋白產(chǎn)品在酸性水環(huán)境中可溶，這使得可理想地將該產(chǎn)品摻入飲料(碳酸的和非碳酸的)中，以提供對其的蛋白強化。所述飲料具有大范圍的酸性PH值，介于約2.5-約5。可以以任何合宜的量將本文提供的豆類蛋白產(chǎn)品添加至所述飲料，以提供對所述飲料的蛋白強化，例如每份至少約5g的該豆類蛋白。添加的豆類蛋白產(chǎn)品在飲料中溶解，并且飲料的不澄清度不會因熱加工而增加?？梢栽谕ㄟ^溶于水復(fù)溶飲料之前，使干飲料與豆類蛋白產(chǎn)品共混。在某些情況下，當(dāng)飲料中存在的組分可能不利地影響本發(fā)明的組合物保持在飲料中溶解的能力時，可能需要修改飲料的正常配方以耐受本發(fā)明的組合物。
實施例
實施例1
本實施例評估了扁豆、鷹嘴豆和干豌豆的蛋白提取性(extractability),以及酸化對得自提取步驟的蛋白溶液澄清度的影響。
購買完整形式的干扁豆、鷹嘴豆、黃莢豌豆(yellow split pea)和綠莢豌豆(green split pea),用Bamix切碎機碾磨至相對細的粉末形式。碾磨程度不受時間或粒徑控制。用0.15M CaCl2 (100 ml)在磁力攪拌器上于室溫提取碾磨的材料(10 g)達30分鐘。通過以10，200 g離心10分鐘分離提取液和廢料，然后進一步通過用0.45 μ m孔徑的注射式濾器(syringe filter)過 濾來澄清。用Leco FP 528定氮儀測試碾磨的起始材料和澄清的提取液的蛋白含量。通過測量600 nm處吸光度(A600)來測定全強度(full strength)提取液和用I體積反滲純化(RO)水稀釋的提取液的澄清度。然后用HCl調(diào)節(jié)全強度和稀釋的溶液至pH 3，再次測量A600。在通過A600測量評估溶液澄清度的本實施例和其它實施例中，用水作為分光光度計的空白。
表I中顯示了測定的每種蛋白源的蛋白含量和表觀提取性。
表1-蛋白源的蛋白含量和表觀提取性
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)具有基于干重基礎(chǔ)至少約60 wt%、優(yōu)選至少約90 wt% (N X 6.25)的蛋白含量的豆類蛋白產(chǎn)品的方法，所述方法包括: (a)用鈣鹽水溶液提取豆類蛋白源，以引起來自所述蛋白源的豆類蛋白溶解，并形成豆類蛋白水溶液； (b)至少部分地將所述豆類蛋白水溶液與殘余豆類蛋白源分離； (C)任選稀釋所述豆類蛋白水溶液； (d)調(diào)節(jié)所述豆類蛋白水溶液的pH至pH為約1.5-約4.4，以生產(chǎn)酸化的豆類蛋白水溶液； (e)如果酸化豆類蛋白溶液不是業(yè)已澄清，任選將其澄清； (f)作為從步驟(b)到(e)的備選，任選稀釋然后調(diào)節(jié)混合的豆類蛋白水溶液和殘余豆類蛋白源的PH至pH為約1.5-約4.4，然后使所述酸化的豆類蛋白水溶液與殘余豆類蛋白源分離； (g)任選通過選擇性膜技術(shù)濃縮所述豆類蛋白水溶液，同時維持離子強度基本上恒定; (h)任選滲濾所述濃縮的豆類蛋白溶液；和 (i)任選使所述濃縮并任選滲濾的豆類蛋白溶液干燥。
2.權(quán)利要求
1的方法，其中所述鈣鹽水溶液是氯化鈣水溶液。
3.權(quán)利要求
2的方法，其中所述氯化鈣水溶液具有低于約1.0M的濃度。
4.權(quán)利要求
3的方法，其中所述濃度為約0.10-約0.15 M0
5.權(quán)利要求
1的方法，其中所述提取步驟(a)在約TC-約65°C、優(yōu)選約15°C -約65°C、更優(yōu)選20°C -約35°C的溫度進行。
6.權(quán)利要求
1的方法，其中在約4.5-約11的pH下實施所述用鈣鹽水溶液提取。
7.權(quán)利要求
6的方法，其中所述pH為約5-約7。
8.權(quán)利要求
1的方法，其中所述豆類蛋白水溶液具有約5-約50g/L的蛋白濃度。
9.權(quán)利要求
8的方法，其中所述蛋白濃度為約10-約50g/L。
10.權(quán)利要求
1的方法，其中所述鈣鹽水溶液包含抗氧化劑。
11.權(quán)利要求
1的方法，其中在所述分離步驟(b)之后和在所述任選稀釋步驟(c)之前或在所述任選稀釋步驟之前的步驟(f)中，用吸附劑處理所述豆類蛋白水溶液以去除來自豆類蛋白水溶液的顏色和/或氣味化合物。
12.權(quán)利要求
1的方法，其中所述豆類蛋白水溶液在步驟(c)或(f)中稀釋到電導(dǎo)率低于約90 mS。
13.權(quán)利要求
12的方法，其中在步驟(c)或(f)中用約0.5-約10體積的水性稀釋液稀釋所述豆類蛋白水溶液，以便為所述豆類蛋白溶液提供約4-約18 mS的電導(dǎo)率。
14.權(quán)利要求
12的方法，其中所述水性稀釋液具有約1°C-約65°C的溫度。
15.權(quán)利要求
14的方法，其中所述溫度為約15°C-約65°C。
16.權(quán)利要求
15的方法，其中所述溫度為約20°C-約35°C。
17.權(quán)利要求
1的方法，其中所述酸化豆類蛋白溶液具有低于約95mS的電導(dǎo)率。
18.權(quán)利要求
17的方法，其中所述電導(dǎo)率為約4-約23mSo
19.權(quán)利要求
1的方法，其中所述豆類蛋白水溶液的pH在步驟(d)或(f)中調(diào)節(jié)至約pH 2-約 4。
20.權(quán)利要求
1的方法，其中所述酸化豆類蛋白溶液經(jīng)歷步驟(e)。
21.權(quán)利要求
1的方法，其中所述酸化的蛋白水溶液在步驟(d)或步驟(f)后經(jīng)歷熱處理步驟，以使熱不穩(wěn) 定的抗?fàn)I養(yǎng)因子失活。
22.權(quán)利要求
21的方法，其中所述抗?fàn)I養(yǎng)因子為熱不穩(wěn)定的胰蛋白酶抑制劑。
23.權(quán)利要求
21的方法，其中所述熱處理步驟亦對所述酸化蛋白水溶液進行巴氏消毒。
24.權(quán)利要求
21的方法，其中在約70°C-約160°C的溫度下持續(xù)約10秒-約60分鐘來進行所述熱處理。
25.權(quán)利要求
24的方法，其中在約80°C-約120°C溫度下持續(xù)約10秒-約5分鐘來進行所述熱處理。
26.權(quán)利要求
25的方法，其中在約85°C-約95°C溫度下持續(xù)約30秒-約5分鐘來進行所述熱處理。
27.權(quán)利要求
21的方法，其中將所述熱處理的酸化豆類蛋白溶液冷卻至約2V-約65 0C的溫度用于進一步加工。
28.權(quán)利要求
27的方法，其中將所述熱處理的酸化豆類蛋白溶液冷卻至約20°C-約35 0C的溫度用于進一步加工。
29.權(quán)利要求
21的方法，其中使所述熱處理的豆類蛋白溶液經(jīng)歷精制步驟。
30.權(quán)利要求
1的方法，其中使所述酸化豆類蛋白水溶液干燥，以提供具有至少約60wt% (N X 6.25) d.b.蛋白含量的豆類蛋白產(chǎn)品。
31.權(quán)利要求
1的方法，其中使所述酸化豆類蛋白水溶液經(jīng)歷步驟(g)來生產(chǎn)具有約50-約300 g/L蛋白濃度的濃縮酸化豆類蛋白溶液，所述濃縮酸化豆類蛋白溶液任選經(jīng)歷步驟(h) ο
32.權(quán)利要求
31的方法，其中所述濃縮酸化豆類蛋白溶液具有約100-約200g/L的蛋白濃度。
33.權(quán)利要求
31的方法，其中通過使用具有約3，000-約1，000，000道爾頓的分子量分離點的膜進行超濾來進行所述濃縮步驟(g)。
34.權(quán)利要求
33的方法，其中所述膜具有約5，000-約100，000道爾頓的分子量分離點。
35.權(quán)利要求
31的方法，其中在部分或完全濃縮酸化豆類蛋白溶液前或后對其使用水、酸化水、稀鹽水或酸化稀鹽水來進行步驟(h)。
36.權(quán)利要求
35的方法，其中用約2-約40體積的滲濾溶液來進行所述滲濾步驟(h)。
37.權(quán)利要求
36的方法，其中用約5-約25體積的滲濾溶液來進行所述滲濾步驟(h)。
38.權(quán)利要求
35的方法，其中進行所述滲濾步驟(h)直到?jīng)]有顯著更多量的污染物或可見顏色存在于滲透物中。
39.權(quán)利要求
35的方法，其中進行所述滲濾步驟(h)直到滲余物已充分純化，以至在干燥時提供具有至少約90 wt% (N X 6.25) d.b.的蛋白含量的豆類蛋白分離物。
40.權(quán)利要求
35的方法，其中用具有約3，000-約1，000，000道爾頓分子量分離點的膜進行所述滲濾步驟(h)。
41.權(quán)利要求
40的方法，其中所述膜具有約5，000-約100，000道爾頓的分子量分離點。
42.權(quán)利要求
35的方法，其中在至少部分滲濾步驟(h)期間在滲濾介質(zhì)中存在抗氧化劑。
43.權(quán)利要求
31的方法，其中在約2V-約65°C的溫度下進行所述濃縮步驟(g)和任選滲濾步驟(h)。
44.權(quán)利要求
43的方法，其中所述溫度為約20°C-約35°C。
45.權(quán)利要求
31的方法，其中所述部分濃縮或濃縮并任選滲濾的酸化豆類蛋白溶液經(jīng)歷熱處理步驟，以使熱不穩(wěn)定的抗?fàn)I養(yǎng)因子包括熱不穩(wěn)定的胰蛋白酶抑制劑失活。
46.權(quán)利要求
45的方法，其中在約70°C-約160°C的溫度下持續(xù)約10秒-約60分鐘、優(yōu)選約80°C -約120°C的溫度下持續(xù)約10秒-約5分鐘、更優(yōu)選約85°C -約95°C的溫度下持續(xù)約30秒-約5分鐘來進行所述熱處理。
47.權(quán)利要求
46的方法，其中將所述熱處理的豆類蛋白溶液冷卻至約2V-約65°C、優(yōu)選約20°C -約35°C的溫度用于進一步加工。
48.權(quán)利要求
1的方法，其中所述酸化豆類蛋白水溶液經(jīng)歷步驟(g)和(h)，以生產(chǎn)濃縮和/或滲濾的酸化豆類蛋白溶液，其在干燥時提供具有至少約60 wt% (N X 6.25)d.b.蛋白濃度的豆類蛋白產(chǎn)品。
49.權(quán)利要求
31的方法，其中用吸附劑處理所述濃縮和任選滲濾的酸化豆類蛋白溶液，以去除顏色和/或氣味化合物。
50.權(quán)利要求
31的方法，其中在干燥前對所述濃縮和任選滲濾的酸化豆類蛋白溶液進行巴氏消毒。
51.權(quán)利要求
50的方法，其中在約55°C-約70°C溫度下持續(xù)約30秒-約60分鐘來進行所述巴氏消毒步驟。
52.權(quán)利要求
51的方法，其中在約60°C-約65°C溫度下持續(xù)約10秒-約15分鐘來進行所述巴氏消毒步驟。
53.權(quán)利要求
39的方法，其中所述濃縮并滲濾的酸化豆類蛋白溶液經(jīng)歷步驟(i)，以提供具有至少約90 wt% (N X 6.25) d.b.蛋白含量的豆類蛋白分離物。
54.權(quán)利要求
53的方法，其中所述豆類蛋白分離物具有至少約100wt% (N x 6.25)d.b.的蛋白含量。
55.權(quán)利要求
31的方法，其中以有利于去除胰蛋白酶抑制劑的方式操作所述濃縮和/或任選滲濾步驟。
56.權(quán)利要求
1的方法，其中在所述提取步驟(a)期間存在還原劑以破壞或重排胰蛋白酶抑制劑的二硫鍵，來實現(xiàn)胰蛋白酶抑制劑活性的降低。
57.權(quán)利要求
31的方法，其中在所述濃縮和/或任選滲濾步驟(g)和(h)期間存在還原劑以破壞或重排胰蛋白酶抑制劑的二硫鍵，來實現(xiàn)胰蛋白酶抑制劑活性的降低。
58.權(quán)利要求
48的方法，其中向在干燥步驟(i)的所述濃縮和任選滲濾的豆類蛋白溶液和/或干燥豆類蛋白產(chǎn)品中加入還原劑，以破壞或重排胰蛋白酶抑制劑的二硫鍵，來實現(xiàn)胰蛋白酶抑制劑活性的降低。
59.一種具有至少約60 wt% (N X 6.25) d.b.蛋白含量的豆類蛋白產(chǎn)品，其為水溶性的，并在低于約4.4的酸性pH值產(chǎn)生熱穩(wěn)定溶液。
60.權(quán)利要求
59的豆類蛋白產(chǎn)品，其具有至少約90wt% (N X 6.25) d.b.的蛋白含量。
61.權(quán)利要求
59的蛋白產(chǎn)品，其具有至少約100wt% (N X 6.25) d.b.的蛋白含量。
62.權(quán)利要求
59的蛋白產(chǎn)品，其與水溶性粉末材料共混用于生產(chǎn)共混物的水溶液。
63.權(quán)利要求
62的共混物，其為粉末飲料。
64.權(quán)利要求
59的豆類蛋白產(chǎn)品的水溶液,其在pH小于約4.4時熱穩(wěn)定。
65.權(quán)利要求
64 的水溶液，其為飲料。
專利摘要
可以是分離物的豆類蛋白產(chǎn)品在低pH值時產(chǎn)生熱穩(wěn)定溶液，其可用于軟飲料和運動飲料的蛋白強化而無蛋白沉淀。通過以下方法來獲得豆類蛋白產(chǎn)品用鈣鹽水溶液提取豆類蛋白源材料以形成豆類蛋白水溶液，使豆類蛋白水溶液與殘余豆類蛋白源分離，調(diào)節(jié)豆類蛋白水溶液pH至pH為約1.5-約4.4來生產(chǎn)酸化豆類蛋白溶液，可使其在任選濃縮和滲濾后干燥以提供豆類蛋白產(chǎn)品。
文檔編號A23J3/16GKCN103079410SQ201180033726
公開日2013年5月1日 申請日期2011年5月9日
發(fā)明者K.I.塞加爾, M.施維策爾 申請人:伯康營養(yǎng)科學(xué)(Mb)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan