提高的水結合能力的大豆蛋白產品的製作方法
2023-06-29 01:07:41 2
提高的水結合能力的大豆蛋白產品的製作方法
【專利摘要】提供了大豆蛋白產品，所述大豆蛋白產品沒有常規大豆蛋白分離物的特徵性大豆腥味並且可替代各種食品中的常規分離物，以提供具有改進的口味的食品。
【專利說明】提高的水結合能力的大豆蛋白產品
[0001]發明領域
本發明涉及近中性PH的大豆蛋白產品及它們的用途。
[0002]發明背景
在轉讓給本受讓人的2010年12月22日提交的共同待決的美國專利申請第12/975，805號(2011年7月7日公布的美國專利公開第2011-0165314號)(其公開內容通過引用併入本文)中，描述了腥味純淨、無大豆腥味的大豆蛋白產品的製備，所述大豆蛋白產品具有接近中性的天然PH並且可替代包括營養棒、焙烤食品和經處理的肉產品在內的各種食品應用中的常規大豆蛋白分離物產品。專利申請第12/975，805號也顯示，可通過在產品製備中包括加熱處理步驟來改變大豆蛋白產品的功能性質，其中蛋白溶解度降低並且水結合能力增加。
[0003]此類大豆蛋白產品來源於在轉讓給本文的受讓人的2009年10月21日提交的美國專利申請第12/603，087號(2010年4月22日公布的美國專利公開第2010-0098818號)和2010年10月13日提交的12/923,897(2011年2月17日公布的美國公開第2011-0038993號)(其公開內容通過引用併入本文)中描述的新大豆蛋白產品。美國專利申請第12/603，087和12/923，897號描述了新大豆蛋白產品的生產，優選地分離物的生產，所述分離物在低PH下產生透明且熱穩定的溶液，並因此可用於尤其是軟飲料和運動飲料，以及其它含水體系的蛋白強化，而蛋白不沉澱。
[0004]其中所產生的大豆蛋白產品具有其它大豆蛋白分離物中未發現的獨特的參數組合。產品在低於約4.4的酸性pH下完全可溶，並且其溶液在該pH範圍內是熱穩定的，允許加熱處理，例如熱填充應用。穩定劑或其它添加劑不是保持蛋白在溶液或混懸液中所必需的。大豆蛋白溶液沒有「大 豆腥味」並且沒有異味。產品肌醇六磷酸少，並且在大豆蛋白產品的生產中不需要酶。大豆蛋白產品在約pH 7下也高度可溶。
[0005]具有基於乾重(d.b.)至少約60重量％(N X 6.25)的大豆蛋白含量的新大豆蛋白產品，優選具有至少約90重量％的蛋白含量的分離物是通過包括以下步驟的方法來生產的:
(a)用鈣鹽水溶液，特別是氯化鈣溶液來萃取大豆蛋白源，以引起來自蛋白源的大豆蛋白溶解並形成大?蛋白水溶液，
(b)從殘餘大豆蛋白源分離大豆蛋白水溶液，
(C)任選稀釋大豆蛋白水溶液，
(d)調節大豆蛋白水溶液的pH到約1.5至約4.4，優選約2至約4，以生產酸化的澄清大豆蛋白溶液，
(e)任選加熱處理經酸化的溶液以降低抗營養胰蛋白酶抑制劑的活性和微生物量，
(f)任選濃縮澄清大豆蛋白水溶液，同時通過使用選擇性膜技術來保持離子強度基本恆定，
(g)任選滲濾經濃縮的大豆蛋白溶液，
(h)任選巴氏滅菌經濃縮的大豆蛋白溶液以降低微生物量，以及 (i)任選乾燥經濃縮的大豆蛋白溶液。
[0006]在轉讓給本受讓人的2010年2月11日提交的共同待決的美國專利申請第12/704，078號(2010年8月12日公布的美國專利公開第2010-0203205號)(其公開內容通過引用併入本文)中，描述了大豆蛋白產品(稱為"S702")的生產，所述大豆蛋白產品具有與根據美國申請第12/603，087和12/923，897號提供的大豆蛋白產品相當的性質。在申請第12/704，078號中，通過用鈣鹽水溶液萃取大豆蛋白源材料來生產大豆蛋白產品，以引起來自蛋白源的大豆蛋白溶解並且形成大豆蛋白水溶液，從殘餘大豆蛋白源分離大豆蛋白水溶液，濃縮大豆蛋白水溶液，同時通過使用選擇性膜技術保持離子強度基本恆定，任選滲濾經濃縮的大豆蛋白溶液，並乾燥經濃縮的大豆蛋白溶液。
[0007]在轉讓給本受讓人的2010年3月4日提交的共同待決的美國專利申請第12/703，996號(2010年8月12日公布的美國專利公開第2010-0203204號)(其公開內容通過引用併入本文)中，描述了大豆蛋白產品(稱為"S7300")的生產，所述大豆蛋白產品具有與根據US 12/603，087和12/923，897提供的大豆蛋白產品相當的性質。在申請第12/703，996號中，大豆蛋白產品通過下述來生產:用氯化鈣水溶液萃取大豆蛋白源材料，以弓I起來自蛋白源的大豆蛋白溶解並形成大豆蛋白水溶液，由殘餘大豆蛋白源分離大豆蛋白水溶液，濃縮大豆蛋白水溶液，同時通過使用選擇性膜技術來保持離子強度基本恆定，任選滲濾經濃縮的大豆蛋白溶液，將經濃縮的並且任選經滲濾的大豆蛋白溶液稀釋至水中以引起沉澱的形成，從稀釋水分離沉澱，並乾燥經分離的大豆蛋白沉澱。
[0008]在轉讓給本受讓人的2010年I月26日提交的共同待決的美國專利申請第12/693，714號(2010年7月29日公布的美國專利公開第2010-0189853號)(其公開內容通過引用併入本文)中，描述了大豆蛋白產品(稱為〃S200Ca〃)的提供，所述提供具有與根據US 12/603，087和12/923，897提供的大豆蛋白產品相當的性質。在申請第12/693，714號中，將鈣鹽加入到來自蛋白膠束團的沉澱的上清液，以提供具有約2 mS至約30 mS的導電率的溶液，從所得溶液去除沉澱，以留下澄清溶液，任選調節澄清溶液的PH到約1.5至約4.4，濃縮任選經pH調節的澄清溶液到約50至約400 g/L的蛋白含量，以提供澄清的經濃縮的大豆蛋白溶液，任選滲濾澄清的經濃縮的蛋白溶液，並乾燥經濃縮的溶液。
[0009]發明概沭
與具有特徵性大豆腥味的常規大豆蛋白分離物相比，上述美國專利申請第12/603，087、12/923，897、12/704，078、12/703，996 和 12/693，714 號中生產的大豆蛋白產
品的重要屬性之一是產品純淨、無大豆腥味。
[0010]儘管大豆蛋白分離物產品的範圍可用於食品用途，具有多種功能性質，以及多種預期應用，但是商業大豆蛋白分離物的一些更常見的應用是在營養棒、焙烤食品和經處理的肉產品中。
[0011]根據本發明，提供了沒有常規大豆蛋白分離物的特徵性大豆腥味，並且可替代各種食品(包括上述的那些)中的常規分離物的大豆蛋白產品，以提供具有改進的口味的食品，並且所述食品來源於如美國專利申請第12/704，078、12/703，996和12/693，714號中所述製備的大豆蛋白產品。通常，本文所述的程序得到具有提高的水結合能力的大豆蛋白產品O
[0012]根據本發明的一個方面，提供了生產大豆蛋白產品的方法，所述大豆蛋白產品具有基於乾重至少約60重量％(N X 6.25)的大豆蛋白含量，所述方法包括:
(a)用鈣鹽水溶液萃取大豆蛋白源以引起來自所述蛋白源的大豆蛋白溶解以及形成大豆蛋白水溶液，
(b)從殘餘大豆蛋白源分離大豆蛋白水溶液，
(C)濃縮所述大豆蛋白水溶液，同時通過使用選擇性膜技術來保持所述離子強度基本恆定，
(d)任選滲濾經濃縮的大豆蛋白溶液，以及
(e)任選乾燥經濃縮的以及任選經滲濾的大豆蛋白溶液，
其中:
(A)將從步驟(b)得到的大豆蛋白水溶液加熱處理，以由其沉澱大豆蛋白並且⑴將全部經加熱處理的溶液乾燥以提供大豆蛋白產品或者(ii)從經加熱處理的溶液回收沉澱的大豆蛋白並將回收的沉澱乾燥以提供大豆蛋白產品，或者
(B)將來自步驟(d)的經濃縮的以及任選經滲濾的大豆蛋白溶液加熱處理以由其沉澱大豆蛋白並且(i)將全部經加熱處理的溶液乾燥以提供大豆蛋白產品或者(ii)由經加熱處理的溶液回收沉澱的大豆蛋白並將回收的沉澱乾燥以提供大豆蛋白產品，或者
(C)將經濃縮並且任選經滲濾的大豆蛋白溶液乾燥，將來自步驟(e)的經乾燥的材料重新混懸於水中，如果需要，將所得溶液調節到約6的pH，並將重新混懸的材料加熱處理以由其沉澱大豆蛋白並且(i)將全部經加熱處理的材料乾燥以提供大豆蛋白產品或者(ii)由經加熱的材料回收沉澱的蛋白並將回收的沉澱的蛋白乾燥以提供大豆蛋白產品。
[0013]根據本發明的另一方面，提供了生產大豆蛋白產品的方法，所述大豆蛋白產品具有基於乾重至少約60重量％(N X 6.25)的大豆蛋白含量，所述方法包括:
(a)用鈣鹽水溶液萃取大豆蛋白源以引起來自所述蛋白源的大豆蛋白溶解並形成大豆蛋白水溶液，
(b)從殘餘大豆蛋白源分離大豆蛋白水溶液，
(C)濃縮所述大豆蛋白水溶液，同時通過使用選擇性膜技術來保持所述離子強度基本恆定，
(d)任選滲濾經濃縮的大豆蛋白溶液，
(e)將所述經濃縮的大豆蛋白溶液稀釋於水中以引起沉澱的形成，
(f)從稱為上清液的稀釋水分離沉澱，以及
(g)任選乾燥經分離的大豆蛋白沉澱，
其中:
(A)將由步驟(f)分離的大豆蛋白沉澱乾燥，並將經乾燥的蛋白重新混懸於水中，如果需要，將所得混懸液調節到約6的pH，將混懸液加熱處理並且(i)將全部經加熱處理的混懸液乾燥以提供大豆蛋白產品或者(ii)由經加熱的混懸液回收不溶性蛋白並將回收的不溶性蛋白乾燥以提供大豆蛋白產品，或者
(B)將由步驟(f)分離的大豆蛋白沉澱重新混懸於水中，並將混懸液加熱處理並且
(i)將全部經加熱處理的溶液乾燥以提供大豆蛋白產品或者(ii)由經加熱處理的混懸液回收不溶性蛋白並將回收的不溶性蛋白乾燥以提供大豆蛋白產品。
[0014]根據本發明的又一方面，提供了一種製備大豆蛋白產品的方法，所述大豆蛋白產品具有基於乾重至少約60重量％(N X 6.25)的蛋白含量,所述方法包括:
(a)加入鈣鹽或其它二價鹽至來自大豆蛋白膠束團的沉澱的上清液，以提供約2mS至約30 mS的導電率，
(b)從所得溶液中去除沉澱，以留下澄清溶液，
(c)調節澄清溶液的PH到約1.5至約4.4，
(d)將所述經pH調節的澄清溶液濃縮至約50至約400g/L的蛋白含量，以提供澄清的經濃縮的大豆蛋白溶液，
(e)任選滲濾澄清的經濃縮的蛋白溶液，以及
(f)任選乾燥經濃縮的和任選經滲濾的溶液，
其中:
(A)將經濃縮並且任選經滲濾的溶液在步驟(f)中乾燥並使經乾燥的大豆蛋白產品形成水溶液，將所述水溶液的PH增至約pH6以由其沉澱大豆蛋白，將經pH調節的材料任選加熱處理，並且(i)將全部經PH調節的材料乾燥以提供大豆蛋白產品或者由經pH調節的材料回收沉澱並將回收的沉澱乾燥以提供大豆蛋白產品，或者
(B)將步驟(e)中經濃縮的並且任選經滲濾的溶液的pH增至約6以由其沉澱大豆蛋白，將經PH調節的材料任選加熱處理並且(i)將全部經pH調節的材料乾燥以提供大豆蛋白材料或者(ii)由經PH調節的材料回收沉澱並將回收的沉澱乾燥以提供大豆蛋白產品。
[0015]根據本發明的又一方面，提供了生產大豆蛋白產品的方法，所述大豆蛋白產品具有基於乾重至少60重量％ (N X 6.25)的大豆蛋白含量,所述方法包括:
(a)用氯化鈉水溶液萃取大豆蛋白源以引起來自所述蛋白源的大豆蛋白溶解以及形成大豆蛋白水溶液，
(b)從殘餘大豆蛋白源分離大豆蛋白水溶液，
(c)調節大豆蛋白溶液的pH到約4.5以引起大豆蛋白的沉澱，
(d)回收沉澱的大豆蛋白，
(e)任選調節回收的大豆蛋白的pH到約6，以及
(f)乾燥回收並且任選經PH調節的大豆蛋白，
其中依照PH調節步驟(c)，將經pH調節的材料加熱處理，然後回收沉澱，任選調節回收的沉澱的蛋白的PH並且乾燥回收的沉澱的蛋白以提供大豆蛋白產品。
[0016]雖然本發明主要涉及大豆蛋白分離物的生產和使用，但也可以想到可以提供並使用具有和大豆蛋白分離物類似性質的較低純度的大豆蛋白產品。這種較低純度產品可具有至少約60重量％(N X 6.25) d.b.的蛋白濃度。
[0017]_
發明的一般描述
根據共同待決的美國申請第12/704，078和12/703，996號的程序，提供大豆蛋白產品的方法的最初步驟涉及使來自大豆蛋白源的大豆蛋白溶解。大豆蛋白源可以為大豆，或者從大豆加工得到的任何大豆產品或副產品,包括但不限於大豆柏(soy meal)、大豆片、大豆粒(soy grits)和大豆粉(soy flour)。大豆蛋白源可以全脂形式、部分脫脂形式或完全脫脂形式使用。在大豆蛋白源含有可觀的脂肪量時，一般在方法中需要除油步驟。從大豆蛋白源回收的大豆蛋白可以為天然存在於大豆的蛋白，或者，似蛋白(proteinaceous)材料可以為通過基因操縱改性的蛋白但其具有天然蛋白的特徵疏水性和極性特徵。
[0018]儘管可使用其它鈣鹽的溶液,然而最方便地使用食品級氯化鈣溶液來實施來自大豆蛋白源材料的蛋白溶解。在大豆蛋白產品意欲用於非食品用途時，可使用非食品級化學品。另外，也可使用其它鹼土金屬鹽，例如鎂鹽。此外，也可使用與其它鹽溶液，例如氯化鈉結合的鈣鹽溶液來實施來自大豆蛋白源的大豆蛋白的萃取。另外，可使用水或其它鹽溶液，例如氯化鈉溶液，與鈣鹽，例如氯化鈣來實施來自大豆蛋白源的大豆蛋白的萃取，隨後將其加入萃取步驟中產生的大豆蛋白水溶液。然後，將加入鈣鹽時形成的沉澱去除，之後實施隨後的處理。
[0019]隨著鈣鹽溶液濃度增加，來自大豆蛋白源的蛋白的溶解度開始增加，直至達到最大值。鹽濃度的任何隨後增加均不會增加總的溶解蛋白。引起最大蛋白溶解的鈣鹽溶液的濃度取決於涉及的鹽而改變。通常優選利用低於約1.0 M的濃度值，並且更優選約0.10 M至約0.15 M的數值。
[0020]在批次過程中，蛋白的鹽溶解在約TC至約100°C，優選約15°C至約65°C，更優選約15°C至約35°C的溫度下實施，優選伴隨攪拌，以減少溶解時間，溶解時間通常約I至約60分鐘。優選實施溶解以基本上從大豆蛋白源萃取可行的儘可能多的蛋白，以提供總體高產
品產率。
[0021 ] 在連續過程中，從大豆蛋白源萃取大豆蛋白按照和從大豆蛋白源實施大豆蛋白的連續萃取一致的任何方式實施。在一個實施方案中，使大豆蛋白源與鈣鹽溶液連續混合，根據本文所述參數通過具有一定長度的管或導管並以一定流速運送混合物持續足以實施期望的萃取的停留時間。在此連續過程中，在最多約10分鐘時間內快速實施鹽溶解步驟，優選實施溶解以基本上從大豆蛋白源萃取可行的儘可能多的蛋白。在連續過程中的溶解在約1°C和約100°C之間，優選約15°C和約65°C之間，更優選約15°C和約35°C之間的溫度下實施。
[0022]一般在約5至約11，優選約5至約7的pH下實施萃取。如果需要，通過根據需要使用任何合適的酸(通常為鹽酸)，或者鹼(通常為氫氧化鈉)，可將萃取體系(大豆蛋白源和鈣鹽溶液)的pH調節到約5至約11範圍內的任何期望值，以用於萃取步驟。
[0023]在溶解步驟期間，鈣鹽溶液中大豆蛋白源的濃度可寬泛地變化。典型濃度值為約5 w/v 至約 15% w/vo
[0024]從萃取步驟得到的蛋白溶液一般具有約5g/L至約50 g/L,優選約10g/L至約50g/L的蛋白濃度。
[0025]用鹽水溶液的蛋白萃取步驟有使大豆蛋白源中可能存在的脂肪溶解的另外的作用，這又造成脂肪存在於水相中。
[0026]鈣鹽水溶液可含有抗氧化劑。抗氧化劑可以為任何合適的抗氧化劑，如亞硫酸鈉或抗壞血酸。所用抗氧化劑的量可以從溶液的約0.01至約I重量％變化，優選約0.05重量％。抗氧化劑用於抑制蛋白溶液中任何酚類的氧化。
[0027]然後，從萃取步驟得到的含水相可以以任何合適的方式從殘餘大豆蛋白源分離，例如，利用沉降式離心機或任何適合的篩，隨後碟式離心和/或過濾，以去除殘餘的大豆蛋白源材料。可將經分離的殘餘蛋白源材料乾燥用於處理。可選地，可處理經分離的殘餘大豆蛋白源，以回收一些殘餘蛋白。可用新鮮鈣鹽溶液和澄清時得到的蛋白溶液與初始蛋白溶液組合來重新萃取經分離的殘餘大豆蛋白源，用於如下所述進一步處理。或者，可通過常規等電沉澱過程或任何其它合適的過程處理經分離的殘餘大豆蛋白源以回收這些殘餘蛋白。
[0028]在大豆蛋白源含有顯著量的脂肪時，如轉讓給本文的受讓人的美國專利第5，844，086和6，005，076號(其公開內容通過引用併入本文)所述，則其中所述的脫脂步驟可對經分離的蛋白水溶液實施。可選地，可通過任何其它合適的方法完成經分離的蛋白水溶液的脫脂。
[0029]大豆蛋白水溶液可用吸附劑(如粉末狀活性炭或粒狀活性炭)處理，以去除顏色和/或氣味化合物。此吸附劑處理可在任何合適的條件下實施，一般在經分離的蛋白水溶液的環境溫度下進行。對於粉末狀活性炭，利用約0.025%至約5% w/v,優選約0.05%至約2% w/v的量。可通過任何合適的方法例如通過過濾從大豆溶液去除吸附劑。
[0030]如果純度足夠，可直接乾燥所得大豆蛋白水溶液，以生產大豆蛋白產品。為了減小雜質含量，可在乾燥前處理大豆蛋白水溶液。
[0031]可濃縮大豆蛋白水溶液，以增加其蛋白濃度，同時保持其離子強度基本恆定。一般實施此濃縮，以提供具有約50g/L至約400g/L，優選約100g/L至約250g/L的蛋白濃度的經濃縮的大豆蛋白溶液。
[0032]濃縮步驟可以與批次操作或連續操作一致的任何合適的方式實施，例如，通過利用任何合適的選擇性膜技術，如使用膜(比如空心纖維膜或螺旋纏繞膜)的超濾或滲濾，所述膜按照不同的膜材料和結構具有適合的截留分子量，比如約3，000至約1，000，000道爾頓，優選約5，000至約100，000道爾頓，並且對於連續操作，該尺寸在蛋白水溶液通過膜時允許期望濃度。
[0033]眾所周知，超濾和類似的選擇性膜技術允許低分子量物種從其中通過，同時防止較高分子量物種從其中通過。低分子量物種不僅包括食品級鹽的離子物種，而且包括從源材料萃取的低分子量材料，如碳水化合物、顏料、低分子量蛋白和抗營養因子，如胰蛋白酶抑制劑，這些本身為低分子量蛋白。通常按照不同膜材料和結構選擇膜的截留分子量，以保證在溶液中保留顯著比例的蛋白，同時允許汙染物通過。
[0034]然後，在完成濃縮前後，使用鈣鹽溶液，例如氯化鈣在與萃取溶液相同pH和相同鈣鹽濃度下的溶液，使經濃縮的大豆蛋白溶液經受滲濾步驟。如果期望降低保留物的鹽含量，所用滲濾溶液可以是相同PH但鹽濃度比萃取溶液低的鈣鹽水溶液。然而，必須選擇滲濾溶液的鹽濃度，以便保留物中的鹽水平保持足夠高，以保持期望的蛋白溶解性。如上所述，優選滲濾溶液的pH等於經滲濾的蛋白溶液的pH。可用任何合適的酸(例如鹽酸或磷酸)或鹼(例如氫氧化鈉)來調節滲濾溶液的pH。可用約I至約40體積的滲濾溶液，優選約2至約25體積的滲濾溶液實施此滲濾。在滲濾操作中，通過用滲透物通過膜，可從大豆蛋白水溶液去除進一步的量的汙染物。可實施滲濾操作直至滲透物中不存在顯著進一步的量的汙染物或可見顏色或直至已將保留物充分純化，以便在乾燥時提供具有期望的蛋白含量的大豆蛋白產品，優選分離物具有基於乾重至少約90重量％的蛋白含量。可用與濃縮步驟相同的膜實施此滲濾。然而，如果期望的話，可按照不同膜材料和結構使用具有不同截留分子量的分離膜實施滲濾步驟，例如具有約3，000至約1，000, 000道爾頓，優選約5，000至約100，000道爾頓範圍的截留分子量的膜。
[0035]濃縮步驟和滲濾步驟可以在本文中按這樣的方式實施，即隨後通過乾燥經濃縮和滲濾的保留物所回收的大豆蛋白產品含有小於約90重量％蛋白(N x6.25) d.b.，例如至少約60重量％蛋白(N x6.25) d.b.。通過部分濃縮和/或部分滲濾大豆蛋白水溶液，可僅部分去除汙染物。然後，可乾燥此蛋白溶液，以提供具有較低純度水平的大豆蛋白產品。此大豆蛋白產品仍能夠在酸性條件下生產澄清蛋白溶液。
[0036]在滲濾步驟的至少一部分期間，在滲濾介質中可存在抗氧化劑。抗氧化劑可以為任何合適的抗氧化劑，如亞硫酸鈉或抗壞血酸。在滲濾介質中使用的抗氧化劑的量取決於所用的材料，且可以從約0.01至約I重量％變化，優選約0.05重量％。抗氧化劑用於抑制經濃縮的大豆蛋白溶液中存在的任何酚類的氧化。
[0037]濃縮步驟和滲濾步驟可在任何合適的溫度(一般約2°至約65°C，優選約20°至約35°C)實施一段時間，以實現期望的濃縮和滲濾度。在某種程度上，使用的溫度和其它條件取決於用於實施膜處理的膜設備、期望的溶液蛋白濃度和對於滲透物去除汙染物的效率。
[0038]在大豆中有兩種主要的胰蛋白酶抑制劑，即Kunitz抑制劑(其是具有約21，000道爾頓分子量的熱不穩定分子)和Bowman-Birk抑制劑(其是具有約8，000道爾頓分子量的較熱穩定分子)。最終大豆蛋白產品中胰蛋白酶抑制劑活性的水平可通過操縱各種工藝變量來控制。
[0039]例如，可按有利於與其它汙染物一起去除滲透物中的胰蛋白酶抑制劑的方式操作濃縮和/或滲濾步驟。通過使用較大孔徑(例如約30，000至約1，000, 000道爾頓)的膜、在升高的溫度(例如約30°C至約65°C )操作膜和利用較大體積(如約10至約40體積)的滲濾介質，促進胰蛋白酶抑制劑的去除。
[0040]此外，通過使大豆材料暴露於使抑制劑的二硫化物鍵破壞或重排的還原劑，可實現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-乙醯基半胱氨酸。
[0041]可在整個過程的不同階段實施此還原劑的加入。還原劑可與大豆蛋白源材料在萃取步驟中加入、可在殘餘大豆蛋白源材料去除後加入到澄清的大豆蛋白水溶液、可在滲濾之前或之後加入到經濃縮的蛋白溶液或者可與經乾燥的大豆蛋白產品幹混。還原劑的加入可與上述膜處理步驟組合。
[0042]如果期望在經濃縮的蛋白溶液中保留活性胰蛋白酶抑制劑，則這可通過利用具有較小孔徑的濃縮和滲濾膜、在較低溫度操作膜、利用較小體積的滲濾介質和不利用還原劑而實現。
[0043]如果需要，可使經濃縮和任選滲濾的蛋白溶液經受進一步脫脂操作，如美國專利第5，844，086和6，005，076號所述。可選地，可通過任何其它合適方法實現經濃縮和任選滲濾的蛋白溶液的脫脂。
[0044]經濃縮和任選滲濾的蛋白水溶液可用吸附劑(如粉末狀活性炭或粒狀活性炭)處理，以去除顏色和/或氣味化合物。此吸附劑處理可在任何合適條件下實施，一般在經濃縮的蛋白水溶液的環境溫度下。對於粉末狀活性炭，利用約0.025%至約5% w/v,優選約0.05%至約2% w/v的量。可通過任何合適方法(例如通過過濾)從大豆蛋白溶液去除吸附劑。
[0045]可使從任選脫脂和任選吸附劑處理步驟得到的經濃縮和任選滲濾的大豆蛋白溶液經受巴氏滅菌步驟，以降低微生物量。此巴氏滅菌可在任何期望的巴氏滅菌條件下實施。一般將經濃縮和任選滲濾的大豆蛋白溶液加熱到約55°至約70°C，優選約60°至約65°C的溫度約30秒鐘至約60分鐘，優選約10至約15分鐘。然後，可使經巴氏滅菌，濃縮的大豆蛋白溶液冷卻優選至約15°至約35°C溫度，用於乾燥或進一步處理。
[0046]根據上述共同待決的美國專利申請第12/704，078號，可通過任何合適的技術，例如噴霧乾燥或冷凍乾燥來乾燥經濃縮並且任選經滲濾的澄清的大豆蛋白水溶液，以得到大豆蛋白產品。可選地，可將經濃縮並且任選經滲濾的大豆蛋白溶液的PH調節到約2.0至約4.0。pH調節可按任何合適的方式實施，例如加入鹽酸或磷酸。然後使所得酸化大豆蛋白溶液乾燥。作為另一種替代，可使經pH調節的大豆蛋白溶液經受加熱處理，以使熱不穩定抗營養因子(如以上提到的胰蛋白酶抑制劑)失活。此加熱步驟也提供降低微生物量的另外益處。一般將蛋白溶液加熱到約70°至約160°C約10秒鐘至約60分鐘，優選約80°至約120°C的溫度約10秒鐘至約5分鐘，更優選約85°至約95°C約30秒鐘至約5分鐘。然後，可使經加熱處理的酸化大豆蛋白溶液冷卻到約2°C至約65°C，優選約20°至約35°C的溫度。然後將所得酸化的、經加熱處理的大豆蛋白溶液乾燥。
[0047]根據共同待決的美國專利申請第12/703，996號，將從濃縮步驟和任選滲濾步驟、任選脫脂步驟、任選吸附劑處理步驟以及任選巴氏滅菌步驟得到的經濃縮的蛋白溶液稀釋，以通過將經濃縮的蛋白溶液與具有所需體積的水混合以達到所需稀釋度來使沉澱形成。當由稱為上清液的殘餘水相分離沉澱的蛋白時，稀釋度一般為約5倍至約25倍，優選約10倍至約20倍。與經濃縮的蛋白溶液混合的水優選具有約1°至約65°C，優選約15°至約35 °C的溫度。
[0048]在批次操作中，將經濃縮的蛋白溶液批次加入到如上討論具有期望體積的水的靜態主體。經濃縮的蛋白溶液的稀釋和隨後離子強度的減小引起蛋白沉澱的形成。在批次程序中，使蛋白沉澱在水體中沉降。可通過例如離心幫助沉降。由此引起的沉降減小水分含量以及沉澱的蛋白的包藏鹽含量。
[0049]可選地，可通過使經濃縮的蛋白溶液連續通過T形管的一個入口，同時將稀釋水進料T形管的另一個入口，允許管中混合而連續實施稀釋操作。稀釋水以足以實現期望的經濃縮的蛋白溶液的稀釋度的速率進料到T形管。
[0050]經濃縮的蛋白溶液和稀釋水在管中的混合引起蛋白沉澱的形成，並且混合物從T形管的出口連續進料到沉降容器，在充滿時，允許上清液從該沉降容器溢出。混合物優選以使液體主體內的湍流最小的方式進料到沉降容器中的液體主體內。
[0051]在連續過程中，使蛋白沉澱在沉降容器中沉降，並使此過程繼續，直到所需量的沉澱已積聚在沉降容器的底部，然後從沉降容器去除積聚的沉澱。通過沉澱代替沉積，可通過離心連續分離沉澱。
[0052]與批次過程相比，通過利用連續過程回收大豆蛋白沉澱，對於相同水平的蛋白萃取，初始蛋白萃取步驟的時間可顯著減少。另外，在連續操作中，存在比批次過程更少的汙染機會，引起更高的產品質量，並且可以在更緊湊的設備中實施此過程。
[0053]通過例如從沉降的團傾析殘餘含水相，或者通過離心，從殘餘含水相或上清液分離沉降的沉澱。可洗滌沉澱以去除殘餘上清液，例如用約I至約10，優選約2至約3體積的水，且然後如上所述再次回收沉澱。任選洗滌的沉澱可以溼的形式使用，或者可通過任何合適技術(例如噴霧乾燥或冷凍乾燥)乾燥成乾燥形式。乾燥沉澱具有超過約60重量％蛋白，優選至少約90重量％蛋白(N X 6.25)，並且更優選至少約100重量％(N x 6.25)的高蛋白含量。該乾燥沉澱的肌醇六磷酸含量低，一般小於約1.5重量％。
[0054]如上所述，可直接乾燥稀釋步驟中形成的沉降的蛋白沉澱以得到蛋白產品。可選地，可將溼蛋白沉澱重新混懸於水(例如約2至約3體積)中，並通過使用任何合適的酸(例如鹽酸或磷酸)將樣品的PH調節至約1.5至約4.4，優選約2.0至約4.0來再溶解。然後，澄清蛋白溶液可可通過任何合適技術(例如噴霧乾燥或冷凍乾燥)乾燥成乾燥形式。乾燥蛋白產品具有超過約60重量％蛋白，優選至少約90重量％蛋白，更優選至少約100重量％蛋白(N X 6.25)的蛋白含量。
[0055]作為另一種替代，可使澄清、酸化、再溶解的大豆蛋白溶液經受加熱處理，以使任何剩餘的熱不穩定的抗營養因子失活。此加熱步驟也提供降低微生物量的其它益處。一般將蛋白溶液加熱到約70°至約160°C溫度約10秒鐘至約60分鐘，優選約80°至約120°C的溫度約10秒鐘至約5分鐘，更優選約85°至約95°C約30秒鐘至約5分鐘。然後，為了如下所述進一步處理，可使經加熱處理的酸化大豆蛋白溶液冷卻到約2°至約65°C，優選約20°至約35 °C的溫度。
[0056]將經酸化並且任選經加熱處理的澄清溶液濃縮，以增加其蛋白濃度。此濃縮用任何合適的選擇性膜技術實施，如使用膜的超濾或滲濾，所述膜具有適合的截留分子量，允許低分子量物種(包括鹽、碳水化合物、顏料、胰蛋白酶抑制劑和從蛋白源材料萃取的其它低分子量材料)通過該膜，同時在溶液中保留顯著比例的大豆蛋白。可按照不同膜材料和結構使用具有約3，000至1，000，000道爾頓，優選約5，000至約100，000道爾頓的截留分子量的超濾膜。以此方式濃縮蛋白溶液也降低所需液體的體積，所述液體要被乾燥以回收蛋白。在乾燥前，蛋白溶液一般濃縮到約50g/L至約300 g/L，優選約100至約200 g/L的蛋白濃度。此濃縮操作可如上所述按批次方式或按連續操作實施。
[0057]在使用水完成濃縮之前或之後,可使大豆蛋白溶液經受滲濾步驟。水可為其天然pH，或等於被滲濾的蛋白溶液的pH或為之間的任何pH。可用約I至約40體積的滲濾溶液，優選約2至約25體積的滲濾溶液實施此滲濾。在滲濾操作中，通過用滲透物通過膜，可從澄清大豆蛋白水溶液去除進一步的量的汙染物。可實施滲濾操作直至滲透物中不存在顯著進一步的量的汙染物或可見顏色或直至已將保留物充分純化，以便在乾燥時提供具有期望的蛋白含量的大豆蛋白產品，優選分離物具有至少約90重量％(N X 6.25) d.b.的蛋白含量。可用與濃縮步驟相同的膜實施此滲濾。然而，如果期望的話，可按照不同膜材料和結構使用具有不同截留分子量的分離膜實施滲濾步驟，例如具有約3，000至約1，000, 000道爾頓，優選約5，000至約100，000道爾頓範圍內的截留分子量的膜。
[0058]濃縮步驟和滲濾步驟可以在本文中按這樣的方式實施:隨後通過乾燥經濃縮和滲濾的保留物所回收的大豆蛋白產品含有小於約90重量％蛋白(N x6.25) d.b.，例如至少約60重量％蛋白(N x6.25) d.b.。通過部分濃縮和/或部分滲濾大豆蛋白水溶液，可僅部分去除汙染物。然後，可乾燥此蛋白溶液，以提供具有較低純度水平的大豆蛋白產品。此大豆蛋白產品仍能夠在酸性條件下生產澄清蛋白溶液。
[0059]在滲濾步驟的至少一部分期間，在滲濾介質中可存在抗氧化劑。抗氧化劑可以為任何合適的抗氧化劑，如亞硫酸鈉或抗壞血酸。在滲濾介質中使用的抗氧化劑的量取決於所用的材料，且可以從約0.01重量％至約I重量％變化，優選約0.05重量％。抗氧化劑用於抑制經濃縮的大豆蛋白溶液中存在的任何酚類的氧化。
[0060]任選的濃縮步驟和任選的滲濾步驟可在任何合適的溫度(一般約2°至約65°C，優選約20°至約35°C)實施一段時間，以實現期望的濃縮和滲濾度。在某種程度上，使用的溫度和其它條件取決於實施膜處理使用的膜設備、期望的溶液蛋白濃度和對於滲透物去除汙染物的效率。
[0061]如上所述，最終大豆蛋白產品中胰蛋白酶抑制劑活性的水平可通過操縱各種工藝變量來控制。
[0062]如前提到，可使用酸化的大豆蛋白水溶液的加熱處理使熱不穩定胰蛋白酶抑制劑失活。也可加熱處理經部分濃縮或完全濃縮的酸化的大豆蛋白溶液，以使熱不穩定的胰蛋白酶抑制劑失活。
[0063]另外，可按有利於與其它汙染物一起去除滲透物中的胰蛋白酶抑制劑的方式操作濃縮和/或滲濾步驟。通過使用較大孔徑(例如30，000至1，000, 000道爾頓)的膜、在升高的溫度(例如30°至65°C )操作膜和利用較大體積(如10至40體積)的滲濾介質,可促進胰蛋白酶抑制劑的去除。
[0064]與在較高pH (3至4.4)處理溶液相比，在較低pH (1.5至3)酸化和膜處理蛋白溶液可降低胰蛋白酶抑制劑活性。當在PH範圍的低端濃縮和滲濾蛋白溶液時，可期望在乾燥前提高保留物的PH。通過加入任何合適的食品級鹼，如氫氧化鈉，可使經濃縮和滲濾的蛋白溶液的PH提高到期望的值，例如pH3。
[0065]此外，通過使大豆材料暴露於使抑制劑的二硫化物鍵破壞或重排的還原劑，可實現胰蛋白酶抑制劑活性的還原。適合的還原劑包括亞硫酸鈉、半胱氨酸和N-乙醯基半胱氨酸。
[0066]可在全部過程的不同階段實施此還原劑的加入。可將還原劑加入到從稀釋步驟得到的溼蛋白沉澱，加入到通過酸化和再溶解沉澱形成的蛋白溶液，在滲濾前或後加入到經濃縮的溶液或與經乾燥的大豆蛋白產品乾燥混合。還原劑的加入可與上述加熱處理步驟和膜處理步驟組合。
[0067]如果期望在經濃縮的蛋白溶液中保留活性胰蛋白酶抑制劑，則這可通過消除或降低加熱處理步驟的強度、不利用還原劑、在PH範圍的高端(3至4.4)操作濃縮和滲濾步驟、利用具有較小孔徑的濃縮和滲濾膜、在較低溫度操作膜和利用較小體積的滲濾介質而實現。
[0068]經酸化、任選濃縮和任選滲濾的澄清蛋白水溶液可用吸附劑(如粉末狀活性炭或粒狀活性炭)處理，以去除顏色和/或氣味化合物。此吸附劑處理可在任何合適條件下實施，一般在蛋白溶液的環境溫度下。對於粉末狀活性炭，利用約0.025%至約5% w/v，優選約0.05%至約2% w/v的量。可通過任何合適方法(例如通過過濾)從大豆蛋白溶液去除吸附劑。
[0069]然後，可通過任何合適的技術，例如噴霧乾燥或冷凍乾燥將酸化的、任選經濃縮並且任選經滲濾的澄清大豆蛋白水溶液乾燥。乾燥大豆蛋白產品具有至少約60重量％(N X6.25) d.b.，優選超過約90重量％ (N x 6.25) d.b.，更優選至少約100重量％ (N x 6.25)d.b.的蛋白含量。該大豆蛋白產品的肌醇六磷酸含量低，一般小於約1.5重量％。
[0070]根據本發明的另一方面，可將稀釋於水中時沉澱的蛋白與上清液一起處理。在這種情況下，稀釋度一般為約I至25倍，優選約3至約12倍。與經濃縮的蛋白溶液混合的水具有約I °至約60°C，優選約15°至約35°C的溫度。
[0071]使用任何合適的酸(例如鹽酸或磷酸)將含有沉積的蛋白沉澱的稀釋水的pH調節到約1.5至約4.4，優選約2.0至約4.0。pH的下降引起通過稀釋沉積的蛋白再溶解，得到澄清、酸化的蛋白溶液。蛋白溶液可以溼的形式使用，或者可通過任何合適技術(例如噴霧乾燥或冷凍乾燥)乾燥成乾燥形式。
[0072]作為另一種替代，可利用如上所述與通過酸化再溶解分離的沉澱的相同步驟來處理通過酸化蛋白沉澱和上清液的混合物形成的蛋白溶液。
[0073]然後可通過任何合適的技術，例如噴霧乾燥或冷凍乾燥，將任選經濃縮的、任選經滲濾的、任選經加熱處理的、任選經吸附劑處理的澄清的大豆蛋白水溶液乾燥。乾燥大豆蛋白產品具有超過約60重量％蛋白，優選至少約90重量％，更優選約100重量％(N X 6.25)d.b.的蛋白含量。
[0074]根據共同待決的美國專利申請第12/693，714號中描述的程序，提供大豆蛋白產品的方法的最初步驟也包括使來自大豆蛋白源的大豆蛋白溶解。大豆蛋白源也可以為大豆，或者從大豆加工得到的任何大豆產品或副產品，包括但不限於大豆柏、大豆片、大豆粒和大豆粉。大豆蛋白源可以全脂形式、部分脫脂形式或完全脫脂形式使用。在大豆蛋白源含有可觀的脂肪量時，一般在工藝中需要除油步驟。從大豆蛋白源回收的大豆蛋白可以為天然存在於大豆的蛋白，或者，似蛋白材料可以為通過基因操縱改性的蛋白但其具有天然蛋白的特徵性疏水性和極性特性。
[0075]蛋白溶解可通過使用食品級鈉鹽溶液(例如食品級氯化鈉溶液)實施。在大豆蛋白產品用於非食品用途時，可使用非食品級化學品。也可使用其它單價鹽，如氯化鉀。隨著鹽溶液濃度增加，來自大豆蛋白源的蛋白的溶解度開始增加，直至達到最大值。鹽濃度的任何隨後增加均不會增加總的溶解蛋白。引起最大蛋白溶解的鹽溶液的濃度取決於涉及的鹽而改變。鈉鹽溶液的濃度選擇也受希望通過膠束途徑得到的蛋白的比例影響。較高鹽濃度(優選約0.5M至約1.0M) 一般在將經濃縮的大豆蛋白溶液稀釋到冷水時得到更多蛋白膠束團。可用較高濃度的氯化鈉溶液實施萃取，或者可選地，可用小於0.5M氯化鈉(例如0.1OM或0.15M氯化鈉)的溶液實施萃取，且然後，在去除大豆蛋白源後，向大豆蛋白溶液加入另外的鹽。
[0076]在批次過程中，蛋白的鹽溶解在約1°C至約100°C (優選約15°C至約35°C )的溫度下實施，優選伴隨攪拌，以減小溶解時間，溶解時間通常約I至約60分鐘。優選實施溶解以基本上從大豆蛋白源萃取可行的儘可能多的蛋白，以提供總的高產品產率。
[0077]在連續過程中，從大豆蛋白源萃取蛋白按照和從大豆蛋白源實施蛋白的連續萃取一致的任何方式進行。在一個實施方案中，使大豆蛋白源與食品級鹽溶液連續混合，根據本文所述參數通過具有一定長度的管或導管並以一定流速運送混合物足以實施期望的萃取的停留時間。在此連續過程中，在最多約10分鐘時間內快速實施鹽溶解步驟，優選實施溶解以基本上從大豆蛋白源萃取可行的儘可能多的蛋白。連續過程中的溶解在約1°C和約100°C之間，優選約15°C和約35°C之間的溫度下實施。
[0078]萃取可在大豆蛋白源/鹽溶液體系的天然pH(—般約5至約7)實施。可選地，為了用於萃取步驟，可根據需要使用任何合適的酸(通常為鹽酸)或鹼(通常為氫氧化鈉)，將萃取的PH調節到約5至約7範圍內的任何期望值。
[0079]在溶解步驟期間，大豆蛋白源在食品級鹽溶液中的濃度可寬泛地變化。一般濃度值為約5至約15% w/v ο
[0080]用鹽水溶液的蛋白萃取步驟有使大豆蛋白源中可能存在的脂肪溶解的另外的作用，這又造成脂肪存在於水相中。
[0081]從萃取步驟得到的蛋白溶液一般具有約5g/L至約50 g/L,優選約10g/L至約50g/L的濃度。
[0082]鹽水溶液可含有抗氧化劑。抗氧化劑可以為任何合適的抗氧化劑，如亞硫酸鈉或抗壞血酸。所用抗氧化劑的量可以從溶液的約0.01至約I重量％變化，優選約0.05重量％。抗氧化劑用於抑制蛋白溶液中任何酚類的氧化。
[0083]然後，從萃取步驟得到的水相可以以任何合適的方式從殘餘大豆蛋白源分離，例如，利用沉降式離心機或任何適合的篩，隨後碟式離心和/或過濾，以去除殘餘的大豆蛋白源材料。經分離的殘餘大豆蛋白源可乾燥用於處理。可選地，可處理經分離的殘餘大豆蛋白源，以回收一些殘餘蛋白。可用新鮮鈉鹽溶液和澄清時得到的蛋白溶液與初始蛋白溶液組合來重新萃取經分離的殘餘大豆蛋白源，用於如下所述進一步處理。可選地，可通過常規等電沉澱過程或任何其它合適的過程處理經分離的殘餘大豆蛋白源，以回收這些殘餘蛋白。
[0084]在大豆蛋白源含有顯著量的脂肪時，如轉讓給本文的受讓人的美國專利第5，844，086和6，005，076號(其公開內容通過引用併入本文)所述，則其中所述的脫脂步驟可對經分離的蛋白水溶液實施。可選地，可通過任何其它合適的方法完成經分離的蛋白水溶液的脫脂。
[0085]大豆蛋白水溶液可用吸附劑(如粉末狀活性炭或粒狀活性炭)處理，以去除顏色和/或氣味化合物。此吸附劑處理可在任何合適的條件下實施，一般在經分離的蛋白水溶液的環境溫度下。對於粉末狀活性炭，利用約0.025%至約5% w/v，優選約0.05%至約2% w/V的量。可通過任何合適的方法例如通過過濾從大豆蛋白溶液去除吸附劑。
[0086]作為用鹽水溶液萃取大豆蛋白源的替代，可只用水實施此萃取。在利用此替代時，則可在從殘餘大豆蛋白源分離後，以上面討論的濃度將鹽加入到蛋白溶液。在實施第一脂肪去除步驟時，一般在此操作完成後加入鹽。
[0087]另一種替代過程是用食品級鹽溶液在高於約7，一般上至約11的相對高pH下萃取大豆蛋白源。可用任何合適的食品級鹼(如氫氧化鈉水溶液)將萃取體系的pH調節到期望的鹼值。可選地，可用鹽溶液在低於約PH5，一般低至約pH3的相對低pH下萃取大豆蛋白源。可通過使用任何合適的食品級酸(如鹽酸或磷酸)將萃取體系的pH調節到期望的酸值。在利用此替代時，則然後從大豆蛋白源萃取步驟得到的水相以任何合適的方式從殘餘大豆蛋白源分離，例如，利用沉降式離心機，隨後碟式離心和/或過濾，以去除殘餘大豆蛋白源。如上所討論，經分離的殘餘大豆蛋白源可乾燥用於處理，或經進一步處理，以回收殘餘蛋白。
[0088]然後，在如下討論的進一步處理前，將從高或低pH萃取步驟得到的大豆蛋白水溶液調節PH到約5至約7的範圍，如上討論。此pH調節可適當用任何合適的酸(如鹽酸)或鹼(如氫氧化鈉)實施。如果需要，在pH調節後和進一步處理前，可通過任何合適的過程如離心或過濾使蛋白溶液澄清。[0089]可濃縮大豆蛋白水溶液，以增加其蛋白濃度，同時保持其離子強度基本恆定。一般實施此濃縮，以提供具有約50 g/L至約400 g/L，優選約100g/L至約250 g/L的蛋白濃度的經濃縮的蛋白溶液。
[0090]濃縮步驟可以與批次操作或連續操作一致的任何合適的方式實施，例如，通過利用任何合適的選擇性膜技術，如使用膜(比如空心纖維膜或螺旋纏繞膜)的超濾或滲濾，所述膜按照不同的膜材料和結構具有適合的截留分子量，比如約3，000至約1，000，000道爾頓，優選約5，000至約100，000道爾頓，並且對於連續操作，其尺寸在蛋白水溶液通過膜時允許期望濃度。
[0091]眾所周知，超濾和類似的選擇性膜技術允許低分子量物種通過膜，同時防止較高分子量物種通過。低分子量物種不僅包括食品級鹽的離子物種，而且包括從源材料萃取的低分子量材料，如碳水化合物、顏料、低分子量蛋白和抗營養因子，如胰蛋白酶抑制劑，這些本身為低分子量蛋白。通常按照不同膜材料和結構選擇膜的截留分子量，以保證在溶液中保留顯著比例的蛋白，同時允許汙染物通過。
[0092]可在完全濃縮之前或之後，使蛋白溶液經受滲濾步驟，優選使用與萃取溶液相同摩爾濃度和pH的鹽水溶液。可用約I至約40體積的滲濾溶液，優選用約2至約25體積的滲濾溶液實施滲濾。在滲濾操作中，通過用滲透物通過膜，從蛋白水溶液去除其它量的汙染物。可實施滲濾操作直到在滲透物中不存在顯著的進一步的量的汙染物或可見顏色。可用與濃縮步驟相同的膜實施此滲濾。然而，如果期望的話，可按照不同膜材料和結構使用具有不同截留分子量的分離膜實施滲濾步驟，膜例如具有約3，000至約1，000, 000道爾頓，優選約5，000至約100，000道爾頓範圍的截留分子量的膜。
[0093]在滲濾步驟的至少一部分期間，在滲濾介質中可存在抗氧化劑。抗氧化劑可以為任何合適的抗氧化劑，如亞硫酸鈉或抗壞血酸。在滲濾介質中使用的抗氧化劑的量取決於所用的材料，且可以從約0.01至約I重量％變化，優選約0.05重量％。抗氧化劑用於抑制經濃縮的大豆蛋白溶液中存在的任何酚類的氧化。
[0094]濃縮步驟和任選的滲濾步驟可在任何合適的溫度(一般約2°至約65°C，優選約20°至約35°C)實施一段時間，以實現期望的濃縮和滲濾度。在某種程度上，使用的溫度和其它條件取決於實施膜處理使用的膜設備、期望的溶液蛋白濃度和對於滲透物去除汙染物的效率。
[0095]在大豆中有兩種主要的胰蛋白酶抑制劑，即Kunitz抑制劑(具有約21，000道爾頓分子量的熱不穩定分子)和Bowman-Birk抑制劑(具有約8，000道爾頓分子量的較熱穩定分子)。最終大豆蛋白分離物中胰蛋白酶抑制劑活性的水平可通過操縱各種工藝變量來控制。
[0096]例如，可按有利於與其它汙染物一起去除滲透物中的胰蛋白酶抑制劑的方式操作濃縮和/或滲濾步驟。通過使用較大孔徑(例如約30，000至約1，000，OOODa)的膜、在升高的溫度(例如約30至約65°C )操作和利用較大體積(如約10至約40體積)的滲濾介質，可促進胰蛋白酶抑制劑的去除。
[0097]此外，通過使大豆材料暴露於使抑制劑的二硫化物鍵破壞或重排的還原劑，可實現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-乙醯基半胱氨酸。[0098]可在全部過程的不同階段實施此還原劑的加入。還原劑可與大豆蛋白源材料一起在萃取步驟中加入、可在殘餘大豆蛋白源材料去除後加入到澄清的大豆蛋白水溶液、可在滲濾之前或之後加入到經濃縮的蛋白溶液或者可與經乾燥的大豆蛋白產品幹混。還原劑的加入可與上述膜處理步驟組合。
[0099]如果期望在經濃縮的蛋白溶液中保留活性胰蛋白酶抑制劑，則這可通過利用具有較小孔徑的濃縮和滲濾膜、在較低溫度操作膜、利用較小體積的滲濾介質和不利用還原劑而實現。
[0100]如果需要，可使經濃縮和任選滲濾的蛋白溶液經受進一步脫脂操作，如美國專利第5，844，086和6，005，076號所述。可選地，可通過任何其它合適方法實現經濃縮和任選滲濾的蛋白溶液的脫脂。
[0101]經濃縮和滲濾的蛋白水溶液可用吸附劑(如粉末狀活性炭或粒狀活性炭)處理，以去除顏色和/或氣味化合物。此吸附劑處理可在任何合適條件下實施，一般在經濃縮的蛋白溶液的環境溫度下。對於粉末狀活性炭，利用約0.025%至約5% w/v,優選約0.05%至約2% w/v的量。可通過任何合適方法(例如通過過濾)從大豆蛋白溶液去除吸附劑。
[0102]可使從任選脫脂和任選吸附劑處理步驟得到的經濃縮和任選滲濾的大豆蛋白溶液經受巴氏滅菌步驟，以降低微生物量。此巴氏滅菌可在任何期望的巴氏滅菌條件下實施。一般將經濃縮和任選滲濾的蛋白溶液加熱到約55°至約70°C，優選約60°至約65°C的溫度約30秒鐘至約60分鐘，優選約10分鐘至約15分鐘。然後，可使經巴氏滅菌，濃縮的蛋白溶液優選冷卻到約25。至約40°C溫度，用於如下所述進一步處理。
[0103]如果需要，作為上述離子強度調節操作的替代，可通過加鹽使經濃縮和任選滲濾的蛋白溶液的離子強度升高，以促進稀釋時蛋白膠束團的形成。
[0104]取決於在濃縮步驟和任選的滲濾步驟使用的溫度和是否實施巴氏滅菌步驟,可將經濃縮的蛋白溶液溫熱到至少約20°C，且至高約60°C，優選約25°C至約40°C的溫度，以減小經濃縮的蛋白溶液的粘度，以促進隨後稀釋步驟和膠束形成的執行。不應將經濃縮的蛋白溶液加熱到高於在通過冷卻水稀釋時不發生膠束形成的溫度。
[0105]然後，稀釋從濃縮步驟、任選的滲濾步驟、任選的離子強度調節步驟、任選的脫脂步驟、任選的吸附劑處理步驟和任選的巴氏滅菌步驟得到的經濃縮的蛋白溶液，以通過混合經濃縮的蛋白溶液與具有達到期望的稀釋度的體積的冷卻水而形成膠束。取決於期望通過膠束途徑得到的大豆蛋白的比例和來自上清液的比例，可改變經濃縮的蛋白溶液的稀釋度。通常，在較低的稀釋度時，較大比例的大豆蛋白保留在水相中。
[0106]在期望通過膠束途徑提供最大比例的蛋白時，將經濃縮的蛋白溶液稀釋約5倍至約25倍，優選約10倍至約20倍。
[0107]與經濃縮的蛋白溶液混合的冷卻水具有小於約15°C，一般約1°至約15°C，優選小於約10°C的溫度，因為在所用的稀釋因子下，用這些較冷溫度達到提高的蛋白膠束團形式的蛋白分離物的產率。
[0108]在批次操作中，將經濃縮的蛋白溶液批次加入到具有期望體積的冷卻水的靜態主體，如上所討論。經濃縮的蛋白溶液的稀釋和隨後離子強度的減小引起膠束型離散蛋白滴形式的高交聯蛋白分子雲狀團的形成。在批次過程中，使蛋白膠束在冷卻水體中沉降，形成聚集的，結合的，濃稠的，無定形的粘性麵筋狀蛋白膠束團(PMM)。可通過例如離心幫助沉降。此誘導沉降減小蛋白膠束團的液體含量，從而使水含量從按總膠束團計一般約70重量％至約95重量％減小到一般約50重量％至約80重量％的數值。以此方式減小膠束團的水分含量也減小膠束團的吸著鹽含量，並因此減小經乾燥的蛋白產品的鹽含量。
[0109]可選地，可通過將經濃縮的蛋白溶液連續通到T形管的一個入口，同時將稀釋水進料到T形管的其它入口，允許管中混合而連續實施稀釋操作。將稀釋水以足以實現經濃縮的蛋白溶液的期望的稀釋度的速率進料到T形管。
[0110]經濃縮的蛋白溶液和稀釋水在管中的混合引起蛋白膠束的形成，並且將混合物從T形管的出口連續進料到沉降容器，在充滿時，允許上清液從該沉降容器溢出。混合物優選以使液體主體內的湍流最小的方式送入沉降容器中的液體主體內。
[0111]在連續過程中，使蛋白膠束在沉降容器中沉降，以形成聚集的，結合的，濃稠的，無定形的，粘性麵筋狀蛋白膠束團(PMM)，且使此過程繼續，直到所需量的PMM已積聚在沉降容器的底部，然後從沉降容器去除積聚的PMM。通過沉澱代替沉積，可通過離心連續分離PMM。
[0112]與批次過程相比，通過利用連續過程回收大豆蛋白膠束團，對於相同水平的蛋白萃取，初始蛋白萃取步驟的時間可顯著減少，並且可在萃取步驟利用顯著更高的溫度。另夕卜，在連續操作中，有比批次過程更少的汙染機會，引起更高的產品質量，並且可以在更緊湊的設備中實施此過程。
[0113]通過例如從沉降的團傾析殘餘含水相，或者通過離心，從殘餘水相或上清液分離沉降的膠束團。PMM可以溼的形式使用，或者可通過任何合適技術(例如噴霧乾燥或冷凍乾燥)乾燥成乾燥形式。乾燥的PMM具有超過約90重量％蛋白，優選至少約100重量％(計算為N X 6.25) d.b.的高蛋白含量，並且基本上未變性。可選地，可將溼PMM調節pH到約
2.0至約4.0，優選約2.9至約3.2的pH。pH調節可以按任何合適方式(例如通過加入鹽酸或磷酸)實施。然後使所得酸化大豆蛋白溶液乾燥。作為另一種替代，可使經PH調節的大豆蛋白溶液經受加熱處理，以使熱不穩定抗營養因子(如以上提到的胰蛋白酶抑制劑)失活。此加熱步驟也提供降低微生物量的另外益處。一般將蛋白溶液加熱到約70°至約100°C溫度，優選約85°至約95°C的溫度約10秒鐘至約60分鐘，優選約30秒鐘至約5分鐘。然後，可使經加熱處理的酸化大豆蛋白溶液冷卻到約2°C至約60°C，優選約20°至約35°C的溫度。然後將所得酸化的、經加熱處理的大豆蛋白溶液乾燥。
[0114]根據美國申請第12/693，714號中要求的本發明，將鈣鹽或其它二價鹽(優選氯化鈣)加入到上清液(上清液可首先以下述方式濃縮或部分濃縮)，以提供約2 mS至約30mS，優選8 mS至約15 mS的電導率。加入到上清液的氯化鈣可以為任何期望的形式，例如其經濃縮的水溶液。
[0115]加入氯化鈣具有從上清液以肌醇六磷酸鈣的形式沉積肌醇六磷酸的作用。沉積的肌醇六磷酸鹽例如通過離心和/或過濾從上清液回收，以留下澄清溶液。
[0116]然後，可將澄清溶液的pH調節到約1.5至約4.4，優選約2.0至約4.0的值。pH調節可按任何合適的方式實施，例如加入鹽酸或磷酸。如果期望，一旦已去除沉澱的肌醇六磷酸鹽材料，可從本文所述不同選項(除以下提到的加熱處理之外)中省略酸化步驟。
[0117]可使經pH調節的澄清酸化大豆蛋白水溶液經受加熱處理，以使熱不穩定抗營養因子(如以上提到的胰蛋白酶抑制劑)失活。此加熱步驟也提供降低微生物量的另外益處。一般將蛋白溶液加熱到約70°至約160°C溫度約10秒鐘至約60分鐘，優選約80°至約1200C的溫度約10秒鐘至約5分鐘，更優選約85°至約95 1:約30秒鐘至約5分鐘。然後，為了如下所述進一步處理，可使經加熱處理的酸化大豆蛋白溶液冷卻到約2°C至約60°C，優選約20°C至約35°C的溫度。
[0118]如果尚未濃縮，將任選經pH調節且任選加熱處理的澄清溶液濃縮，以增加其蛋白濃度。此濃縮用任何合適的選擇性膜技術實施，如使用膜的超濾或滲濾，所述膜具有適合的截留分子量，允許低分子量物種(包括鹽、碳水化合物、顏料、胰蛋白酶抑制劑和從蛋白源材料萃取的其它低分子量材料)通過該膜，同時在溶液中保留顯著比例的大豆蛋白。按照不同膜材料和結構可使用具有約3，000至1，000, 000道爾頓，優選約5，000至約100，000道爾頓的截留分子量的超濾膜。以此方式濃縮蛋白溶液也降低所需液體的體積，所述液體要被乾燥以回收蛋白。在乾燥前，蛋白溶液一般濃縮到約50 g/L至約400 g/L，優選約100至約250 g/L的蛋白濃度。此濃縮操作可如上所述按批次方式或按連續操作實施。
[0119]當上清液在加入鈣鹽前經部分濃縮和去除沉澱物後完全濃縮時，首先將上清液濃縮到約50 g/L或更小的蛋白濃度，然後，在去除沉澱物後，濃縮到約50至約400 g/L，優選約100至約250 g/L的蛋白濃度。
[0120]在部分或完全濃縮之前或之後，可使蛋白溶液經受滲濾步驟，優選使用水或稀釋的鹽溶液。滲濾溶液可是其天然PH，等於正被滲濾的蛋白溶液的pH或之間的任何pH。可用約I至約40體積的滲濾溶液，優選約2至約25體積的滲濾溶液實施此滲濾。在滲濾操作中，通過用滲透物通過膜，從水溶液去除進一步的量的汙染物。可實施滲濾操作直到在滲透物中不存在顯著的進一步的量的汙染物或可見顏色，或直到蛋白溶液已充分純化。可用與濃縮步驟相同的膜實施此滲濾。然而，如果期望，按照不同膜材料和結構可使用分離膜實施滲濾，膜例如具有約3，000至約1，000, 000道爾頓，優選約5，000至約100，000道爾頓範圍內的截留分子量的膜。
[0121]濃縮步驟和滲濾步驟可以在本文中按這樣的方式實施:隨後通過乾燥經濃縮和滲濾的保留物所回收的大豆蛋白產品含有小於約90重量％蛋白(N x6.25) d.b.，例如至少約60重量％蛋白(N x6.25) d.b.。通過部分濃縮和/或部分滲濾大豆蛋白水溶液，可僅部分去除汙染物。然後，可乾燥此蛋白溶液，以提供具有較低純度水平的大豆蛋白產品。此大豆蛋白產品仍能夠在酸性條件下生產澄清蛋白溶液。
[0122]在滲濾步驟的至少一部分期間，在滲濾介質中可存在抗氧化劑。抗氧化劑可以為任何合適的抗氧化劑，如亞硫酸鈉或抗壞血酸。在滲濾介質中使用的抗氧化劑的量取決於所用的材料，且可以從約0.01重量％至約I重量％變化，優選約0.05重量％。抗氧化劑用於抑制經濃縮的大豆蛋白分離溶液中存在的任何酚類的氧化。
[0123]濃縮步驟和滲濾步驟可在任何合適的溫度(一般約2°至約60°C，優選約20°至約35°C)實施一段時間，以實現期望的濃縮和滲濾度。在某種程度上，使用的溫度和其它條件取決於實施膜處理使用的膜設備、期望的溶液蛋白濃度和對於滲透物去除汙染物的效率。
[0124]如上所述，最終大豆蛋白產品中胰蛋白酶抑制劑活性的水平可通過操縱各種工藝變量來控制。
[0125]如前提到，可使用酸化的大豆蛋白水溶液的加熱處理使熱不穩定胰蛋白酶抑制劑失活。也可加熱處理經部分濃縮或完全濃縮的酸化的大豆蛋白溶液，以使熱不穩定的胰蛋白酶抑制劑失活。
[0126]另外，可按有利於與其它汙染物一起去除滲透物中的胰蛋白酶抑制劑的方式操作濃縮和/或滲濾步驟。通過使用較大孔徑(例如約30，000至1，000, 000道爾頓)的膜、在升高的溫度(例如約30°至約65°C )操作膜和利用較大體積(如約10至約40體積)的滲濾介質，可促進胰蛋白酶抑制劑的去除。
[0127]與在較高pH(例如約3至約4.4)處理溶液相比，在較低pH(例如約1.5至約3)酸化和膜處理稀釋的蛋白溶液可降低胰蛋白酶抑制劑活性。當在pH範圍的低端濃縮和滲濾蛋白溶液時，可期望在乾燥前提高保留物的pH。通過加入任何合適的食品級鹼，如氫氧化鈉，可使經濃縮和滲濾的蛋白溶液的PH提高到期望的值，例如pH3。
[0128]此外，通過使大豆材料暴露於使抑制劑的二硫化物鍵破壞或重排的還原劑，可實現胰蛋白酶抑制劑活性的還原。適合的還原劑包括亞硫酸鈉、半胱氨酸和N-乙醯基半胱氨酸。
[0129]可在全部過程的不同階段實施此還原劑的加入。還原劑可在萃取步驟中與大豆蛋白源材料一起加入、可在殘餘大豆蛋白源材料去除後加入到澄清的大豆蛋白水溶液、可在稀釋之前加入到經滲濾的保留物、可加入到上清液、可在乾燥之前加入到經濃縮和滲濾的鈣改性的上清液或者可與經乾燥的大豆蛋白產品幹混。還原劑的加入可與上述加熱處理步驟和膜處理步驟組合。
[0130]如果期望在經濃縮的蛋白溶液中保留活性胰蛋白酶抑制劑，則這可通過消除或降低加熱處理步驟的強度、不利用還原劑、在PH範圍的高端(例如約3至約4.4)操作濃縮和滲濾步驟、利用具有較小孔徑的濃縮和滲濾膜、在較低溫度操作膜和利用較小體積的滲濾介質而實現。
[0131]經濃縮和滲濾的澄清蛋白水溶液可用吸附劑(如粉末狀活性炭或粒狀活性炭)處理，以去除顏色和/或氣味化合物。此吸附劑處理可在任何合適條件下實施，一般在濃縮的蛋白溶液的環境溫度下。對於粉末狀活性炭，利用約0.025%至約5% w/v,優選約0.05%至約2% w/v的量。可通過任何合適方法(例如通過過濾)從大豆蛋白溶液去除吸附劑。
[0132]如果尚未利用pH調節步驟，可將經濃縮和任選滲濾和任選吸附劑處理的蛋白溶液的pH調節到約2.0至約4.0。也可如上所述加熱處理經pH調節、濃縮和任選滲濾和任選吸附劑處理的蛋白溶液，以降低胰蛋白酶抑制劑活性的水平。
[0133]經濃縮和任選滲濾和任選吸附劑處理的蛋白溶液通過任何合適技術(例如噴霧乾燥或冷凍乾燥)乾燥成乾燥形式。經乾燥的大豆蛋白產品具有至少約60重量％(N X
6.25) d.b.，優選超過約90重量％ (N X 6.25) d.b.，更優選至少約100重量％的蛋白含量。該大豆蛋白產品的肌醇六磷酸含量低，一般小於約1.5重量％。
[0134]可使用多種程序以提供大豆蛋白產品，優選根據本發明來自依照美國申請第12/704，078、12/703，996和12/693，714號生產的產品的分離物。在一個此類程序中，如上所述以及在前述美國專利申請第12/704,078號中獲得的經濃縮的大豆蛋白溶液可經加熱處理以沉降蛋白。可將全部經加熱處理的樣品乾燥以形成大豆蛋白產品或可任選將不溶性固體回收並乾燥以形成大豆蛋白產品。可選地，可將經乾燥的經濃縮的蛋白溶液重新混懸於水中，如果產品在乾燥前已被酸化，則將PH調節到至約6，且然後加熱處理，然後將全部樣品乾燥或隨後收集並乾燥不溶性固體。作為另一種替代，可將由萃取和分離步驟產生的最初大豆蛋白溶液加熱處理以沉降蛋白，隨後乾燥全部樣品或回收並乾燥沉澱的蛋白。
[0135]在另一替代程序中，可將根據美國專利申請第12/703,996號獲得的經乾燥的蛋白沉澱重新混懸於水中，如果產品在乾燥前已被酸化，則將PH調節到約6，並施加加熱處理。可將全部樣品乾燥以形成大豆蛋白產品或可任選將不溶性固體回收並乾燥以形成大豆蛋白產品。可選地，在乾燥步驟之前可將溼蛋白沉澱重新混懸於水中並加熱處理，乾燥全部樣品或隨後回收並乾燥不溶性固體。
[0136]在另外的替代程序中，可使如前述美國專利申請第12/693，714號中所述獲得的經乾燥的酸大豆蛋白產品形成水溶液，將所述水溶液的PH增至約pH 6以沉澱大豆蛋白並且乾燥樣品。可選地，可將通過PH調節沉澱的蛋白回收並乾燥。也可在乾燥全部樣品或回收並乾燥沉澱的蛋白之前加熱pH 6溶液。作為另一種替代，在乾燥之前可將經濃縮的酸性蛋白溶液的PH增至約6以沉澱大豆蛋白，可回收並乾燥所述大豆蛋白以形成大豆蛋白產品或否則可將全部樣品乾燥以形成產品。也可將經PH調節的經濃縮的蛋白溶液在乾燥或沉澱的蛋白回收和乾燥前加熱處理。
[0137]在又一替代程序中，可通過用氯化鈉水溶液萃取大豆蛋白源材料來生產大豆蛋白產品，以引起來自蛋白源的大豆蛋白的溶解以及形成大豆蛋白水溶液，由殘餘大豆蛋白源分離大豆蛋白水溶液，調節大豆蛋白溶液的pH到約4.5，以引起大豆蛋白的沉澱，回收沉澱的大豆蛋白並將其乾燥以形成大豆蛋白產品。可選地，可在PH調節步驟之後並且在回收和乾燥沉澱的蛋白之前施加加熱處理。作為進一步的替代，可在乾燥前使用任何適合的食品級鹼將回收的蛋白沉澱的PH增加至約6。
[0138]在收集並乾燥沉澱的蛋白的任何前述程序中，也可處理剩餘的可溶性級分以形成大豆蛋白產品。可溶性級分可被直接乾燥或者可通過膜濃縮和/或滲濾進一步處理和/或加熱處理然後乾燥。
[0139]上面涉及的對大豆蛋白溶液實施的加熱處理可通過將溶液加熱到約70°至約1600C的溫度約2秒鐘至約60分鐘，優選約80°至約120°C約15秒鐘至約15分鐘，更優選約85°至約95°C約I至約5分鐘來實施。
實施例
[0140]在以下實施例中，將所有冷凍乾燥產品研磨成粉末，通過燃燒法使用LECO氮檢測器來測定粉末的蛋白含量，並通過烘箱乾燥法來測定粉末的水分含量。
[0141]通過以下程序來測定產品的水結合能力。稱取蛋白粉末(I g)至已知重量的離心管(50 ml)中。在天然pH下，向該粉末中加入約20 ml反滲透純化(RO)水。使用渦旋混合器，將管的內容物在中等速度下混合I分鐘。將樣品在室溫下孵育4分鐘，然後渦旋混合30秒鐘。隨後在室溫下孵育4.5分鐘，然後再渦旋混合30秒鐘。然後，將樣品在20°C、1，000g下離心15分鐘。離心後，小心地傾出上清液，確保所有固體材料保留在管中。然後重新稱重離心管，並測定水飽和的樣品的重量。
[0142]按以下來計算水結合能力(WBC):
WBC (ml/g)=(水飽和的樣品的質量-初始樣品的質量)/(初始樣品的質量X樣品的總固體含量)如下實施樣品的感官評價。
[0143]請求4至6名成員的非正式組將實驗樣品與如下實施例1中所述製備的S013-K19-09A常規IEP pH 6產品的樣品實施盲法比較，並表明哪個樣品更有大豆腥味。
[0144]為了感官評價將樣品製備成純化飲用水中的2%蛋白w/v分散體，其中通過將食品級氫氧化鈉溶液加到最初具有較低PH的樣品中以使樣品的pH相配。
[0145]實施例1
本實施例說明了通過常規等電沉澱製備大豆蛋白分離物。
[0146]將30 kg白色大豆片加入環境溫度下的300 L RO水中，並通過加入IM氫氧化鈉溶液將PH調節到8.5。將樣品攪拌30分鐘，以提供蛋白水溶液。監測萃取的pH，並將其維持在8.5下持續30分鐘。去除殘餘大豆白色片，並將所得蛋白溶液通過離心和過濾澄清，以產生278.7L具有2.93重量％的蛋白含量的經過濾的蛋白溶液。通過加入已用等體積水稀釋的HCl將蛋白溶液的pH調節到4.5並形成沉澱。通過離心收集的沉澱，然後通過將其重新混懸於2體積的RO水中來洗滌。然後，通過離心來收集經洗滌的沉澱。用18.15重量％的蛋白含量獲得總共32.42 kg經洗滌的沉澱。這表示了經澄清的萃取物溶液中蛋白的72.0%的收率。將16.64 kg經洗滌的沉澱的等分試樣與等重量的RO水合併，並然後用氫氧化鈉將樣品的PH調節到6。然後將經pH調節的樣品噴霧乾燥，以得到具有93.80% (NX 6.25) d.b.的蛋白含量的分離物。將產品稱為S013-K19-09A常規IEP pH 6。
[0147]實施例2
本實施例說明了來自S702的改性`的大豆蛋白產品的製備。
[0148]在環境溫度，將20 kg脫脂的最小限度加熱處理的大豆粉加入到200L的0.15MCaCl2溶液，並攪拌30分鐘，以提供蛋白水溶液。去除殘餘大豆粉，並將所得蛋白溶液通過離心和過濾澄清，以產生169L具有1.68重量％的蛋白含量的經過濾的蛋白溶液。
[0149]通過在具有5，000道爾頓的截留分子量的PVDF膜上濃縮，將經過濾的蛋白萃取溶液的體積降至31 L。將經濃縮的蛋白溶液用62 L 0.075M CaCl2滲濾。所得經滲濾的、經濃縮的蛋白溶液具有13.28重量％的蛋白含量並且表示最初經過濾的蛋白溶液的95.2重量％的收率。然後，將經滲濾的、經濃縮的蛋白溶液乾燥以得到產品，發現所述產品具有91.45%(N X 6.25) d.b的蛋白含量。將產品稱為S005-L11-08A S702。
[0150]將S005-L11-08A S702大豆蛋白分離物以約8重量％蛋白的水平混懸於水中。將一半樣品冷凍乾燥，以充當水結合能力(WBC)測試的對照。將另一半樣品在壓力鍋中在約118°C下加熱處理15分鐘，並然後冷凍乾燥。S702-來源的產品的分析中所得的結果顯示於下面的表1中。
[0151]表1- S702來源的產品的分析結果
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由表1中的結果可見，加熱處理步驟的加入提高了產品的水結合能力。
[0152]評估經加熱處理的S702的全部感官小組成員(6/6)認為該樣品比如實施例1中所述製備的常規IEP對照大豆腥味更少。
[0153]實施例3
本實施例說明了由大豆粉的氯化鈣萃取來提供大豆蛋白產品。
[0154]將來自用0.15M CaCl2萃取的脫脂型、最小限度加熱處理的大豆粉的700 ml濾液的樣品加熱到85°C持續5分鐘，以形成沉澱。通過在5，000 g下離心5分鐘，並然後重新混懸於700 ml RO水中以洗去汙染物來收集固體。然後，將混懸液在5，000 g下再離心5分鐘以收集沉澱。再一次實施洗滌程序，然後將收集的沉澱冷凍乾燥。
[0155]產品的分析結果示於表2中。
[0156]表2 -通過加熱處理CaCh萃取物形成的產品的分析結果
【權利要求】
1.一種生產大豆蛋白產品的方法，所述大豆蛋白產品具有基於乾重至少60重量％(N X6.25)的大豆蛋白含量，所述方法包括: (a)用鈣鹽水溶液萃取大豆蛋白源以引起來自所述蛋白源的大豆蛋白溶解並形成大豆蛋白水溶液， (b)從殘餘大豆蛋白源分離大豆蛋白水溶液， (C)濃縮所述大豆蛋白水溶液，同時通過使用選擇性膜技術來保持所述離子強度基本恆定， (d)任選滲濾經濃縮的大豆蛋白溶液，且 (e)任選乾燥經濃縮的和任選經滲濾的大豆蛋白溶液， 其特徵在於: (A)將從步驟(b)得到的所述大豆蛋白水溶液加熱處理以由其沉澱大豆蛋白並且(i)將全部經加熱的溶液乾燥以提供所述大豆蛋白產品或者(ii)由所述經加熱的溶液回收沉澱的大豆蛋白並將所述回收的沉澱乾燥以提供所述大豆蛋白產品，或者 (B)將來自步驟(d)的所述經濃縮的和任選經滲濾的大豆蛋白溶液加熱處理以由其沉澱大豆蛋白並且(i)將所述全部經加熱的溶液乾燥以提供所述大豆蛋白產品或者(ii)由所述經加熱的溶液回收所述沉澱的大豆蛋白並將所述回收的沉澱乾燥以提供所述大豆蛋白產品，或者 (C)將所述經濃縮並且任選經滲濾的大豆蛋白溶液乾燥，將來自步驟(e)的所述經乾燥的物質重新混懸於水中，如果需要，將所述所得溶液調節到約6的pH，並將所述重新混懸的物質加熱處理以由其沉澱大豆蛋白並且(i)將所述全部經加熱處理的物質乾燥以提供大豆蛋白產品或者(ii)由所述經加熱的物質回收所述沉澱的蛋白並將所述回收的沉澱的蛋白乾燥以提供所述大豆蛋白產品。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述加熱處理在約70°至約160°C的溫度下實施約2秒鐘至約60分鐘。
3.根據權利要求2所述的方法，其中所述加熱處理在約80°至約120°C的溫度下實施約15秒鐘至約15分鐘。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述加熱處理在約85°至約95°C的溫度下實施約I至約5分鐘。
5.根據權利要求1所述的方法，其中將從由所述經加熱處理的溶液沉澱的大豆蛋白回收得到的液相干燥以提供大豆蛋白產品或者通過膜濃縮和/或滲濾進一步處理和/或加熱處理隨後乾燥以提供大豆蛋白產品。
6.一種生產大豆蛋白產品的方法，所述大豆蛋白產品具有基於乾重至少約60重量％(NX 6.25)的大豆蛋白含量,所述方法包括: (a)用鈣鹽水溶液萃取大豆蛋白源以引起來自所述蛋白源的大豆蛋白溶解並形成大豆蛋白水溶液， (b)從殘餘大豆蛋白源分離大豆蛋白水溶液， (C)濃縮所述大豆蛋白水溶液，同時通過使用選擇性膜技術來保持所述離子強度基本恆定， (d)任選滲濾經濃縮的大豆蛋白溶液，(e)將所述經濃縮的大豆蛋白溶液稀釋於水中以引起沉澱的形成， (f)從稱為上清液的稀釋水分離所述沉澱，以及 (g)任選乾燥所述經分離的大豆蛋白沉澱， 其中: (A)將來自步驟(f)的所述經分離的大豆蛋白沉澱乾燥並將所述乾燥蛋白重新混懸於水中，如果需要，將所得混懸液調節到約6的pH，將所述混懸液加熱處理並且(i)將全部經加熱的混懸液乾燥以提供所述大豆蛋白產品或者(ii)由所述經加熱的混懸液回收所述不溶性蛋白並將所述回收的不溶性蛋白乾燥以提供所述大豆蛋白產品，或者 (B)將由步驟(f)分離的大豆蛋白沉澱重新混懸於水中，並將所述混懸液加熱處理並且(i)將全部經加熱處理的溶液乾燥以提供所述大豆蛋白產品或者(ii)由所述經加熱處理的混懸液回收不溶性蛋白並將所述回收的不溶性蛋白乾燥以提供所述大豆蛋白產品。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述加熱處理在約70°至約160°C的溫度下實施約2秒鐘至約60分鐘。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述加熱處理在約80°至約120°C的溫度下實施約15秒鐘至約15分鐘。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述加熱處理在約85°至約95°C的溫度下實施約I分鐘至分鐘約5分 鍾。
10.根據權利要求6所述的方法，其中將從由所述經加熱處理的溶液沉澱的大豆蛋白回收得到的液相干燥以提供大豆蛋白產品或通過膜濃縮和/或滲濾進一步處理和/或加熱處理隨後乾燥以提供大豆蛋白產品。
11.一種製備大豆蛋白產品的方法，所述大豆蛋白產品具有基於乾重至少約60重量％0 X 6.25)的蛋白含量，所述方法包括: (a)將鈣鹽或其它二價鹽加入來自大豆蛋白膠束團沉澱的上清液，以提供約2mS至約30 mS的導電率， (b)從所得溶液中去除沉澱，以留下澄清溶液， (c)調節澄清溶液的PH到約1.5至約4.4， (d)將經pH調節的澄清溶液濃縮到約50至約400g/L的蛋白含量，以提供澄清的經濃縮的大豆蛋白溶液， (e)任選滲濾所述澄清的經濃縮的蛋白溶液，和 (f)任選乾燥所述經濃縮的以及任選經滲濾的溶液， 其中: (A)將經濃縮並且任選經滲濾的溶液在步驟(f)中乾燥並使經乾燥的大豆蛋白產品形成水溶液，將所述水溶液的PH增至約pH6以由其沉澱大豆蛋白，將經pH調節的物質任選加熱處理，並且(i)將所述全部經PH調節的物質乾燥以提供所述大豆蛋白產品或者由經pH調節的物質回收沉澱並將回收的沉澱乾燥以提供所述大豆蛋白產品，或者 (B)將步驟(e)中經濃縮的並且任選經滲濾的溶液的pH增至約6以由其沉澱所述大豆蛋白，將所述經PH調節的物質任選加熱處理並且(i)將所述全部經pH調節的物質乾燥以提供所述大豆蛋白物質或(ii)由所述經PH調節的物質回收沉澱並將回收的沉澱乾燥以提供所述大豆蛋白產品。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述加熱處理在約70°至約160°C的溫度下實施約2秒鐘至約60分鐘。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述加熱處理在約80°至約120°C的溫度下實施約15秒鐘至約15分鐘。
14.根據權利要求13所述的方法，其中所述加熱處理在約85°至約95°C的溫度下實施約I分鐘至約5分鐘。
15.根據權利要求11所述的方法，其中將從由所述任選經加熱處理的溶液沉澱的大豆蛋白回收得到的液相干燥以提供大豆蛋白產品或者通過膜濃縮和/或滲濾進一步處理和/或加熱處理隨後乾燥以提供大豆蛋白產品。
16.一種生產大豆蛋白產品的方法，所述大豆蛋白產品具有基於乾重至少60重量％(NX 6.25)的大豆蛋白含量,所述方法包括: (a)用氯化鈉水溶液萃取大豆蛋白源以引起來自所述蛋白源的大豆蛋白溶解並形成大豆蛋白水溶液， (b)從殘餘大豆蛋白源分離大豆蛋白水溶液， (c)調節大豆蛋白溶液的pH到約4.5以引起大豆蛋白的沉澱， (d)回收所述沉澱的大豆蛋白， (e)任選調節回收的大豆蛋白的pH到約6，以及 (f)乾燥所述回收的並且任選經PH調節的大豆蛋白，其中依照所述pH調節步驟(C)，將所述經PH調節的物質加熱處理，然後回收所述沉澱，任選調節所述回收的沉澱的蛋白的PH並且乾燥所述回收的沉澱的蛋白以提供所述大豆蛋白產品。
17.根據權利要求16所述的方法，其中所述加熱處理在約70°至約160°C的溫度下實施約2秒鐘至約60分鐘。
18.根據權利要求16所述的方法，其中所述加熱處理在約80°至約120°C的溫度下實施約15秒鐘至約15分鐘。
19.根據權利要求16所述的方法，其中所述加熱處理在約85°至約95°C的溫度下實施約1分鐘至約5分鐘。
20.根據權利要求16所述的方法，其中將從由所述經pH調節並且任選地經加熱處理的溶液沉澱的大豆蛋白回收得到的液相干燥以提供大豆蛋白產品或通過膜濃縮和/或滲濾進一步處理和/或加熱處理隨後乾燥以提供大豆蛋白產品。
【文檔編號】A23J3/16GK103501628SQ201180067626
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2011年12月16日 優先權日:2010年12月16日
【發明者】K.I.塞加爾, B.E.格林 申請人:伯康營養科學(Mb)公司