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专利名称:从食品中分离蛋白质的方法
技术领域:
本发明涉及一种从食品中分离蛋白质的方法,并且尤其涉及一种当从食品中分离蛋白质时为了提高蛋白质的回收率而从食品中分离蛋白质的方法。
背景技术:
全球蛋白质材料市场将超过20亿。目前,蛋白质材料应用于食品工业,以及类似多种用途,而且通常蛋白质材料包括牛奶蛋白质(酪蛋白质,乳清蛋白质)、单细胞蛋白质、大豆蛋白质、鱼蛋白质、谷蛋白质、豌豆蛋白质、米蛋白质(米糠蛋白质,糙米蛋白质,米蛋白质)等等而被广泛应用。蛋白质用作各种食品添加剂,如营养强化剂、膨化剂、增稠剂和乳化剂,而且实际上用于不同的产品中,如烘焙美食、面包、肉类加工食品、面条、甜点、功能食品等等。从上述食品中分离蛋白质的方法有,通常用于分离乳清蛋白质的膜过滤法,以及用于从其他大部分食品中分离蛋白质的等电点沉淀分离方法。使用等电点沉淀法分离方法相比其他分离方法应用广泛,因为由于该方法简单,并且可用于分离多种类型的蛋白质,而且它可以通过如图1所示的流程实现。按照等电点沉淀法分离蛋白质的方法,如图1所示,其包括(1)通过调整介质的pH值,从原料食品中提取蛋白质;(2)获得蛋白质提取物;
(4)通过调整蛋白质提取物的pH值到所需蛋白质的等电点以沉淀蛋白质;(5)通过离心沉淀的蛋白质从而分离蛋白质滤液;回收沉淀的蛋白质。运用上述等电点分离蛋白质的方法的实例,从大豆中分离大豆分离蛋白质的方法(SPC大豆浓缩蛋白质,或ISP大豆分离蛋白质)如下所示对大豆加水,^11以提取大豆蛋白质(1蛋白质提取);离心上述步骤获得的大豆蛋白质获得上清液(2蛋白质提取物),添加酸,如盐酸或硫酸到该上清液中,调整pH值为等电点(),然后沉淀大豆蛋白质(4:等电点沉淀法);然后通过离心等去除滤液(5),并回收分离蛋白质沉淀物(6回收分离蛋白质);洗涤回收材料,然后干燥以完成分离蛋白质产品(US2008/0096M3Al)。现在,小企业以及大公司如富士石油集团、舒莱公司等等,都在出售通过普通等电点沉淀法而分离的大豆分离蛋白质。当采用上述等电点沉淀法(1蛋白质提取)分离蛋白质的方法提取蛋白质时,蛋白质提取物的PH值是高度多样化的,即pH值为2-11,该pH值取决于原料的特性和所需的最终产品。在高PH提取后,等电点沉淀法处理应用于各种领域,如从牛奶中分离酪蛋白质、大豆分离蛋白质(ISP大豆分离蛋白质,SPC:大豆浓缩蛋白质)、豌豆分离蛋白质、米(米糠)分离蛋白质、鱼分离蛋白质等等;而且,在低PH提取后,等电点沉淀法处理应用于各种领域,如鱼分离蛋白质(FPI
鱼浓缩蛋白质)、特殊用途的大豆分离蛋白质(用于饮料)等等。如上所述,依据各种各样的原料和最终产品,通过等电点沉淀法分离蛋白质的详细方法,在本领域是众所周知的。由于采用等电点沉淀法分离蛋白质在过去已被广泛接受,因此进行了有关的辅助研究。有许多研究是关于提高成品蛋白质的用途,如增加蛋白质分离产品的溶解度的研究(韩国专利公布号2003-0087184);增加大豆分离蛋白质产品的功能性的研究(韩国专利公布号2004-0097222);制备可用于酸性食品中的蛋白质的方法(US7,465,470)等等。此外,已进行关于在制备蛋白质时减少处理大豆过程的异味的相关方法的研究,但少部分的研究是关于使用等电点法分离蛋白质的方法中提高蛋白质产率的。采用等电点分离蛋白质的过程,存在的问题有,如产率低,以及由于产率低而在废水中产生的蛋白质含量高,从而带来的处理废水的成本高的问题。因此,需要方法或者技术以提高等电点分离蛋白质过程中的低产率。这就是为什么关于提高低产率是等电点分离蛋白质方法中的根本问题,而且没有有效解决,因为许多公司一直采用已设置在它们工厂的该方法(利用基本等电点沉淀法分离的方法)进行生产,而且改变许多工艺以及改变总体工艺为新工艺都会带来很多风险。
发明内容
发明者为了研究该方法,根据结果完成了本发明,该方法简单,且价格低廉,还可以提高从许多食品中分离蛋白质的等电点沉淀法分离法
分离蛋白质的产量,在本发明中该方法可以在只增加一些工艺而不大规模改变现有方法的基础上提高产率。因此,本发明的目的是提供一种分离蛋白质的方法,该方法通过修饰传统的等电点沉淀分离蛋白质法而具有高产率。本发明的另一个目的是提供一种根据本发明的蛋白质分离方法分离得到的蛋白质。本发明的另一个目的是提供一种食品添加剂,其含有根据本发明的蛋白质分离方法分离得到的蛋白质。为了实现上述目的,本发明提供了一种采用等电点沉淀法从食品中分离蛋白质的方法,该方法包括
在介质中调整原材料食品的PH值以获得蛋白质提取物;将蛋白质提取物的PH值调整到所需蛋白质的等电点以沉淀蛋白质;以及通过离心沉淀的蛋白质分离蛋白质滤液后,回收沉淀的蛋白质;其中该方法可进一步包括将蛋白质提取物或者蛋白质滤液加热到60-145°C以热沉淀蛋白质的步骤。此外,本发明提供根据本发明的方法得到的分离蛋白质。此外,本发明提供一种食品添加剂,其含有根据本发明的方法得到的分离蛋白质。在下文中,本发明将进行更详细地描述。发明者研究了关于提高蛋白质产率的方法,该方法跟传统的等电点沉淀法从食品中分离蛋白质的方法相比更简单,而且在经济上有效。因此,本发明是基于对食品中分离出的蛋白质产率的提高而创造出的,其由于进一步增加了对蛋白质提取物或蛋白质滤液的加热工艺而不需要高的费用和大的努力,其中上述蛋白质提取物或蛋白质滤液在能够沉淀蛋白质的温度下被释放出来,该蛋白质是根据等电点沉淀法从食品中分离的。因此,本发明提供一种采用等电点沉淀法从食品中分离蛋白质的方法,该方法包括通过在介质中调整原材料食品的
PH值以获得蛋白质提取物;将蛋白质提取物的PH值调整为所需蛋白质的等电点以沉淀蛋白质;以及通过离心沉淀的蛋白质分离蛋白质滤液后,回收沉淀的蛋白质;其中该方法可进一步包括将蛋白质提取物或者蛋白质滤液加热到60_145°C以热沉淀蛋白质的步骤。根据本发明分离蛋白质的方法可用于各种食品,其可以用于已有等电点沉淀法使用传统方法分离蛋白质的食品中,例如可用于从牛奶、大豆、米糠、鱼等等中分离蛋白质。如上所述,根据等电点沉淀法从食品中分离蛋白质的方法在本领域是众所周知的(US2008/0096243Al,Liu,KeShun(1997-05-01)(Hardcover).Soybeans:Chemistry,Technology,,-8342-1299-4.",etal.,1971),并且该方法可以这样应用于本发明。本发明的特点是额外沉淀蛋白质,该蛋白质是通过采用已知的等电点沉淀法从食品中分离蛋白质方法,其中在等电点处于水溶性状态而不沉淀的蛋白质中以加热进一步沉淀的蛋白质。由于上述蛋白质在等电点不能沉淀,所以上述蛋白质在整个工艺中是一直处于水溶性状态,以便通过加热由蛋白质提取
1步骤获得的蛋白质提取物2,或者通过加热等电点沉淀4步骤得到的蛋白质滤液5,进一步沉淀加热能够沉淀的蛋白质。上述加热温度可以是60-145°C,以及是能够进一步沉淀蛋白质的合适温度,该温度可以根据原料食品的种类或者要分离的蛋白质的种类进行选择。加热蛋白质提取物2或蛋白质滤液5的方法中,图2所示的是加热蛋白质提取物2的方法的一个具体实施方式
的流程图。当加热蛋白质提取物2时,在回收沉淀的蛋白质后,针对蛋白质滤液5可以执行采用蛋白质等电点沉淀4步骤,但如图2所示,加热的蛋白质提取物直接经过采用等电点沉淀4步骤和回收分离蛋白质6步骤。根据图2,蛋白质提取物2执行加热到60_145°C的步骤,该蛋白质提取物2是通过调整PH值获得蛋白质提取1步骤之后,在采用等电点沉淀4步骤之前,离心后去除微粒得到的。蛋白质的沉淀可以通过上述工艺实现,该工艺为加热到固定温度沉淀蛋白质。然后,加入酸到含有蛋白质沉淀的蛋白质提取物2中,该蛋白质沉淀是通过加热执行采用等电点沉淀4步骤得到的。然后,回收分离蛋白质6步骤实施如下离心通过加热并采用等电点沉淀法获得的沉淀蛋白质以去除蛋白质滤液,然后回收分离蛋白质。然后,得到的分离蛋白质经过终止工艺,如洗涤、干燥等等以完成分离蛋白质产品。本方法的代替蛋
白质提取物2,且加热蛋白质滤液5的方法在一种实施方式其流程图如图3和图4所示。当加热蛋白质滤液5时,进一步离心通过加热进一步沉淀蛋白质7,使得可以回收进一步沉淀蛋白质8。图3是显示工艺的流程图,该工艺的特征是,将回收的进一步沉淀蛋白质8添加到采用回收分离蛋白质6步骤沉淀后回收的蛋白质中。图4流程图的特点是,将通过加热进一步沉淀蛋白质7的滤液添加到回收分离蛋白质6步骤的离心装置中,以不执行进一步的离心步骤。根据图3,在通过调整pH值进行蛋白质提取1步骤之后,执行离心操作;去除离心微粒获得蛋白质提取物2;通过添加酸到上述蛋白质提取物2中,执行等电点沉淀4步骤;回收分离蛋白质6;然后对将被去除的蛋白质滤液5进行加热。通过加热到固定温度沉淀的蛋白质,可通过上述工艺沉淀。蛋白质经过加热进一步沉淀蛋白质7后,通过离心回收8,
5采用回收分离蛋白质6步骤回收的蛋白质加入其中。因此,得到的分离蛋白质经过终止工艺,如洗涤、干燥等等,以完成分离蛋白质产品。根据图4的流程图,省略了单独的离心工艺,在采用等电点沉淀步骤4后,通过加热进一步沉淀蛋白质7沉淀的蛋白质回收到离心装置中,而没有单独的离心工艺。根据上述方法,分离蛋白质的方法可以在经济上有高收益,因为可以进一步执行蛋白质分离工艺而不需要单独的离心工艺。在加热和沉淀蛋白质的过程中,加热可以采用热交换机或者直接蒸汽加热方法。在采用等电点沉淀法从食品中分离蛋白质的常规方法中,根据本发明的分离蛋白质的方法,通过引入简单的工艺以提高产率,该工艺为通过加热进一步沉淀蛋白质中的蛋白质沉淀物,该蛋白质处于水溶性状态,但通过加热蛋白质滤液或蛋白质提取物,在等电点没有被沉淀出来。本发明的方法是可取的,因为仅仅引入一步加热以沉淀蛋白质的步骤就能提高整体分离产率,而可以原样使用常规广泛使用的采
用等电点方法从食品中分离蛋白质的装置。另外,如果在采用等电点沉淀法分离蛋白质的工艺中,部分蛋白质滤液5流入到废水,由于这部分蛋白质滤液5中蛋白质含量高导致处理废水的成本高。因此,根据本发明,处理废水的成本也由于废水中浪费的蛋白质含量低而降低。此外,额外的工艺成本非常低,因为用于额外沉淀而加热的热量可以通过热交换器再循环。原因是,许多场合介质温度的热量通常用于执行提取蛋白质工艺中的沉淀,但是根据本发明的额外沉淀所用的热量,可通过热交换器在前工艺中再循环等等。根据本发明分离的蛋白质,是具有新组成的蛋白质,其除了含有采用等电点分离蛋白质的方法获得的蛋白质,还进一步含有加热沉淀的蛋白质。因此,本发明另一方面提供根据本发明分离蛋白质的方法分离的蛋白质。根据上述分离方法获得的高产率的蛋白质能够应用于添加剂领域以增强食品营养,并改善食品的物理性质或改善食品的质量。因此,本发明提供一种含有根据本发明的分离方法获得的蛋白质的食品添加剂。所述食品添加剂是指用于改善加工食品的营养和味道或延长加工食品的保质期的物质。所述食品添加剂的例子包括营养强化剂、膨化剂、增稠剂或乳化剂,但不限于此。根据本发明分离方法获得的蛋白质,可用于加工食品
,该食品选自由调味品、蛋黄酱、布丁、豆腐、婴儿食品、饼干和面包作为食品添加剂。如上所述,根据本发明从食品中分离蛋白质的方法,可以提高分离蛋白质的产率,其是通过在食品分离蛋白质中常规且广泛应用的等电点工艺分离蛋白质的方法中通过加热进一步增加蛋白质沉淀工艺。此外,该方法是可取的,因为可以简单的仅增加些额外的工艺而不大规模改变采用等电点沉淀法从食品中分离蛋白质的装置,并且不产生高额费用。此外,该方法的优点是,根据本发明分离蛋白质后废水中浪费的蛋白质含量低,从而降低废水处理成本。
图1是流程图,显示的是传统的采用等电点沉淀法分离蛋白质的方法。图2是流程图,显示的是在根据本发明的分离蛋白质方法中,加热蛋白质提取物的方法的一种实施方式。
图3是流程图,显示的是在根据本发明的分离蛋白质的方法中,加热蛋白质滤液的方法的一种实施方式。图4是流程图,显示的是在根据本发明的分离蛋白质的方法中,加热蛋白质滤液的方法的另一具体实施方式
。
具体实施例方式以下,本发明将参考下面的例子进行详细介绍。然而,下面的例子只用于理解本发明,但是本发明的范围在一定意义上不受限制。仿丨丨1溧_申麓碰㈤她工力·糠
采用等电点沉淀法分离蛋白质,以5000g脱脂米糠(粗蛋白质含量990g)作为原料。通过加入5倍水到5000g脱脂米糠中,保持pH值为9并且在30°C下搅拌1小时,提取蛋白质。因此,通过离心获得的蛋白质提取物,在SOOOrpm离心10分钟,以分离上清液和微粒。提取所述上清液,然后在保持PH值为4并搅拌30分钟(酸沉淀工艺)时,所述上清液中的蛋白质被沉淀。此外,在SOOOrpm离心10分钟。通过上述工艺(蛋白质凝固物A)产生离心微粒(白色蛋白质凝固物),并且将剩余离心上清液(蛋白质滤液)加热到60-145°C。搅拌时加热30分钟以再次获得白色凝固物(蛋白质),然后再次离心(在SOOOrmp下10分钟)以分离并提取蛋白质部分(微粒)(蛋白质凝固物B)。混合蛋白质凝固物A和蛋白质凝固物B;加入10倍水到上述混合物;然后离心(洗涤工艺)。提取微粒部分(蛋白质凝固物);通过冷冻干燥干燥至水分低于5%;然后测量最终干燥物中的蛋白质含量。采用凯氏法来测定上述蛋白质含量,该方法是确定粗蛋白质含量的常规方法。作为测量蛋白质含量的结果,可以知道,5kg米糠可以获得