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专利名称:酸溶性大豆蛋白质的制备方法
技术领域:
本发明涉及一种用于酸性食品和饮料的、具有极好风味的酸溶性大豆蛋白质的制备方法。
背景技术:
分离大豆蛋白质,即从大豆中分离得到的大豆蛋白质原料,在其等电点即pH3~,具有非常低的溶解性,尽管它是适合于食品和饮料的pH值。因此,为了使大豆蛋白质成为酸性水溶液,已经进行了多种尝试。在专利文献1中,~~320°F(121~160℃),由此增加大豆蛋白质在酸性条件下的溶解性。另外,在专利文献2中,对分离大豆蛋白质进行植酸酶处理,随后在酸性条件下进行高温加热处理,由此使大豆蛋白质在酸性条件下的溶解性大大增加。
牛奶乳清蛋白质和酸性大豆蛋白质等这些蛋白质的酸性水溶液存在摄取时在口腔中感觉到涩味的问题(非专利文献1)。这是由蛋白质的等电点沉淀造成的,可通过降低蛋白质的分子量来避免。专利文献3描述了使用大豆蛋白质的酸性饮料,通过从大豆蛋白质除去植酸来提高大豆蛋白质在酸性条件下的溶解性,并进一步通过蛋白质的部分水解来抑制涩味的产生。然而,在蛋白质的水解抑制涩味的同时,存在苦味增加的问题。目前仍未获得涩味和苦味均得到抑制的酸溶性大豆蛋白质。
专利文献1JP53-19669B专利文献2WO02/067690专利文献3US2005/0202147A1非专利文献1日本農芸化学会大会講演要旨集58页(2J13p04),2006年
发明内容
本发明要解决的技术问题本发明的目的是提供涩味、苦味降低且风味优异的、用于酸性食品和饮料的酸溶性大豆蛋白质的制备方法。
解决技术问题的方案由于以前的酸溶性大豆蛋白质大多在酸性环境中使用,所以最终产品也应制备为酸性。因此,上述的酸性加热处理、植酸酶处理、采用蛋白酶的消化处理,均是在低于大豆蛋白质等电点的pH值下进行的。本发明人等发现,在制备酸溶性大豆蛋白质的工序中,通过增加一个工序,与以前进行的在低于大豆蛋白质等电点的pH值下进行消化的情形相比,可抑制不受欢迎的苦味,同时显著降低涩味,其中,尽管已认识到最终产品的灰分量会增加的问题,仍特意将含有大豆蛋白质的溶液用蛋白酶在高于大豆蛋白质等电点的pH值下消化,然后将pH值调节至低于大豆蛋白质等电点的水平,从而完成了本发明。即,本发明为(1)酸溶性大豆蛋白质的制备方法,其特征在于,将含有大豆蛋白质的溶液在高于大豆蛋白质等电点的pH值下用蛋白酶进行消化,然后将
pH值调节至低于大豆蛋白质等电点的水平;(2)如(1)所述的酸溶性大豆蛋白质的制备方法,其中,含有大豆蛋白质的溶液为含有分离大豆蛋白质的溶液;(3)如(1)所述的酸溶性大豆蛋白质的制备方法,其中,所得的酸溶性大豆蛋白质的TCA()溶解度为10%以上70%以下;(4)如(1)所述的酸溶性大豆蛋白质的制备方法,其中在任意工序进行植酸的去除或灭活处理;(5)如(4)所述的酸溶性大豆蛋白质的制备方法,其中,%以下;以及(6)如(1)所述的酸溶性大豆蛋白质的制备方法,其中,在低于大豆蛋白质等电点的pH值下,在超过100℃的温度下进行加热处理。
发明的效果依照本发明,可提供具有较低涩味和苦味的极好风味,并满足酸性食品和饮料所要求的低粘度、高溶解性、高稳定性等理化特性的大豆蛋白质原料。
具体实施例方式(酸溶性大豆蛋白质的定义),后述的稀酸NSI为90%以上、且TCA()溶解度为70%以下的大豆蛋白质。
(大豆原料)本发明的酸溶性大豆蛋白质是如下制备的。首先选择原料,这里所用的大豆原料是指,那些可用于提取含有豆腐渣(不溶性纤维成分)的大豆蛋白质的原料,例如完整的大豆
(wholesoybean)、脱脂大豆、浓缩大豆蛋白等。一般来说,经以正己烷作为提取溶剂进行了低温提取的脱脂大豆适合作为起始原料。特别理想的是,NSI(溶解氮指数)为60%以上、优选80%以上的低变性脱脂大豆。或者,也可使用通过向这种脱脂大豆中加入蛋白质等电点附近的酸性水以除去乳清成分而获得的酸浓缩大豆蛋白(酸浓缩物)。
(蛋白质的提取)蛋白质是从上述大豆原料中提取得到的。提取可采用水或热水,在从酸性至弱碱性的宽pH值范围进行,但不优选在大豆蛋白质的等电点附近进行提取,因为大豆蛋白质的溶解性降低。在极端酸性或碱性条件下的提取,由于随后的pH值调节而使盐增加,因此优选在pH3附近或中性附近进行提取,最优选在中性附近进行提取。从所提取的浆中,通过离心分离或过滤来分离不溶性部分即豆腐渣,以收集作为蛋白质溶液的豆奶。
该豆奶可用作含有大豆蛋白质的溶液。优选地,向该豆奶中加入酸或碱,将蛋白质作为等电点沉淀回收得到分离大豆蛋白质,使该分离大豆蛋白质再次分散于水中以调节pH值,然后将其用作含有大豆蛋白质的溶液。可将含有大豆蛋白质的溶液的pH值调节至高于大豆蛋白质等电点的pH值、优选高于pH5的pH值、更优选高于pH6的pH值,以备随后的蛋白酶处理用。对含有大豆蛋白质的溶液的pH值上限没有特别限制,但考虑到在高pH值下的变色问题、赖丙氨酸的产生等问题,优选
pH9以下,特别优选pH8以下。此外,作为这些含有大豆蛋白质的溶液,将通常可获得的分离大豆蛋白质粉末溶解于水中然后调节至上述pH值范围而获得的溶液也可用作含有大豆蛋白质的溶液。
在任何一种情况中,如果在不足等电点的pH值下进行后述的蛋白酶处理,则在蛋白质降解时产生苦味,不能获得本申请的目标效果。应予说明,本发明中所用的大豆蛋白质的等电点是指,包括单个蛋白质分子或多个蛋白质分子的大豆蛋白质的全部电荷为最小时的pH值。举例来说,该pH值可通过ζ电势测定,作为该ζ电势表示零的区域而求得。通常的大豆蛋白质的情况下,~。
(蛋白酶处理)接着,将该含有大豆蛋白质的溶液用蛋白酶进行处理。作为本发明所说的蛋白酶,优选内切蛋白酶,即将氨基酸以链状结合的蛋白质或肽内部的肽键水解成多个肽的酶。对种类没有特别限制,可使用任何蛋白酶,例如微生物来源的酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶;动物来源的蛋白酶;植物来源的蛋白酶等,重要的是其在高于大豆蛋白质等电点的pH值下表现活性。此外,优选在蛋白酶处理之前,将含有大豆蛋白质的溶液在超过100℃的温度下进行处理。当采用基于活性中心氨基酸的种类的分类方法时,作为优选的蛋白酶,可列举以金属蛋白酶为主要成分的酶或以半胱氨酸蛋白酶为主要成分的酶,最优选以金属蛋白酶为主要成分的酶。这些酶单独使用或与其它酶一起使用,由此可进一步改善所得的酸溶性大豆蛋白质的风味。
另外,可将一种或多种外切蛋白酶(exoprotease)组合使用,所述外切蛋白酶是从位于蛋白质或肽末端的氨基末端和羧基末端依次断裂氨基酸、肽等的酶。利用这些蛋白酶的消化,随着消化的进行,在降低蛋白质涩味的同时增加了苦味。消化的程度即TCA()溶解度优选为10%以上,特别优选为15%~60%。不足10%时,涩味未被充分降低。超过70%时,进行了低分子化,从性质和风味的观点考虑限制了蛋白质的使用,同时增加了苦味,因此不符合本申请的目的。
(加酸处理)进一步加入酸以调节至低于大豆蛋白质等电点的pH值。这里所用的酸可以是任何用于食品的酸并且不受限制。例如可列举无机酸诸如盐酸、硫酸、磷酸;以及有机酸诸如柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乳酸、葡萄糖酸、富马酸、琥珀酸、醋酸、草酸,可将两种以上的酸混合使用。此外,需要将pH值调节至低于大豆蛋白质等电点的pH值,,,。pH值调节的方法没有特别限制。然而,因为大豆蛋白质溶液具有缓冲作用,因此采用有机酸的pH值调节需要大量的酸,降低了最终产品的粗蛋白量。通过使用无机酸,可提高粗蛋白量。
(酸增溶处理)为了使上述大豆蛋白质成为酸溶性大豆蛋白
质,需要进行酸增溶处理。本发明中所说的制备酸溶性大豆蛋白质用的酸增溶处理,没有特别限制,可使用WO2002/67690、JP53-19669B等所公开的制备方法等。例如,通过单独或组合进行下列处理,可增加大豆蛋白质在酸性条件下的溶出度,所述处理为(A)将来自含有大豆蛋白质的溶液中的原料蛋白质的植酸,通过植酸酶等去除或灭活的处理;(B)向含有大豆蛋白质的溶液中加入壳聚糖之类的聚阳离子物质的处理;(C)将含有大豆蛋白质的溶液,在比该蛋白质的等电点pH值酸性更强的范围内、超过100℃的温度下进行加热的处理等等。这些酸增溶处理,可在上述的超过等电点的pH值下进行的蛋白酶处理、或随后的调节至低于等电点pH值的处理之前或之后的任何工序进行。
进行何种酸增溶处理还取决于酸性食品和饮料的pH值或形态。单独采用(C)的处理,可溶的酸性pH值狭窄例如为pH2~。因此,为了在更宽的pH值范围内增溶蛋白质,(A)和/或(B)的处理是有效的。当在进行了(A)和/或(B)的处理之后进行(C)的处理时,蛋白质在宽的酸性pH值范围内可溶,并可获得优选作为饮料使用的、其水溶液具有高透明度的大豆蛋白质。在超过等电点的pH值下进行蛋白酶处理之后,调节溶液至酸性,进行植酸酶处理,然后进行高温加热处理的方法,是最有效且优选的。
(植酸去除/灭活处理)对上述处理(A)进行详细地说明。本发明所说的植酸的去除或灭活处理的方法没有特别限制,可使用已知的方法。例如可列举膜处理诸如渗析、超滤和电渗析;以及离子交换树脂处理等。作为期望的适用的低植酸化处理方法,可列举使用植酸酶的方法,所述植酸酶是具有植酸降解活性的酶或酶制剂。对本发明所用的植酸酶的来源没有特别限制,只要是具有植酸降解活性的酶或酶制剂即可。然而,本发明希望使用微生物来源的植酸
酶,因为其与植物来源的植酸酶相比,前者通常具有更高的植酸降解活性和更低的共存蛋白酶活性。
在本发明的实施中,植酸的量越少,酸增溶效果越高。用水提取脱脂大豆而除去豆腐渣得到提取液,对该提取液进行等电点沉淀所得的凝浆(curdslurry)等中,通常基于蛋白质重量含有2重量%左右的植酸,%以下、%以下。对用于达到上述数值的植酸酶处理的作用条件没有特别限制。~,反应温度为20~70℃反应时间为5分钟至3小时,~100单位/克(unit/g),~50单位/克。然而,只要可以避免蛋白质的变性和分解,则也可以在上述范围之外的条件下进行反应。当需要在短时间内进行处理时,可加入更高单位的酶用于处理。应予说明,1单位的植酸酶活性表示在标准条件(,37℃)下,在反应初期的1
分钟内从底物植酸中释放1μmol磷酸的酶量。植酸及其盐的降解程度是,按照AliiMohamed方法(CerealChemistry,63,475,1986),通过直接测定溶液中的植酸含量而求得的。
(不足等电点下的加热处理)本发明中的加热处理是,将含有大豆蛋白质的溶液调节至合适的浓度,优选固体成分3重量%~18重量%、更优选固体成分8重量%~14重量%,并且将其调节至不足大豆蛋白质的等电点的pH值,~,并且将其在超过100℃的温度下加热,优选160℃以下,更优选105℃~145℃。,虽然可获得具有高透明度的蛋白质溶液,但是所用的酸量显著增加,这可能会影响蛋白质的风味。,溶液易于浑浊并容易产生凝聚。在固体成分不足3重量%的情况下,尽管质量上没有问题,但存在操作效率降低的倾向。在固体成分为18重量%以上的情况下,蛋白质溶液的黏度显著增加,存在随后步骤的操作性恶化的倾向。然而,当要加热的大豆蛋白质进行降解时,增粘的影响较小,也可能提高浓度。
加热温度为100℃以下时,蛋白质在酸性条件下的增溶变得不充分。在超过160℃时,蛋白质的功能和营养很可能会由于肽键的断裂等而变差,故不优选。对加热时间没有特别限制,它可为几秒钟至60分钟,但加热太长时间可能会影响质量例如风味。可使用任何加热方式,作为理想的方式,可示例蒸汽喷射方式的连
续式直接加热灭菌装置。该装置能够以向流经管道的液体中吹蒸汽的方式,瞬间加热至超过100℃的高温。
(干燥)显然,含有经上述酸增溶处理的大豆蛋白质的溶液,能够直接以溶液形式使用,但为了提高使用的方便性,也可粉末化。在这种情况下,、粉末化。,所得粉末被再溶解时其在酸性条件下的溶解性降低,故不优选。对干燥方法没有特别限制,优选喷雾干燥装置等。由本发明所得的大豆蛋白质,~。特别是,从脱脂原料可获得高透明度的溶液。
用于本发明的分析方法在下面进行描述。
*粗蛋白量基于凯氏定氮法(Kjeldahlmethod)求得氮含量,,以无水物(anhydrousbasis)表示。
*风味配制5%的水溶液,通过感官评价来评价“涩味”、“苦味”。感官评价由20位专门小组成员进行,基于下述基准“不可察觉”
,“几乎不可察觉”[1分],“可察觉但没有令人不悦”[2分],“可察觉(令人不悦)”[3分],“强烈可察觉”[4分],“非常强烈的可察觉”[5分];并给出了分数的平均值。
*NSI(溶解氮指数)基于AOCS(AmericanOilChemist’sSociety)