高质量含大豆的肉类或类似肉类产品的制备方法

专利名称：高质量含大豆的肉类或类似肉类产品的制备方法
技术领域：
本发明涉及用于各种食品中的源自大豆物质的处理方法，尤其涉及肉类和类似肉类产品。更具体而言，本发明涉及去大豆物质杂味的方法以使其适用于众多食品领域，所述食品包括肉类和类似肉类产品。
背景技术：
近年来，由于食用大豆蛋白对人体健康具有好处导致其被广泛的应用于食品中。在某些应用中，大豆物质的气味不会令人产生反感。但是，在有些应用比如牛奶类似物和饮料等产品中，大豆物质的气味会使这类产品难以被消费者所接受。因此，为了扩展大豆物质的应用，本发明的发明人试图找到一种减少大豆物质中杂味成分的方法。然而，没有明显的证据证明以前用于除去其它有机物中杂味成分的方法能成功地应用于处理大豆物质。由于有机物组成复杂，因此必须通过实验来确定是否任何已知的处理方法都可以得到满意的效果。
美国专利U.S.4,477,480公开了一种用于纯化有机物质的方法，其中发明人表明可以用碱处理淀粉以除去其中令人反感的杂味成分。在一个普通授权专利U.S.4,761,186中，利用超滤方法纯化淀粉。在以上这两个专利中，杂味成分被从淀粉中分离出来，在专利’480中将杂味成分溶解，从而通过冲洗将其从相对不可溶的淀粉中分离。在专利’186中利用超滤的方法将杂味成分作为可渗透物除去，而不溶性淀粉则保留在水浆液中。与之不同的是，本发明涉及从可溶性高分子大豆蛋白中分离杂味成分。
已经有许多文献和专利报道了保留蛋白含量同时减少大豆物质中杂味化合物的处理方法，从而使这种蛋白能适用于食品中。但是，这些在先的公开没有具体教导杂味化合物的去除和尽可能保留蛋白成分。一个例子是专利U.S.4,420,425，，其中大豆的蛋白成分在pH为7-11，优选pH为约8下溶解，和用截留分子量(molecular weight cut off)大于70,000的膜进行超滤后，喷雾干燥截留的大豆蛋白，回收该大豆蛋白成分。在众多的大豆蛋白中，仅有一部分蛋白可以在低pH值时溶解，和通过截留分子量大于100,000的膜超滤后，发现得到的产品具有改善的颜色和味道。而进一步提高膜的截留分子量则会导致一些有价值蛋白的丢失。在另一件专利U.S.5,658,714中，一种大豆粉浆的pH被调节至7-10以溶解蛋白，然后通过超滤膜使肌醇六磷酸盐和铝作为固体成分被截留。虽然并没有给出所用膜的截留分子量，据推测这种膜的孔径较大以保证可溶性蛋白的通过。以上两个专利中还进一步提及了其他人在大豆物质处理中的成就，但是没有教导或建议在超滤过程中控制pH。
在一组相关专利中，Mead Johnson公司公开了一种通过提高大豆物质水溶液的pH值而溶解大豆蛋白并回收口味温和的蛋白的方法。该操作方法主要是教导了浓缩蛋白而不是除去杂味化合物。在美国专利U.S.3,995,071中，pH值被提高到10.1至14(优选11至12)以溶解大豆蛋白，其后将pH值降到约6至10，并用截留分子量为10,000到50,000道尔顿的膜进行超滤，从而保留蛋白成分，并除去碳水化合物和无机物质。在美国专利U.S.4,072,670中，着重于去除肌醇六磷酸盐和肌醇六磷酸，其通过在pH值为10.6至14和温度为10℃至50℃下溶解蛋白而使肌醇六磷酸盐和肌醇六磷酸不可溶，然后将它们分离，及最后通过酸化该溶液到pH值为约4至5来沉淀大豆蛋白。在美国专利U.S.4,091,120中，将大豆蛋白在pH值小于10，优选为7至9下被溶解，和用超滤将蛋白成分作为截留物进行分离，而碳水化合物作为可透过物通过。这些专利中都没有教导或建议在超滤过程中控制pH值。
本发明的发明人试图除去大豆物质中那些带来颜色和气味的及影响大豆在例如饮料和牛奶类似物等食品中应用的化合物。他们已经发现源自大豆物质可以通过下述的方法进行成功的处理，回收基本所有的蛋白物质并除去产生不良颜色和口味的化合物。而且，通过在超滤过程中将pH值控制在约9至约12的范围内，可以得到具有改进的功能特性的去杂味的大豆物质。因此，这种产品适用于许多食品。

发明内容
本发明提供利用去杂味大豆蛋白制备的含大豆的肉类和肉类类似物。泛泛地说，这种去杂味大豆蛋白通过如下方法制备，其中制备一种大豆浓度为约1～约20％的大豆含水组合物，然后调整该组合物的pH值以溶解蛋白成分并释放杂味化合物。然后在保持pH值控制的条件下使用能够保留大豆中几乎所有的蛋白成分而将杂味成分作为可透过物除去的膜进行超滤。
使用本发明方法制备的去杂味大豆物质可以理想的应用于乳和非乳饮料，鲜果冻饮(smoothies)，保健饮料，甜食类产品，营养棒，奶酪产品，乳和非乳酸奶，肉类和类似肉类产品，谷类食品，焙烤类食品和小吃等。
在一个实施方案中，本发明提供了一种含有去杂味大豆蛋白物质的含大豆的肉类或类似肉类产品，其中去杂味大豆蛋白物质是按照包括如下步骤的方法制备的(a)得到一种含有可溶性大豆蛋白，杂味化合物和不溶性物质的大豆蛋白组合物；(b)将(a)中的大豆蛋白组合物的pH值调整到约9至约12的范围以溶解大豆蛋白并释放杂味化合物；(c)使(b)中得到的经过pH值调整的大豆蛋白组合物通过一个截留分子量最高至约50,000道尔顿的超滤膜，同时维持pH值在约9到约12的范围内，在适合的超滤条件下，杂味化合物通过该膜，由此去除了大豆蛋白组合物的杂味并保留了基本所有的溶解了的大豆蛋白；和(d)回收被超滤膜截留的溶解了的大豆蛋白，其中该回收得到的大豆蛋白就是去杂味的大豆蛋白物质。
在另一个实施方案中，本发明提供了一种制备含大豆的肉类或类似肉类产品的方法，所述方法包括；将去杂味的大豆蛋白与一种肉类或类似肉类组合物混合以形成含大豆的奶酪产品；其中去杂味的大豆蛋白物质是用包括如下步骤的方法制备的(a)得到含有可溶性大豆蛋白，杂味化合物和不溶性物质的大豆蛋白组合物；(b)将(a)中的大豆蛋白组合物的pH值调整到约9至约12的范围以溶解大豆蛋白并释放杂味化合物；
(c)使(b)中得到的经过pH值调整的大豆蛋白组合物通过一个截留分子量最高至约50,000道尔顿的超滤膜，同时维持pH值在约9到约12的范围内，在适合的超滤条件下，杂味化合物通过该膜，由此除去了大豆蛋白组合物中的杂味并保留了基本所有的溶解了的大豆蛋白；和(d)回收被超滤膜截留的溶解了的大豆蛋白，其中该被回收的大豆蛋白就是去杂味大豆蛋白物质。
一方面，本发明是去除源自大豆物质的杂味的方法，该源自大豆物质如豆奶，豆粉，大豆浓缩物和大豆蛋白分离物，该方法包括制备一种含有杂味化合物的大豆物质含水组合物，将其pH值调整到约9至12的范围以溶解大豆物质中的蛋白成分并释放杂味成分，然后使该经过pH值调整的组合物通过一种孔径为50,000道尔顿截留分子量的超滤膜，同时pH值维持在约9至约12的范围内，这样就截留了基本所有的蛋白成分，而产生不良口味的成分通过了所述孔。
另一方面，本发明包括利用碱如氢氧化钠，氢氧化钾或氢氧化钙来调整溶液的pH值到约9至12的范围内，从而溶解蛋白成分并释放杂味化合物，使利用超滤分离这种杂味化合物成为可能。关键是，在超滤过程中该pH值还被保持在约9至约12的范围内。
在一个实施方案中，本发明是一种连续去除大豆物质杂味的方法，其中使经过pH调整的大豆物质含水混合物通过一个超滤膜以分离杂味成分。在超滤过程中通过加入适量合适的pH调节物质(一般为碱)将pH值维持在约9至约12的范围内。使包含杂味成分和水的渗透物通过反渗透膜以除去该渗透物中的水，将分离得到的水循环加入到循环截留物和新的调节过pH值的大豆物质中。继续除去截留物中的一部分从而回收去杂味的大豆物质。
在一个优选的实施方案中，本发明是一种以分批或半连续去除大豆物质杂味的方法，其中使经过pH调整的大豆物质含水混合物通过一个超滤膜，分离渗透物以回收杂味成分，并将截留物循环加入到新鲜的调整过pH值的大豆物质中。周期性或连续地加水以补充透过性物质损失的水，同时将该组合流中的大豆物质含量调整到预定水平。如果需要，向循环的渗余物加入pH调节物质(如，一种碱)或水以将超滤过程中的pH值控制在需要的范围内。持续进行该操作过程直到所有的杂味物质都被除去。
在另一个优选的实施方式中，本发明提供一种制备去杂味的大豆蛋白物质的方法，所述方法包括(a)制备一种含有可溶性大豆蛋白，杂味化合物和不溶性物质的大豆物质含水组合物；(b)将(a)中的含水组合物的pH值调整到约9至约12的范围以溶解大豆蛋白并释放杂味化合物；(c)除去(b)中经过pH值调整的含水组合物中的不溶性物质，得到处理过的含水组合物；(d)使(c)中得到的处理过的含水组合物通过一个截留分子量高至约50,000道尔顿的超滤膜，同时维持pH值在约9至约12的范围内，在适合的超滤条件下，杂味化合物通过该膜，因此除去了大豆蛋白组合物的杂味并保留了基本所有的溶解了的蛋白；和(e)回收被超滤膜截留的溶解了的大豆蛋白从而得到去杂味的大豆蛋白物质。
本发明方法中使用的超滤膜的截留分子量高至50,000道尔顿，优选1,000至50,000，最优选约10,000，且优选是聚醚砜或陶瓷膜。


图1.大豆杂味特征的强度图。
图2.去杂味豆奶与对照样品比较的强度图。
图3.另一组大豆杂味特征的强度图。
图4.去杂味大豆浓缩物和与图3的对照样品比较的强度图。
图5.去杂味大豆浓缩物和对照样品的强度图。
图6.去杂味大豆样品和对照样品中杂味化合物浓度的变化图。
图7.去杂味大豆样品和对照样品中杂味化合物浓度的变化图。
图8.一种应用本发明方法的工艺框图。
图9.大豆分离物的杂味特征的强度图。
图10.去杂味大豆分离物与对照样品比较的强度图。
图11.制备去杂味大豆蛋白物质的一个优选实施方式的框图。
具体实施例方式
源自大豆物质大豆是油和本发明中蛋白的有价值的来源。大豆含有约40％的蛋白，这些蛋白经过超离心后被分级为2S，7S，11S和15S(参见美国专利U.S.4,420,425)。这些部分可能还含有其它物质，且它们分子量的范围很宽，从3,000至600,000。众所周知，大豆产品具有难以接受的杂味，这些杂味应该被除去从而使大豆物质可以广泛地应用到食品中。已知脂肪氧合酶催化某种多不饱和脂肪酸的氧化而产生氢过氧化物，这种氢过氧化物可以降解成挥发性羰基化合物，其与源自大豆物质中不可接受的杂味有关。下面实施例10中的表C列出了一些与大豆杂味有关的化合物。
尽管源自大豆物质中的蛋白成分被认为是食品应用中有价值的部分，而可溶性碳水化合物则是不希望的部分。将这些物质从大豆蛋白成分中除去是许多回收蛋白质的方法的目的。
肌醇六磷酸也是大豆蛋白中不希望的化合物。这些化合物是肌醇六磷酸的钙-镁-钾盐。这些化合物据信会螯合金属离子并且不容易被人体吸收。它们被认为和大豆蛋白结合并干扰消化。由于以上原因，除去肌醇六磷酸已经成为源自大豆物质领域中技术人员的一个目标。
超滤膜过滤可用于分离许多物质。在本发明中，超滤被用来除去源自大豆物质中的杂味化合物。关键是，在超滤过程中应该将源自大豆物质的pH值保持在约9至约12的范围内。超滤试图除去粒径在10至1,000埃(0.01至0.1μm)的颗粒，通常相当于分子量在10,000至1,000,000范围内的颗粒，当然这也要受到这种高分子量颗粒的形状的影响。大豆蛋白分子量的范围在约3,000至600,00之间。被选择的膜应该允许所有的大豆蛋白或某一选择的成分可以通过。在本发明中，大豆蛋白在选择的操作条件下被超滤膜截留，而低分子量的杂味化合物可以通过膜而被分离，因此改善了被截留的大豆蛋白和相关固体的颜色和气味。
聚合物超滤膜可被定义为是一种各向异性(不均匀的)层。膜的一面是布满小孔的表面层，这些小孔决定了可以通过膜的分子大小。支持该表面层的是一种一直延伸到另一面的多孔弹性结构。这些膜通常通过聚合物在水浴中的凝结而制备得到。所使用的典型聚合物包括多聚砜，纤维素酯，聚(二氟乙烯)，聚(二甲苯氧化物)，聚(丙烯腈)，这些都可以被制成膜。通常，这些膜形成成束的空心管，溶液通过这些膜而被过滤。另外一种选择是，可以使用平面膜片和螺旋状的。在商业应用中，可以通过施加压力使较低分子量的成分更容易通过膜。该膜必须能承受所施加的压力，因此很重要的一点就是应该让这种多孔弹性支撑结构均一，以避免表面层的破坏和绕过该膜。
除了以上描述的聚合物膜，其它可用于制备超滤膜的材料包括例如陶瓷，烧结金属，和其它无机材料。本发明不限于任何特定类型的膜。一般，膜必须可以使分子量小于1,000道尔顿的杂味化合物通过。更重要的是，膜必须可以截留基本所有的溶解了的大豆蛋白。因此，本发明的膜应该具有最高至约50,000道尔顿的截留分子量，优选约1,000至50,000，更优选为10,000至30,000。
加工方法本发明的方法包括下列步骤(1)制备源自大豆物质的含水混合物；(2)加碱将该含水混合物的pH值提高到约9至约12从而使大豆蛋白溶解并释放杂味化合物；(3)维持pH值在约9至约12的范围内，使该调整过pH值的混合物通过截留分子量最高至约50,000的超滤膜，将杂味化合物作为可透过性物质除去，同时转移截留的大豆蛋白和其它大豆物质；和(4)中和该截留物并回收大豆蛋白。
各种类型的大豆物质都可以作为食品中的大豆来源。因此，将含有蛋白的大豆物质制成含水混合物，通常是一种大豆固体的浆。蛋白质为食品所需，但是如上面所讨论的，这种浆液中含杂味化合物，为了得到食品中所需要的蛋白必须将这些杂味化合物释放以从浆液中分离出去。这种杂味化合物的分离是在同时含有溶解的蛋白成分和杂味化合物的含水混合物中进行的。该含水混合物中大豆物质的浓度可以在约1～约20％的范围内。通常，调整pH值后的大豆物质的浓度在接下来的超滤步骤中随着水与可透过性物质被除去而将发生变化。水可以进行周期性的或连续的补加。例如，在渗滤中以分批或半连续的操作补加水来逐步稀释截留的蛋白。
如实施例中可以看到的，如果想要除去杂味化合物，第二步是很重要的。向含水混合物中加入碱使pH值达到约9至12以溶解大豆蛋白。一般，pH值必须达到9才可以溶解所有的蛋白，而pH值大于12可能导致不希望的蛋白降解。虽然理论上可以使用任何碱，但是优选使用氢氧化钠或氢氧化钾，尤其是氢氧化钾。其它可以使用的碱包括氢氧化钙、氢氧化镁和氨水。研究发现溶解的大豆蛋白会改变它们的构型因此导致了杂味化合物的释放，这些杂味化合物在中性或酸性溶液中会和大豆蛋白结合或被大豆蛋白包裹。这些杂味化合物与大豆蛋白相比具有相对低的分子量，它们可以通过超滤膜的孔，而基本所有的溶解的大豆蛋白由于太大而被截留。关键的是，超滤/渗滤过程中pH值应维持在上述范围内(如，约9至约12)，以除去尽可能多的杂味化合物。
第三步可以用与实施例1-5中记载的实验室试验相似的分批方法进行，在该方法中杂味化合物和水通过膜并被流水带走。但是，在本发明方法的商业性应用中，经过pH调整的含水混合物将连续的通过超滤膜。由于水，腐蚀性化合物和杂味化合物作为可透过性物质通过膜而被除去，所以必须补加额外的水以维持大豆物质在所希望的浓度，而这将会降低含水混合物的pH值。通过将可透过性物质脱水来增加水，将回收的水循环加入到进料流中。可以根据需要将pH调节剂(如碱)直接加入到超滤溶液中，或加到任何循环含水物质中，或补加的水中，以维持pH值在所希望的范围内(如，约9至约12)。
除去杂味化合物后(即，超滤过程完成后)，可以通过收回产品和添加酸将过滤的溶液中和到所希望的pH值。调整pH值后，大豆蛋白和其它物质的含水混合物可直接应用于食品，或者可以按要求进行浓缩或干燥以适应进一步的应用。
通过超滤使大豆物质去杂味的方法可以通过多种不同的方式实施。在超滤/渗滤过程中维持pH值在约9至约12的范围内，优选在约9.5至约10.5的范围内。下面将要描述的两种方法是连续操作过程和分批操作过程(包括半连续操作)。商业应用上更倾向于采用分批或半连续的操作过程，它们更适合生产食品级的大豆产品。图8显示了连续的方法。在连续过程或分批过程中，通过调节大豆物质的含水混合物的pH值以溶解大豆蛋白并释放杂味化合物，然后通过超滤膜使低分子量的杂味成分和水(渗透物)一起通过膜孔，剩下的高分子量大豆物质(截留物)将被循环处理。截留物中的一部分可以作为去杂味的产品回收，从这些产品中按照需要回收得到的大豆蛋白物质可以作为最终产品使用。添加水以补充由于渗透过程而损失的水，从而保证供给超滤膜的原料流含有恒定浓度的大豆物质。虽然对于本过程不是必需的，但图8的过程中包括通过反渗透膜从可透过性物质中回收一部分水的附加过程，将这种回收水循环加入到截留物和新鲜的大豆物质中。该步骤的优点是减少了在该过程必须添加的而在浓缩可透过性物质时又要除去的新鲜水的量。当然，源自大豆物质的pH值应该维持到需要的范围内，这可以通过向该过程中补加的循环水或新鲜水中添加适量的碱，或直接按需要在该过程中添加碱来实现。
在分批处理过程中，如下面实施例6-8所述的那些过程，将一批大豆原料放置于容器中，经过pH调节，将其供给超滤膜。可透过性物质被分离，而截留物被返回到容器中。随着过程的进行，大豆物质被从低分子量的杂味物质和水中分离出来，并进一步被浓缩得到需要的大豆蛋白。周期性地向截留物中补加水以将其稀释并提供使杂味化合物通过膜的载体。在半连续处理过程中，以随可透过性物质除水的相同速度连续补加水。过程连续地进行直到所有的杂味化合物都被除去，截留物被充分的除去杂味而成为产品，这些产品可以按照最后应用的需要进行进一步的处理。分批或半连续方法还包括对可透过性物质的浓缩，将分离的水按照与图8相似的方式进行循环利用。超滤/渗滤过程中的pH值保持在约9至约12的范围内，优选约9.5至约10.5的范围内。
超滤膜可以通过在膜的两侧具有一定的压力差下进行操作，这样有助于杂味化合物，水和其它可以通过膜孔的物质的迁移，同时这种压力应该保证不超过膜所能承受的物理强度。这种膜的典型平均压力为约50psi(345kPa)。跨膜压力(进入并穿过膜)将为约15psi(103kPa)。当然，这些压力可以因膜的特性和其它操作条件而变化。原料流的流速应该能为显著除去可透过性物质提供充足的保留时间，但是这种流速也应该足够快以提供一种扰动从而避免膜壁上沉积的固体阻碍原料流接触膜孔。本领域的技术人员可以通过常规的实验确定被分离原料的具体操作参数。
在一个优选的实施方式中，本发明提供一种制备去杂味的大豆蛋白物质的方法，所述方法包括(a)制备含有可溶性大豆蛋白，杂味化合物和不溶物质的大豆物质含水组合物；(b)将(a)中的含水组合物的pH值调整到约9至约12的范围以溶解大豆蛋白并释放杂味化合物；(c)除去(b)中经过pH值调整的含水组合物中的不溶性成分，得到处理过的含水组合物；(d)将(c)中得到的处理过的含水组合物通过一个截留分子量最高约50,000道尔顿的超滤膜，同时维持pH值在约9到约12的范围内，在适合的超滤条件下进行超滤，杂味化合物通过膜而被除去，除去了大豆物质的杂味并保留了基本所有的溶解了的蛋白；和(e)回收被超滤膜截留的溶解了的大豆蛋白从而得到去杂味大豆蛋白物质。该优选的实施方式在申请号为10/655,259的美国专利申请中进行了更加详细的描述，该申请于2003年9月4日提交，名称为“源自大豆物质去杂味的方法”，在此将其作为参考文献引入。
图11描述了这个优选的实施方式，其中大豆蛋白水溶液的pH值被调节到约9至约12。调节过pH值的水溶液通过处理除去不溶物质。可以使用任何常规的技术(如，过滤，倾析和离心等)进行处理。优选使用离心方式除去不溶物质。市场上可见的连续离心机非常适合半分批或连续操作过程中的这种分离。在一个更为优选的实施方式中，这种调整过pH值的水溶液应该进行至少两次的除去步骤(如离心)，从而促进或更完全地除去不溶物质。将处理过的上清液进行超滤，优选与渗滤结合使用，以除去通常与大豆结合的杂味成分。在超滤过程中，源自大豆物质的pH值应该维持在约9至约12的范围内。经过超滤后，使用可食用的酸(如，柠檬酸)将溶液调节到中性pH值。去杂味大豆蛋白溶液可以直接使用或者可以按照需要将其转化成固态。可以使用任何常规的除水技术。通常优选喷雾或冷冻干燥技术。
去杂味大豆产品由本方法制备的去杂味大豆蛋白物质非常适合在奶制和非奶制饮料，鲜果冻饮(smoothies)，保健饮料，奶酪产品，如乳和非乳酸奶的发酵乳制品，肉类和类似肉类产品，谷类食品，焙烤食品和小吃等食品中应用。本发明提供由去杂味大豆蛋白制备的肉类和类似肉类产品。含大豆的肉类和类似肉类产品尤其优选包含去杂味大豆粉，去杂味大豆分离物，和/或去杂味大豆蛋白浓缩物。
优选的，这种去杂味大豆蛋白物质在被加至与肉类或类似肉类产品前应该是被纤维化的，从而开发类似肉的质地(如，类似于在肉类中发现的纤维)。纤维化过程可以依照公知的操作过程利用蛋白纤维丝的热挤出或凝集技术来实现。优选使用圆柱体的或碎状的脱水纤维蛋白颗粒或脱水纤维蛋白片。优选的处理过程包括加水和例如通过碾磨减少其尺寸的操作，从而提供细的蛋白丝。在本发明所涉及的肉类或类似肉类产品中，这些蛋白丝提供了类似于结合纤维蛋白例如胶原质的质地特性。
这种纤维化的去杂味大豆蛋白也可以用作或作为一种间断相结构蛋白的凝胶使用，从而将肉类或肉类类似物结合到一起。为了这个目的，优选那些其尺寸可以组装成所需粒径的肉馅颗粒的纤维片。特别是那些由蛋自和水组成的热加工纤维片。这些纤维片不但可以自我粘和，还应该可以提供一种间断的凝胶相。在制成的肉类或类似肉类产品中，它们有助于产品的成型和提供一种耐嚼的特性，并且可以提供类似于例如牛肉，猪肉或鸡肉等肉馅的质地。
这些结构蛋白的非连续凝胶相的颗粒可以利用本发明的去杂味大豆蛋白物质制备而成，其具体的制备方法在美国专利U.S.5,160,758，5,433,969，和5,858,442中进行了介绍，在此将它们作为参考文献引入。
一般本发明的含有大豆的肉类和类似肉类产品通过将所需的去杂味大豆蛋白物质与肉类或肉类类似物基组合物混合制备而成。含大豆的肉类或类似肉类产品可以利用本发明所述的方法进行制备，其不含有一般大豆中那些不好的味道和气味，在干态时该产品中含有约5％至约40％的去杂味大豆蛋白，进一步优选含有约15％至约25％的去杂味大豆蛋白。因此，利用本发明所述的方法，制备得到的每单份量(一般约50g至100g被认为是一个单份量)的肉类或类似肉类产品中含有最高达约30g的大豆蛋白，优选含有约5g至约15g的大豆蛋白。因此，本发明的方法使得在肉类或类似肉类产品中可以含有显著量的大豆蛋白，而且产品还不具有一般与大豆有关的不良的杂味缺陷。
除非另外说明，所有的百分比都是重量比。所有在此引用的文献都作为参考资料。
实施例1.大豆蛋白分离物(Protein Technology International(PTI)；St.Louis，MO)用自来水水合以达到浓度为10％。将含水组合物用磁力搅拌器进行混合直到所有大豆蛋白分离物完全分散。用氢氧化钠将混合物的pH值调节到11.0。然后，将该调节过pH值的组合物放置于孔径为3500分子量的渗析管(Spectrum，Inc)，并用自来水连续通过渗析管外壁约4小时；渗析过程中pH值保持大于约9。将渗析管中截留的组合物倒入玻璃烧杯中，进行中和，评价其气味和口味。将渗析后的组合物，按照同样方法进行操作但是pH值为6.7的样本和既没有进行渗析也没有调节pH值的样本进行比较。通过几个单独个体进行的盲视测评显示只有调节过pH值并渗析过的样品有显著改善的口味和气味。
实施例2.进行类似的试验，将豆奶(Devansoy Farms，Carrol，Iowa)制成10％的含水组合物，然后按照实施例1中的方法调节pH并渗析过夜。处理后，样品的pH值是8.8，其气味和口味得到显著改善。
实施例3.将大豆浸泡、漂白然后磨碎并从大豆粉中分离制得新鲜的豆奶，重复实施例2。如前所述调节pH值和渗析后，发现豆奶的口味和气味得到显著改善。
实施例4.使用孔径为6000分子量的渗析管重复实施例3，得到相似的结果。
实施例5.用干的大豆粉(Cargill，Inc.)重复实施例2。大豆粉水合至10％的组合物，然后如前所述调节pH值。渗析过夜后，渗析管中保留组分的pH值为8.7，且气味和口味得到显著改善。
实施例6.在一个大混合器中装入33磅(15kg)含有15％固形物的SunRich豆奶，并加入66磅(30kg)水进行稀释，得到100磅(45kg)含5％大豆固形物的浆。缓慢加入1N的NaOH溶液直至pH值达到11以溶解大豆蛋白。
通过将碱化的大豆溶液从混合器中泵过两张平行的中空纤维膜(A/GTechnology Corporation)上以进行渗滤操作，该膜的截留分子量为10,000道尔顿且表面积为3.3m2。膜两侧的跨膜压力是20-50psi(138-345kPa)。收集通过该膜的物质(即透过物)。将保留的物质(截留物)连续循环地加入到混合器中。当收集到50磅(22.7kg)透过物时，混合器中含有50磅(22.7kg)大豆溶液。向混合罐中加入另外50磅(22.7kg)水。在超滤/渗滤过程中维持pH值在约9至约12范围内。将这种向混合罐加水洗涤的过程重复5次，之后由于水随可透过物被除去使得混合罐中的溶液浓缩至含约10％的固形物成分，然后将截留的大豆溶液用2％的柠檬酸中和至pH值为7.0。
一组经过训练的感观评味员对中和后的溶液进行评价，并与用水稀释到10％但没有经过其它处理的Sun Rich豆奶的对照样品进行比较。采用盲视和随机排列的方式对大豆溶液进行测试。图1和图2中的图表显示了测试结果。
图1显示了10种特征的平均强度。评味员认为这些特定特征比其它特征更显著。当与经过上述处理的大豆溶液进行比较时所有的显著特征都减少了，实验的置信水平为95％。在对照实验中那些不是很显著的特征(如，焦味、甜味、酸味、咸味和苦味)，除了甜味在数值上增加外，其它特征都减少了，但是评味员评判的平均值没有达到95％的置信水平。
从结果中可以清楚看出，大豆溶液通过去除杂味成分使得在味道上更加中性。
实施例7.将10磅(4.55kg)大豆蛋白浓缩物(Central Soya)与190磅(86.4kg)水在罐中混合，高速搅拌15-30分钟以水合大豆蛋白。然后加入1N的NaOH溶液使pH值达到11以溶解大豆蛋白。用与实施例6中描述的相似方式将大豆浆液泵过截留分子量为10,000道尔顿的螺旋膜(Gea NiroInc.)。膜两侧的跨膜压力维持在50psi(344.7kPa)以下。通过膜的压力降维持在15psi(103.4kPa)以下且pH值维持在约9至约12。如实施例6，当从膜回收的透过物达到混合罐中原始体积的一半时，加5次水。加5次水之后，利用0.5N的HCl将洗涤过的大豆溶液的pH值调节到7.5，然后冷冻干燥后进行感观评价。
经过训练的感观评味员对去杂味大豆蛋白浓缩物的6种特征进行评价。图3给出了对照样品(未处理)中每个特征的平均值。在这个实施例中，发现了去杂味大豆浓缩物和对照样品之间的差异，尽管所有特征的值都降低了，但都没有达到95％的置信水平。以上内容显示在图4中。图中还包括所用的盲对照样品品的测试结果，盲对照样品品排在去杂味样品之后进行测试。在这个实施例中，发现盲对照样品品比图3中的原始对照样品显示出更强的杂味特征。我们相信，这是由于这个实施例中盲对照样品品是在去杂味样品之后评价的，因此对评味员来说在第二次对该样品进行评价时，该样品好像具有更为强烈的气味。但是，当与盲对照样品品进行比较时，去杂味样品还是在3个特征上显示出显著的差异，而且实验的置信水平为90～95％，如图5所示。
实施例8.用于除去大豆蛋白杂味的膜应该具有10,000道尔顿的截留分子量，这样才能具有实施例6和7中所示的效果。如果需要还可以使用截留分子量更高的膜，但是如本实施例所述的，当截留分子量达到50,000道尔顿时，一些有用的蛋白会随着透过物一起流失。
按照实施例7中所述的方法，将5磅(2.27kg)的干大豆分离物(Supro-670PTI)和95磅(43.2kg)的水混合，得到含5％大豆固形物的浆。加入1N的NaOH使pH值升高至11以溶解大豆蛋白。使用类似于实施例6和7描述的添加5次水的操作方法进行渗滤，并使用实施例6中的中空纤维膜。在超滤/渗滤过程中，将pH值维持在约9至约12范围内。每间隔5分钟对透过物样品取一次样，中和并冷冻以进行蛋白分析。
透过物样品利用电泳分析得到总蛋白含量，得到的结果如下表所示表A

可以看出截留分子量为10,000道尔顿的膜比截留分子量为50,000道尔顿的膜能截留更多的蛋白质。35分钟时10,000道尔顿的膜的截留数值应该是错误的。
实施例9.将用实施例6-8中方法得到的去杂味的大豆原料样品通过蛋白凝胶电泳进行分析。结果显示截留的大豆原料的分子量分布和原始大豆原料基本相同。结果如下表所示表B

实施例10.对样品进行分析以确定与杂味特征有关的化学组成，这里的杂味特征是前面实施例所述的被感观评味员确定的杂味特征。对两份大豆蛋白分离物样品进行了测试。一份样品用实施例7中的方法除去杂味；第二份样品没有除去杂味。
在第一个试验中，将1克对照样品用15g水进行稀释，加入2μl300ppm的4-庚酮作为内标物，并用100ml/min的氦气在60℃洗脱该混合物30min。除了使用NaOH溶液将pH值升高到10以溶解蛋白质外，去杂味样品的其余处理方法与对照样品品相同。挥发性化合物利用GC/MS(HPGC5890/MSD5972)进行分析。图6，7显示了各种化合物的分析结果。去杂味大豆样品中含有更少量的杂味化合物。
在第二个试验中，3克的样品用30g水进行稀释，并加入2μl 300ppm的4-庚酮作为内标物。并将得到的混合物用100ml/min的氦气在60℃洗脱20min以除去挥发性化合物。挥发性化合物利用气相色谱仪进行分析，通过人类感观标准对化合物的杂味进行判断。下表显示了与这些杂味有关的特殊化合物。
表C去杂味过程后减少的化合物的味道特征。


实施例11.本实施例举例说明了从大豆粉(50％蛋白；Central Soya FortWayne，In)制备去杂味和纤维化的大豆物质的方法。将大豆粉(30磅)与270磅的水在搅拌下在夹套罐中进行水合，在约120°F进行约30分钟。水合过程完成后，加入1N的NaOH将该混合物的pH值调节到10。将调整过pH值的混合物搅拌约20分钟，并用一个串联的过滤器(120微米筛)进行预过滤。将得到的混合物使用与实施例7中基本相同的螺旋超滤膜(10,000的截留分子量)和步骤进行超滤/渗滤操作。在该超滤/渗滤过程中，根据需要添加1N的NaOH从而将pH值维持在10。将截留物进行回收并根据需要添加水以保持恒定的体积。当得到的透过物的总量达到开始体积的2.5倍时，停止超滤/渗滤过程。超滤/渗滤过程结束后，用1％的柠檬酸将大豆水溶液的pH值调节到6.5。然后将大豆水溶液进行浓缩得到含有12％固形物的溶液，并进一步进行喷雾干燥得到一种固态去杂味大豆物质。
然后利用双螺杆挤出机使去杂味大豆物质纤维化。将去杂味大豆物质和水分别按照16磅/小时和3.5磅/小时的速度加入到挤出机中。去杂味大豆物质和水在挤出机中在约150℃至约160℃(在模具的出口测量得到)的温度下被转变成一种粘团，以变性和蒸煮这种大豆物质。将得到的这种蒸煮过的大豆面团通过一个接在挤出机末端的拉丝模具(具有多个直径约为6mm的孔)，从而使大豆物质纤维化，成型，和膨胀。挤出的大豆物质的含水量应该少于约15％。将得到的丝(一般直径为约5mm至15mm，长度为约2英尺至5英尺)在常规的烤箱中进行干燥使其含水量小于5％，然后将其转变成肉类或肉类类似物中使用的1/8至1/4英寸的薄片。
实施例12.将实施例11中制备的去杂味大豆薄片按照下面表格中的配方制成植物蛋白饼。利用市场上可得的纤维化的大豆蛋白物质制成对照样品以作为对照。

将各干的成分加入到混合器中并混合约5分钟。加入水并继续混合约20分钟。组合物被制成小馅饼(约80g)并在常规的烤箱中在350°F进行烘烤(约5分钟)。
与对照样品相比，本发明的样品具有更淡的豆子味，并且被认为更为中性和具有更少的不良杂味。使用去杂味大豆物质，通过添加香料和调味剂等物质应该更容易控制其口味，并得到一种更纯正的味道。
实施例13.本实施例举例说明了用这种去杂味大豆物质来形成蛋白凝胶，这种蛋白凝胶被用于肉类或类似肉类产品。利用商购的大豆分离物按照实施例11中的方法制备得到干燥的去杂味大豆分离物。将1份该干燥去杂味大豆分离物和3份水加入到家用搅拌器中进行高速搅拌2分钟。评价前将得到的蛋白凝胶冷藏过夜。与用大豆分离物作为起始原料并按照同样的方法制备得到的对照样品进行比较，本发明产品具有更少的豆子味，并且口味更为温和或中性。这种蛋白凝胶非常适合在肉类和类似肉类产品中应用。
实施例14.本实施例例举了一种利用实施例13中的去杂味大豆分离物制备无肉香肠(意大利型)的方法。使用下表中的配方。使用一种相似的但没有进行去杂味操作的大豆分离物制成对照样品作为比较。

将着色剂溶解到水中后，加入大豆蛋白浓缩物并持续搅拌约1分钟。将混合器关掉约4分钟。加入面筋和干蛋黄并再继续搅拌5分钟。加入香料，调味剂和油并再搅拌5分钟。加入适量的大豆蛋白分离物或去杂味大豆蛋白分离物并再搅拌1分钟。加入淀粉后，继续搅拌20分钟并将该组合物充填入适当的肠衣中。然后将这些香肠放到内部温度为185°F的熏制室中烹制最少20分钟。在这些香肠离开熏制室2小时内利用喷淋装置将其温度冷却到约80°F，及然后再冷却到低于约40°F。然后除去肠衣，并对香肠进行冷冻和包装。
与对照样品相比，含有去杂味大豆成分的本发明产品具有更好的味道(例如，纯正并且没有不良口味)和质地(例如，更坚硬和更湿润)。
实施例15.本实施例举例说明了由去杂味大豆物质制备的胶体在火腿和干酪面包中的应用。这种去杂味大豆凝胶有助于火腿和干酪面包的结合并且没有明显的豆子味或其它不良口味，同时也不会明显改变最终产品的质地。这种去杂味大豆物质可用于替代面包中的至少一部分火腿和干酪，因此提供了更高的蛋白含量，而其饱和脂肪和胆固醇水平却更低了。
下表列举了用于制备对照样品和本发明样品的火腿和干酪面包的配方

对于本发明的样品，将去杂味大豆粉(利用类似于实施例11中的方式制备)与一部分水在约45°F下水合约2分钟，其中去杂味大豆粉与水的比例为约4比1。当然，对于对照样品，加入没有除去杂味的大豆粉。将瘦肉，三聚磷酸钠，盐和香料混合物一起混合，然后将这种混合物加入到水合的去杂味大豆粉(本发明样品)或加入水(对照样品)中，然后在约45°F搅拌约6分钟。然后加入其余组分(除了干酪)并继续进行搅拌(在45°F约2至约3分钟)；然后将搅拌后的混合物放到食品处理器中在68°F乳化约2分钟。然后将高熔点的切达干酪与乳化后的混合物进行混合，并搅拌约30秒。然后将得到的混合物填充入防潮包装中并在沸水中进行蒸煮，直到其内部温度达到约165°F(约13分钟)。然后将蒸煮后的面包放在冰水浴中冷却到低于约40°F，并在进行评价前将其放在冰箱中固化3天。
本发明的样品与对照样品具有类似的口味，但是本发明样品具有更柔软的质地。对照样品和本发明的样品都具有很好的口味特性和感官特性。
以下是得到的结果

与对照样品品相比，本发明样品具有更低的饱和脂肪，这是因为本发明用去杂味大豆蛋白代替了一部分肉类。
在标记试验(使用带有金色标签的大豆抗体)的基础上，大豆蛋白显然作为一种凝胶剂将肉类中的肌原纤维束和其它成分结合在一起。
权利要求
1.一种含有大豆的肉类或类似肉类产品，其含有去杂味的大豆蛋白物质，其中去杂味大豆奶的制备方法包括以下步骤(a)得到一种含有可溶性大豆蛋白，杂味化合物和不溶物质的大豆蛋白组合物；(b)将(a)中的大豆蛋白组合物的pH值调整到约9至约12以溶解大豆蛋白并释放杂味化合物；(c)将(b)中得到的经过pH值调整的大豆蛋白组合物通过一个截留分子量最高为约50,000道尔顿的超滤膜，同时维持pH值在约9到约12的范围内，在适合的超滤条件下进行超滤，杂味化合物通过该膜，由此除去大豆蛋白组合物的杂味并保留了基本所有的溶解了的蛋白；和(d)回收被超滤膜截留的溶解了的大豆蛋白，其中被回收的大豆蛋白就是去杂味的大豆蛋白物质。
2.权利要求1所述的含有大豆的肉类或类似肉类产品，其中该含有大豆的肉类或类似肉类产品中每单份量内含有约5g至约15g的大豆蛋白。
3.权利要求1所述的含有大豆的肉类或类似肉类产品，其中步骤(a)中的含水组合物中大豆蛋白的浓度范围为约1％～约20％。
4.权利要求2所述的含有大豆的肉类或类似肉类产品，其中步骤(a)中的含水组合物中大豆蛋白的浓度范围为约1～约20％。
5.权利要求1所述的含有大豆的肉类或类似肉类产品，其中超滤膜截留分子量的范围是约1,000道尔顿至约50,000道尔顿。
6.权利要求5所述的含有大豆的肉类或类似肉类产品，其中超滤膜截留分子量的范围是约10,000道尔顿至约30,000道尔顿。
7.权利要求2所述的含有大豆的肉类或类似肉类产品，其中超滤膜截留分子量的范围是约1,000道尔顿至约50,000道尔顿。
8.权利要求7所述的含有大豆的肉类或类似肉类产品，其中超滤膜截留分子量的范围是约10,000道尔顿至约30,000道尔顿。
9.权利要求5所述的含有大豆的肉类或类似肉类产品，其中超滤操作是在温度范围为约10℃到约60℃以及适当的压力下进行的。
10.权利要求9所述的含有大豆的肉类或类似肉类产品，其中超滤膜是一种聚合物，陶瓷或无机膜。
11.权利要求1所述的含有大豆的肉类或类似肉类产品，其中该肉类或类似肉类产品是一种火腿和干酪面包。
12.权利要求2所述的含有大豆的肉类或类似肉类产品，其中该肉类或类似肉类产品是一种火腿和干酪面包。
13.一种制备含有大豆的肉类或类似肉类产品的方法，所述方法包括将去杂味大豆蛋白物质与肉类或类似肉类组合物进行混合，从而制成含大豆的肉类或类似肉类产品；其中去杂味的大豆蛋白物质的制备方法包括以下步骤(a)得到一种含有可溶性大豆蛋白，杂味化合物和不溶物质的大豆蛋白组合物；(b)将(a)中的大豆蛋白组合物的pH值调整到约9至约12以溶解大豆蛋白并释放杂味化合物；(c)将(b)中得到的经过pH值调整的大豆蛋白组合物通过一个截留分子量最高为约50,000道尔顿的超滤膜，同时维持pH值在约9到约12的范围内，在适合的超滤条件下，杂味化合物通过膜，由此除去了大豆蛋白组合物的杂味并保留了基本所有的溶解了的蛋白；和(d)回收被超滤膜截留的溶解了的大豆蛋白，其中被回收的大豆蛋白就是去杂味的大豆蛋白物质。
14.权利要求13所述的方法，其中每单份量的含大豆的肉类或类似肉类产品含有约5g至约15g的大豆蛋白。
15.权利要求13所述的方法，其中超滤膜截留分子量的范围是约1,000道尔顿至约50,000道尔顿。
16.权利要求14所述的方法，其中超滤膜截留分子量的范围是约1,000道尔顿至约50,000道尔顿。
17.权利要求15所述的方法，其中超滤操作是在温度范围为约10℃到约60℃以及适当的压力下进行的，并且其中的超滤膜是一种聚合物，陶瓷或无机膜。
18.权利要求16所述的方法，其中超滤操作是在温度范围为约10℃到约60℃以及适当的压力下进行的，并且其中的超滤膜是一种聚合物，陶瓷或无机膜。
19.权利要求13所述的方法，其中所述肉类或类似肉类产品是一种火腿和干酪面包。
20.权利要求14所述的方法，其中所述肉类或类似肉类产品是一种火腿和干酪面包。
全文摘要
本发明提供了含大豆的肉类或类似肉类产品及其制备方法。这种含大豆的肉类或类似肉类产品是利用去杂味的大豆蛋白物质制备而成的。
文档编号C12G3/02GK1656934SQ20041009597
公开日2005年8月24日 申请日期2004年10月28日 优先权日2003年10月29日
发明者A·阿卡舍, R·L·梅巴赫 申请人:卡夫食品集团公司