专利名称：低变性大豆蛋白质组合物的杀菌方法
技术领域：
本发明涉及一种低变性大豆蛋白质组合物的杀菌(加热杀菌)方法。
背景技术：
源自大豆的蛋白质对于氨基酸平衡是有利的，并且在近些年已经报道 了生理效应例如降低血清胆固醇的作用。为了降低胆固醇和心脏疾病的
危险，美国食品和药品管理局(U.S.Food and Drug Administration(FDA))推 荐每个人在每日的饮食中摄入25g(每餐6.25g)或者更高的高质量大豆蛋 白质。同样在日本，作为具有特定健康用途的食品，已经认可了具有降 低血清胆固醇功效的食物，前提是每人每天摄入6g或者以上的大豆球蛋 白。
通常，来自于土壤的许多菌群寄生在大豆上，并且优选的是进行任何 的杀菌处理来提供作为食材的大豆。例如，为了杀灭大肠杆菌群，在 60-65。C加热处理大约30分钟是有效的，但是大豆蛋白质在大约60。C时 开始热变性，并因此难以在大豆蛋白质不变性的温度范围内稳定地进行 足够的加热杀菌。
许多大豆蛋白质产品例如分离的大豆蛋白质，浓缩的大豆蛋白质，和 大豆奶粉经历高温加压处理来杀菌，因而该蛋白质是变性的。由于这样 的变性，因此不同的加有大豆蛋白质产品的小麦产品在它们的物理性能 上受到不利的影响，特别是当加入到面条中时，会产生明显的不利影响 例如面条制备性能等的变差。所以，没有获得可行的大豆蛋白质强化的 面条。
非专利文南大1: S. Utshumi， T. Nakamura, K. Harada和T. Mori， Agric. Biol. Chem., 51 (8), 2139-2144(1987)。
非专利文献2: Thahn， V. H.和Shibasaki, K., J. Agric. Food Chem.， 24, 117， 1976。
发明内容
本发明要解决的技术问题本发明的一个目标是提供一种低变性的和杀菌的大豆蛋白质组合物。 解决问题的手段
本发明人已经进行了深入的研究来解决上述问题。提高杀菌的加热温 度是必需的，但是，升高温度产生了矛盾的现象使得蛋白质热变性。因
此，在进一步深入研究中，本发明人发现应用S.Utsumi等人(非专利文献 l)的报道，当通过加盐来提高大豆蛋白质的离子强度时，该变性温度被提 高。具体地，本发明人已经通过加盐来提高离子强度，由此提高大豆蛋 白质的变性温度，并因此可以稳定地进行加热杀菌，由此完成了本发明。 未曾存在将由于盐而改变大豆蛋白质的变性温度应用于上述加热杀菌技 术的想法。
即，本发明是
(1) 一种低变性大豆蛋白质组合物的杀菌方法，其包含加盐和加热大 豆蛋白质的水溶液；
(2) 根据(l)的低变性大豆蛋白质组合物的杀菌方法，其中加盐时的离 子强度是0.04或者更高；
(3) 根据(2)的低变性大豆蛋白质组合物的杀菌方法，其中加热杀菌条 件是这样的，使得组合物的温度是60。C或者更高，但是低于该大豆蛋白 质的变性温度；
(4) 根据(3)的低变性大豆蛋白质组合物的杀菌方法，其中该大豆蛋白 质组合物包含10%或者以上的p-伴大豆球蛋白(conglycinin)，并且加热杀 菌条件低于65°C;
(5) 根据(3)的低变性大豆蛋白质组合物的杀菌方法，其中该大豆蛋白 质组合物包含小于10%的p-伴大豆球蛋白，并且加热杀菌条件是低于 85。C;
(6) —种生产低变性的和杀菌的大豆蛋白质组合物的方法，其包含使 用(1)-(5)任一项的杀菌方法；
(7) —种低变性的和杀菌的大豆蛋白质组合物，其通过(6)的生产方法 来获得。
发明效果
根据本发明，可以获得一种杀菌的和低变性大豆蛋白质组合物，并且 其可以安全加入到面条和其它食品中。
具体实施例方式
下文中，本发明将更详细地进行解释。本发明涉及一种通过加热并保 持低变性状态(即， 一种适于加入到面条等中的状态)来对低变性大豆蛋白 质组合物进行杀菌的方法。
此处提及的低变性大豆蛋白质组合物表示一种含有大豆蛋白质作为 主成分的组合物，即，通过用醇或者酸性液体清洗从大豆原料例如大豆 和脱脂大豆制成的浓缩的大豆蛋白质，通过在水或者温水中萃取并除去
纤维而从大豆原料获得的大豆奶溶液，或者通过在pH大约4-5等电位沉
淀来从大豆奶溶液中分离蛋白质，并然后将该蛋白质重新溶解而获得的 分离的大豆蛋白质，或者指的是一种大豆蛋白质组合物，其是通过对这 些大豆蛋白质溶液进行喷雾干燥、冷冻干燥或其它干燥，并尽可能避免 蛋白质变性处理而获得的干燥产品，并且其在后述的试验中可以被证实
是低变性的。此外，通过提高除去纤维时的离心法的G,获得了具有用 氯仿甲醇萃取的低极性脂质(lipid)量的大豆蛋白质组合物，并且该大豆蛋 白质组合物具有令人喜欢的滋味和物理性能，而且作为低变性大豆蛋白 质组合物适于不同的应用。
此外，还可以使用通过Thahn， V. H.等人(非专利文献2)所报道的分 馏处理所获得的(3-伴大豆球蛋白馏分和大豆球蛋白馏分。具体的， 一种 高大豆球蛋白低变性大豆蛋白质组合物(其在它的蛋白质中包含小于 10%，优选仅仅小于7%的p-伴大豆球蛋白)是优选的作为制备低变性大豆 蛋白质组合物的原料，这是因为它具有比通常的大豆蛋白质组合物(在它
的蛋白质中含有10%或者更高的p-伴大豆球蛋白)更高的变性温度。此处
使用的蛋白质中的(3-伴大豆球蛋白的含量定义为通过用考马斯亮蓝 (Coomassie BrilliantBhie)染色通过SDS-PAGE电泳的凝胶，并脱色，然后 用比重计测量所得到的值。
必需的是仅仅在不引起蛋白质变性的范围内的条件例如温度、pH 、 压力等下，进行用于制备低变性大豆蛋白质组合物中的萃取、浓缩、杀 菌、干燥、提高物理性能等不同的处理。
由于加热杀菌引起的蛋白质变性程度可以从它的物理性能来测量， 即，通过下面所示的面条制备试验的生面团的拉伸和面条的硬度。具体 地，通过用手混合33.5g面粉，17.5g的粉末化的大豆蛋白质组合物，2.5g 的氯化钠和水来形成易碎的生面团。调整水量来使得生面团具有适当的硬度(硬度例如手持的冷稻米(coldrice))。在将该生面团放置5分钟后，将 该生面团揉捏在一起并用真空密封机脱气。将该生面团合并，通过手动 摇柄意大利面食机(hand crank pasta machine)辊平成1.2mm厚度的面条 带。然后，将该面条带用切刀切成1.2mm宽来制备面条线。生面团的物 理性能测量是通过穿过和断裂试验来进行的。将拉伸为1.2mm厚度的面 条带在4。C放置一整夜，并且在回到正常的温度后，将该生面团再次通过 1.2 mm的辊子，并切成40 mm x 40 mm。将生面团放在具有16 mm直径 孔的板上，并将同样的带孔的板(重量为1002g)置于其上来固定该生面 团。使用直径为5mm的球形沖塞，将该生面团以1 mm/s的速度穿过， 并获得断裂点的位移(假定与样品接触的点为0点)来作为测量值(生面团 的伸长率)。当大豆蛋白质组合物具有相同的组成时，变性程度越小，可 以获得的值越高。
考虑在煮沸之后的面条的物理性能，面条带在4。C放置一整夜，将其 在100。C煮沸5分钟，然后在煮沸后15分钟，将其从底面使用楔形沖塞 以0.05 mm/s的沖塞速度压缩成0.1 mm，由此获得断裂点时的负载作为 测量值(面条硬度)。当大豆蛋白质组合物具有相同的组成时，变性程度越 小，可以获得的值越高。当通过这种方法所测量的生面团伸长率和面条 硬度二者的值是加热处理之前的值的80%或者以上时，大豆蛋白质组合 物的变性程度是优选的，这指示着低的变性，并且当变性程度在此范围 内时，加热处理前后的变性程度的差异不会产生实际的问题。
在进行加热杀菌来从未杀菌的低变性大豆蛋白质组合物来获得杀菌 的大豆蛋白质组合物的情况中，必需的是将该大豆蛋白质组合物形成为 水溶液，然后在60。C将其加热30分钟或者更长的时间。但是，在通常 的在它的蛋白质中含有10%或者更多的p-伴大豆球蛋白的分离的大豆蛋 白质组合物的情况中，在不加盐的状态中，在高于63°C加热30分钟或 更长时间引起变性，并且由于该大豆蛋白质的物理性能发生了极大地变 化，因此将该分离的大豆蛋白质用作低变性大豆蛋白质组合物变成一个 难题。
在这种情况中，当低变性大豆蛋白质组合物经历加热处理时，大豆蛋 白质的变性温度可以通过加盐到下面的程度来提高，使得离子强度是0.04 或者更高，优选0.08或者更高，并且进一步优选0.12或者更高。随着离 子强度的提高，变性温度也升高了，并且当离子强度是0.2时，认识到变性温度升高了大约5。C。对于离子强度的上限没有特别的限定，但是，当离子强度过高时，低变性大豆蛋白质组合物的灰分含量会增加，并产生
异味。实际上，离子强度是优选0.5或者更低，更优选0.3或者更低。
在加热过程中加入的盐的例子包括硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐，以及其阳离子选自碱金属例如钠和钾，以及铵等的氯化物，并且例如，可以使用氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸铵等，从口味和成本来说，氯化钠是最优选的。
由于这种加盐，可以在60。C或者更高但是低于67。C的温度，优选61。C或者更高但是低于65°C的温度，进一步更优选61°C或者更高但是低于63。C的温度进行加热杀菌处理，同时保持低变性状态。在低于60。C加热产生差的杀菌效果，在68。C或者更高温度加热引起变性。此外，加热30分钟或者更长的时间是必需的。加热时间的上限没有特别的限定，但是，加热通常在3小时内，并进一步的在1小时内是适当的，这是因为长时间加热降低了生产效率。在加热过程中大豆蛋白质组合物水溶液浓度合适的是2-20重量％，优选是5-15重量％，以溶液中的固含量计。
当低变性大豆蛋白质组合物是高大豆球蛋白的低变性大豆蛋白质组合物时，初始的变性温度与通常的大豆蛋白质组合物相比是高的，并且加入盐使其能够在大约80。C进行加热。因此可以在60。C或者更高但是低于85°C的温度，优选高杀菌效果的70。C或者更高但是低于85°C的温度，更优选80°C或者更高但是低于85°C的温度进行有效的加热杀菌处理，同时保持低变性状态。在该加热杀菌处理中，在低于60。C加热时，杀菌效果差，在85。C或者更高温度加热引起变性。
杀菌需要在蛋白质几乎不加热变性的pH范围内进行。合适的pH是5-8.5,优选6.56-7.5，但是根据加热温度，可以使用除了这些范围之外的pH范围。
实施例
实施例将在下面描述，但是本发明的技术范围不限于此。由于氯化钠的存在或者不存在，在每个温度的加热变性程度是不同的。
向脱脂大豆中，加入7倍量的水，将该混合物用氩氧化钠调整为pH7来混合和萃取，在离心除去沉淀物之后，另外加入脱脂大豆5倍量的水到残留物中，并以同样的方式处理来获得萃取溶液。用盐酸调整pH为4.5来沉淀蛋白质，并离心回收。加入水，然后用氢氧化钠中和该溶液，并将其在180°C的热空气温度和70°C的排气空气温度进行喷雾干燥，由此获得粉末化的分离的大豆蛋白质A。
将该分离的大豆蛋白质A溶解以便具有12重量°/。的浓度，并在每个温度的恒温水浴中加热30分钟。当加入氯化钠时，将它以1.2重量％的浓度(离子强度0.21)加入到溶液中，并将该溶液以同样的方式加热。将其冷冻干燥，然后磨成粉末，并通过面条制备试验评价变性程度。当加入氯化钠时，调整其组成以使得氯化钠和蛋白质的质量在面条制备过程中是恒定的。变性程度通过一相对值来表示，假定没有加热的生面团的伸长率和没有加热的面条的硬度分别是100%。
在不加入氯化钠的对比例2-4中，当加热温度是60。C或者更低时，生面团的伸长率和面条的硬度二者是80%或者更高，并且变性程度是低的，但是，当63。C或者更高时，面条硬度低于80%,公认发生了变性。在加入了氯化钠的实施例1和2中，当加热温度是65。C或者更低时，生面团的伸长率和面条的硬度二者是80%或者更高，并且变性程度是低的。但是，即使当加入了氯化钠时，在对比例5中(其在68。C加热)，面条硬度低于80%,公认发生了变性。由于氯化钠的存在或者不存在，在每个温度的加热变性程度的差异
加热温度氯化钠浓度变性程度
(。c)(重量％)(离子强度)生面团伸长率面条硬度
对比例1未加热00100%100%
对比例260TT96.7%95.2%
对比例363T98.4%78.8%
对比例465T88.2%69.7%
实施例1601.20.21103%88.0%
实施例265T101%81.7%
对比例568T85.0%66.1%
由于氯化钠浓度引起的加热变性程度的差异
将该分离的大豆蛋白质A溶解以便具有12重量％的浓度，加入氯化钠并以每个0.3-0.9重量％(离子强度0.05-0.15)浓度溶解在其中，然后在65°C的恒温水浴中加热30分钟。将该反应溶液冷冻干燥，然后磨成粉末，并通过面条制备试验评价变性程度。调整其组成，以使得氯化钠和蛋白质的量在面条制备过程中是恒定的。变性程度通过一相对值来表示，假定没有加热的生面团的伸长率和没有加热的面条的硬度分别是100%。
在其中氯化钠加入量为0.3重量％(离子强度是0.05)或更高的实施例3-5中，生面团的伸长率和面条的硬度二者是80%或者更高，并且变性程度是低的。由于氯化钠浓度引起的加热变性程度的差异
加热溫度氯化钠浓度变性程度
(。c)(重量％)(离子强度)生面团伸长率面条硬度
对比例4650088.2%69.7%
实施例3t0.30.0583.6%80.8%
实施例4T0.60.1089.4%86.4%
实施例50.90.1595.1%89.5%
实施例2T1.20.21101%81.7%
杀菌效果
在溶解了分离的大豆蛋白质A的溶液(以便具有12重量％的浓度)中，种入源自大豆的培养菌群，并在每个温度的恒温水浴中加热30分钟。当加入氯化钠时，将它以1.2重量％的浓度(离子强度0.21)加入到溶液中，并将该溶液以同样的方式加热。冷却后，测量是在常规琼脂培养基中35°C培养48小时的活细菌和在脱氧胆酸(desoxycholate)琼脂培养基中35°C培养24小时的大肠杆菌菌群上进行的。
通过在60。C或以上进行加热，活细菌减少，并且大肠杆菌群没有测出。同样在加有氯化钠的实施例6中，杀菌效果没有变化。杀菌效果
加热温度氯化钠浓度活细菌大肠杆菌群
(。c)(重量％)(离子强度)对比例6未力口热008.8X1065.3 X103
对比例7601.1 X106<1 X101
对比例863TT2.2X106<1 X101
对比例965T7.0X105<1 X101
实施例6601.20.211.3X106<1 X101低变性大豆蛋白质组合物的制备实施例实施例7
向脱脂大豆中，加入10倍量的水，将该混合物用氩氧化钠调整为pH
6.7来混合和萃取，通过离心除去沉淀物来获得萃取的溶液。将该萃取的溶液用盐酸调整pH 4.5来沉淀蛋白质，并离心回收。加水并再次离心分离来清洗沉淀物并回收。加入水以便具有10重量％的固含量，然后用氢氧化钠中和该混合物到pH 7.1，并均化来增溶。将0.7重量％(离子强度0.12)量的氯化钠加入到该增溶的溶液中，然后将该溶液在62。C的液温用68°C的加热介质温度的热交换器进行加热，在61-62。C的水浴中保持45分钟之后，将该反应溶液在183°C的热空气温度和68-73°C的排气空气温度进行喷雾干燥，由此获得粉末化的分离的大豆蛋白质B。作为对比，一种粉末化的分离的大豆蛋白质C是通过增溶中和的溶液并以同样的方式不加热喷雾干燥来获得的。测量在分离的大豆蛋白质B的面条制备试验中的生面团的伸长率和面条的硬度，并通过相对值来表示，当假定分离的大豆蛋白质C各自的值是100%，生面团的伸长率是104%,面条的硬度是83.4%，由于加热引起的变性是低的。
使用氯化钾的效果实施例8
向脱脂大豆中，加入7倍量的水，将该混合物用氬氧化钠调整为pH 7来混合和萃取，在离心除去沉淀物之后，另外加入脱脂大豆5倍量的水到残留物中，并以同样的方式处理来获得萃取的溶液。用盐酸调整萃取的溶液至pH 4.5来沉淀蛋白质，并离心回收。加水并再次离心分离来清洗沉淀物并回收。加入水，然后用氢氧化钠中和该混合物到pH 7.1,调整为11干重％。加入0.35%(离子强度0.06)量的氯化钠和0.35%(离子强度0.05)量的氯化钾并溶解，将所形成的溶液在65°C加热45分钟，然后将该反应溶液在180。C的热空气温度和72。C的排气空气温度进行喷雾干燥，由此获得粉末化的分离的大豆蛋白质D。作为对比， 一种粉末化的分离的大豆蛋白质E是通过同样的方式不加热喷雾干燥所述的中和溶液来获得的。测量在分离的大豆蛋白质D的面条制备试验中的生面团的伸长率和面条的硬度，并通过相对值来表示，当假定分离的大豆蛋白质E各自的值是100%，生面团的伸长率是81.5%,面条的硬度是84.8%，由于加热引起的变性是低的。
高大豆球蛋白的低变性大豆蛋白质组合物的制备实施例向重量为10kg的脱脂大豆中，喷入1.5kg的70%乙醇，同时进行混合，将该混合物在70°C保持30分钟。向这个乙醇处理过的脱脂大豆中加入8倍量的水，将该混合物用氢氧化钠调整为pH 7.7来混合和萃取。在离心除去沉淀物之后，另外加入脱脂大豆5倍量的水到残留物中，并以同样的方式处理来获得萃取的溶液。向这个乙醇处理过的脱脂大豆中加入0.15重量％的硫代硫酸钠，将该混合物用硫酸调整到pH 5.8，并离心回收沉淀物。加水并再次离心分离来清洗沉淀物并回收。重新加入水，然后用氢氧化钠中和该混合物到pH 7.5,将该反应溶液在185°C的热空气温度和75。C的排气空气温度进行喷雾干燥，由此获得高大豆球蛋白的大豆蛋白质粉末。在通过SDS-PAGE的一种高大豆球蛋白的大豆蛋白质粉末的蛋白质组合物中，(3-伴大豆球蛋白含量是5%，大豆球蛋白含量是93%,按蛋白质计。
高大豆球蛋白的大豆蛋白质粉末设定到12重量％的浓度和350 g的总重量，存在或不存在1.2重量％的氯化钠(离子强度是0.21)，并在90。C的油浴中加热处理30分钟(液温是83。C)。冷冻干燥后，将形成物进行粉碎处理成为样品。
在不加入氯化钠的对比例11中(表4),生面团的伸长率和面条的硬度二者都低于80%，变性是公认的。在加入氯化钠的实施例9中，生面团的伸长率和面条的硬度二者都80%或者更高，变性是低的。另外在实施例9中，与不加热的对比例IO相比，活细菌的数目降低了，高的杀菌作用是公认的。高大豆球蛋白的低变性大豆蛋白质组合物的制备实施例
加热温度 氯化钠浓度 变性程度 v ^
_(°c) (重量％)(离子强度)生面团伸长率面条硬度 '一
对比例IO未加热 00 100% 100% 1.4 X104
对比例11 83 tT 39.0% 28.3% 未测量
实施例9 83 1.2 0.21 81.0% 80.7% 2.0X102
工业适用性根据本发明，可以获得一种杀菌的和低变性大豆蛋白质组合物。该蛋 白质可以安全地加入到面条和其它食品中，而不降低其物理性能，以及 能够产生出迄今绝没有实现的具有高蛋白质的食品。
权利要求
1. 一种低变性大豆蛋白质组合物的杀菌方法，其包含加盐和加热大豆蛋白质的水溶液。
2. 根据权利要求1的低变性大豆蛋白质组合物的杀菌方法，其中加 盐时的离子强度是0.04或者更高。
3. 根据权利要求2的低变性大豆蛋白质组合物的杀菌方法，其中加 热杀菌条件是这样的，使得组合物的温度是60。C或者更高，但是低于该 大豆蛋白质的变性温度。
4. 根据权利要求3的低变性大豆蛋白质组合物的杀菌方法，其中该 大豆蛋白质组合物包含10%或者以上的p-伴大豆球蛋白，并且加热杀菌 条件低于65°C。
5. 根据权利要求3的低变性大豆蛋白质组合物的杀菌方法，其中该 大豆蛋白质组合物包含小于10%的p-伴大豆球蛋白，并且加热杀菌条件 是低于85°C。
6. —种生产低变性的和杀菌的大豆蛋白质组合物的方法，其包含使 用权利要求l-5任一项的杀菌方法。
7. —种低变性的和杀菌的大豆蛋白质组合物，其通过权利要求6的 生产方法来获得。
全文摘要
公开了一种低变性的、杀菌的大豆蛋白质组合物。该组合物可以通过对低变性大豆蛋白质组合物水溶液(其已经被加盐到离子强度变成0.04或者更高的程度)进行杀菌，在不低于60℃和低于该大豆蛋白质变性温度的温度加热该水溶液30分钟或者以上来生产。
文档编号A23J3/16GK101511204SQ20078003243
公开日2009年8月19日 申请日期2007年8月27日 优先权日2006年8月29日
发明者佐本将彦, 宫崎千晶, 宫本昌明, 金森二朗 申请人:不二制油株式会社