大豆蛋白质、其生产方法及应用它的酸性蛋白质食物的制作方法

专利名称：大豆蛋白质、其生产方法及应用它的酸性蛋白质食物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在酸性区呈现可溶性好，用于酸性食品有利的大豆蛋白质材料，并涉及其生产方法及利用此材料和其生产方法的蛋白质食品。
背景技术：
大豆蛋白质早已用于作为一种极佳的食用蛋白质源。此外，由于它们具有各种功能特性，诸如乳化及胶凝的能力，它们已广泛用作为食品的一种原材料，或在可食肉制品、渔业糊剂产品、配菜、面食、糖果方面用于改善食品质量的材料及饮料的原料。此外，近来已有关于大豆蛋白质可降低血胆甾醇水平的阐述，并指出了它们的营养及生理功能。
另一方面，在pH低于4.6的所谓酸性食品中(见，Isao SHIBASAKI主编，″Sakkin and/or Jokin Ohyo Handbook(Sterilization and/orDisinfection Application Handbook(消毒及/或灭菌应用手册))”，SCIENCE FORUM，p.29)，大豆蛋白质的应用是受限制的，因为大豆蛋白质在最常用pH范围(3.0-4.5)内几乎不溶解，而且不呈现其功能特性。这是因为酸性食品的pH等于或处于大豆蛋白质等电点附近(约pH5)。
在有关酸性食品中大豆蛋白质的应用已有技术中，许多技术主要针对防止酸性饮料生产中大豆蛋白质在酸性区的聚集及/或沉淀。例如，已知有添加稳定剂诸如果胶的(JP54-52754 A)的和有添加乳化剂诸如HLB值在13或以上的糖脂肪酸酯的(JP59-41709 B)。
以下说明添加稳定剂时蛋白质的条件。在含大豆蛋白质其pH值被调节至3.0-4.5的溶液中，系统中的蛋白质具有表面正电荷，但电荷量的绝对值低，因为pH处于其等电点的附近。因此，这种蛋白质易于形成聚集和/或沉淀。一种稳定剂，其典型实例包括多阴离子多糖类，诸如果胶、丙二醇藻朊酸酯、羰基甲基纤维素等，与带正电荷的蛋白质相互作用，稳定剂分子粘着其上，形成蛋白质颗粒，各蛋白质颗粒作为整体带有表面负电荷，从而由于颗粒间的电排斥力而避免了聚集及/或沉淀。但是，这些利用稳定剂或乳化剂的技术都不是为了获得蛋白质本身的溶解状态，而是在配制蛋白质材料及其它材料时所应用和利用的技术。因此，不能得到透明外观的产品，也几乎不期望蛋白质材料自身有功能特性，诸如乳化和胶凝。
另一方面，对于因通过大豆蛋白质等电点而形成的聚集，也曾提出过抑制方法(JP7-16084 A和JP12-77A)。但是，因为要求添加稳定剂或乳化剂，蛋白质的条件就如同以上所述的那样。
对于大豆蛋白质，JP53-19669B公开了一种在低于其等电点的酸性区增加蛋白质溶解度的一种方法。在这种方法中，一种固含量10-15重量％的大豆分离蛋白浆液是在pH约2.0-4.2制成的，也使此浆液受到温度约120-160℃的连续热处理。
但是，这种方法仍然存在大豆蛋白质在酸性区的溶解度问题。当调节大豆蛋白质浆液至pH3.0-3.5和使之受到高温热处理时，蛋白质分子形成了一种分散状态，但它是一种浑浊的溶液。此外，在存储期间还引起了蛋白质沉淀。这对于利用在酸性区蛋白质食品中的蛋白质是不适宜的，尤其在酸性蛋白质饮料中的蛋白质。此外，由这种方法得到的浑浊蛋白质，其功能特性诸如乳化和胶凝的能力差，要想把它用作为正常大豆分离蛋白质的食品改善材料是非常受限制的。
此外，JP55-29654 B披露了一种分离可溶蛋白质馏分的方法，其中可采用结合植酸酶处理和pH调节分馏的方法，分离pH低于4.6的可溶馏分。但是，这种方法利用大豆分离蛋白质作为起始材料，得到产品收率低，如为14％。因此，这种方法不太实用。
JP51-125300 A披露了一种在pH3-5溶解度极佳的蛋白质的生产方法，用酸洗涤脱脂后的大豆，在pH2-6下用衍生于微生物的植酸酶处理大豆，再分离被增溶的馏分。但是，用这种方法得到的蛋白质很易被蛋白酶水解。而且，还形成了增溶和未增溶的两部分馏分，要求对它们进行分离。因此，得到以高溶解度为目标的大豆蛋白质收率低。
因此，迄今已有技术还没有获得一种能够用于pH4.6以下的酸性食品和在pH3.0-4.5范围可溶的大豆蛋白质材料，而且其溶液具有外观优选的透明度和极佳的储藏稳定性，同时还具有诸如乳化和胶凝能力的功能特性。此外，现在已知还没有能够有效生产在上述pH范围溶解度高和储藏稳定性好的大豆蛋白质水解液的方法。

发明内容
本发明在于提供一种大豆蛋白质，它能够用于pH4.6以下的酸性食品，在pH3.0-4.5范围是可溶的，具有极佳的储藏稳定性，尤其是，其利用脱脂后的蛋白质源获得的溶液具有优选的外观透明度和诸如乳化和胶凝能力的功能特性，并提供其生产方法和利用这种大豆蛋白质的酸性蛋白质食品。
对于生产一种可广泛用于pH值低于4.6的酸性食品，在pH3.0-4.5范围可溶，其溶液具有优选外观透明度和极佳的储藏稳定性，同时具有诸如乳化及胶凝能力的功能特性的大豆蛋白质，本发明人进行了深入研究。结果发现，进行以下处理后可使初始浑浊蛋白质溶液转化为一种透明性的增溶状态。这些处理在于，使含大豆蛋白质的溶液经受以下两种或两种之一的处理(A)消除或钝化那些源于该蛋白质源的并包含在该溶液中的多阴离子物质的处理，和(B)对该溶液添加多阳离子物质的处理，作为一种增加系统中大豆蛋白质表面正电荷的处理；然后，使这种蛋白质溶液经受温度在100℃以上在pH值低于该蛋白质等电点的酸性区中的热处理。此外，为了增强在利用蛋白质中的易操作性，可通过对上述处理后pH值在4.5或以下的材料进行干燥，获得一种粉末大豆蛋白质。
通过上述方法，能够获得一种其主要成分是球蛋白的大豆蛋白质材料，其在pH4.5或以下溶解度在90％或以上，一种含5重量％的蛋白质溶液在600nm透光率在20％T或以上，和0.22M/TCA增溶度在20％或以下。
作为这种增加系统内大豆蛋白质表面正电荷的处理，一般包括用于消除或钝化植物蛋白质中所含多阴离子物质如植酸的处理，添加多阳离子物质，或这些处理的结合。
也就是说，按照本发明，通过使含大豆蛋白质的溶液经受上述处理，能够获得在酸性区呈现溶解性和储藏稳定性极佳并具有诸如乳化和胶凝能力的功能特性的一种大豆蛋白质。
此外，按照本发明，通过使含大豆蛋白质的溶液受到消除或钝化这些物质的处理或添加多阳离子物质的处理，或通过此二者结合的处理，能够获得一种溶解度好的大豆蛋白质水解液，而勿需实施脱出不溶物质的操作，因为这种处理增加了系统中蛋白质的表面正电荷；和用蛋白酶对蛋白质进行水解；然后，使该蛋白质溶液在温度100℃在pH低于该蛋白质等电点的酸性区，尤其pH4.3或以下，受到热处理。
基本上，在本发明方法处理中，没有蛋白质对系统外的损失，也没有收率损失。
本发明实施最佳方式此下，将描述本发明的优选实施方案。本发明所用含大豆蛋白质的溶液相当于由大豆制成的豆浆，通过脱出脱脂后大豆中的不溶纤维组分(okara)等获得的萃取液。在本发明中，一种从中已脱出脂肪组分的蛋白质组分的溶液，用于获得高透明度的大豆蛋白质，是特别优选的。此外，用蛋白酶水解后的大豆蛋白质溶液也是优选的。
<溶解度、透光率、TCA增溶度>
本发明中所用溶解度(％)是一种对蛋白质在溶剂中增溶的量度，并定义如下。即通过在水中分散蛋白质粉末，使蛋白质含量达到5.0重量％，并充分搅拌所得的分散体系，获得一种溶液。如有必要，可在调节pH之后，在10,000G下离心分离该溶液5分钟，并通过蛋白质测定方法，如凯氏定氮法、Lowry法等，测定所得上清液中蛋白质对总蛋白质的比例，以获得其溶解度。
在本发明中所用透光率(％T)是一种对含蛋白质溶液透明度的量度，其定义如下。即通过在水中分散蛋白质粉末，使蛋白质含量达到5.0重量％，并充分搅拌所得分散体系，获得一种溶液。如有必要，在调节pH之后，利用一个用1cm电池的分光光度计(U-3210自记式分光光度计，由Hitachi公司制造)测定在600nm下的透光率(％T)本发明中所用TCA增溶度(％)是一种对蛋白质降解度的量度，其定义如下。即通过在水中分散蛋白质粉末，使蛋白质含量达到1.0重量％，并充分搅拌所得分散体系，获得一种溶液。然后，通过蛋白质含量测定法，如凯氏定氮法、Lowry法等，测定该溶液中0.22M三氯乙酸(TCA)-增溶蛋白质对总蛋白质的比例，获得TCA增溶度。
<增加表面正电荷的处理>
以下将说明，对按照本发明已被调节至等电点以下的含蛋白质溶液，进行增加系统中蛋白质表面正电荷的处理。换句话说，系统中表面正电荷的增加是可以通过消除或钝化该系统中存在的多阴离子物质的方法，或通过对系统添加多阳离子物质的方法实现的。对于大豆蛋白质，其中含有的植酸为多阴离子物质。因此，重要的是要消除或钝化植酸。
在任何处理中，蛋白质均能够被回收而没有对系统外的损失。
<植酸酶处理>
在本发明中，减少植酸钙镁(phytin)的处理适用于消除含大豆蛋白质溶液中的多阴离子物质。减少植酸钙镁的这种处理不局限于一种特定方法，还可以利用已知的方法。其实施例包括膜处理，如透析膜、超滤膜及电渗析膜、用离子交换树脂的处理等。作为用于减少植酸钙镁所需的及实际的处理，有一种利用酶或具有植酸水解活性的酶制剂(植酸酶)的方法。
如果蛋白质水解是不希望的，优选地是，本发明中所用的植酸酶应该具有低的蛋白酶活性或没有蛋白酶活性。当蛋白酶活性高时，蛋白质被蛋白酶水解，会引起一些问题，例如，降低了功能特性如胶凝能力，由于低分子的水解液增加等而使味道变异。例如，可将植酸水解酶处理后的蛋白质的TCA增溶度在20％或以下，优选15％或以下，定义为蛋白质不被或较少被蛋白酶水解的条件。尽管对酶或酶制剂来源没有具体限制，只要酶或酶制剂具有符合上述条件的植酸-水解活性，但鉴于防止对蛋白质的水解及损坏，一般源于微生物的植酸酶比源于植物的植酸酶更有利，因为前者植酸水解活性较高，且共存蛋白酶活性较低。
在本发明中，植酸减少有助于改善增溶，而且植酸减少越多，增溶改善越多。最好，按蛋白质重量计，植酸减少量到1重量％或以下。例如，按蛋白质重量计，通常通过用水萃取脱脂后的大豆，从萃取液脱出okara并使所得萃取液受到酸沉降而制成的凝乳(curd)浆液，含有约2重量％的植酸。因此，在这种情况下，优选使植酸水解，以使植酸含量变成约为反应之前的50％或以下。对植酸酶处理条件没有具体限制，对于使植酸酶进行反应的方法也没有限制，二者只要满足上述条件，因为在最佳条件下植酸酶是可以起反应的。例如，这些条件包括通常在pH2.5-7.5，温度20-70℃，植酸酶量0.1-100单位/克固含量，优选0.5-50单位/克固含量的条件下反应5分钟-3小时。然而，当可以避免蛋白质变性及损坏时，完成该反应超出上述范围条件也没有困难。当此处理过程应在较短时段内完成时，反应可能要用较高单位的酶。一个单位的植酸酶活性表示在标准条件下(pH5.5，37℃)在反应初始阶段1分钟期间内从该基质即植酸释放1微摩尔(μmol)的磷酸所需的酶量。对植酸及其盐的水解度，按照Alii Mohamed(CerealChemistry(谷物化学)，63，475，1986)的方法，直接测定溶液中植酸含量而确定。
<添加金属离子>
钝化多阴离子物质指的是抑制多聚阴离子如植酸对大豆蛋白质的连接，可以采用添加二价或以上的多价金属离子的方法完成。对本发明含大豆蛋白质溶液添加的二价或以上的多价金属离子属于一种水可溶的盐或金属氢氧化物，如钙、镁、铁、锌、铝氢氧化物等，而且可用无机盐或有机盐。可以单独使用这些金属离子或其混合物。尽管单独添加这些金属离子，可以使经100℃以上温度热处理后的大豆蛋白质的溶解度及透明度达到改善效果，但结合进行消除多阴离子物质如减少植酸钙镁等处理的方法，可以使这些效果显著增加。二价或以上的多价金属离子量越多，增溶改善越多。但是，按含蛋白质溶液中国含量计，就金属离子而论，优选量为0.2-3重量％。固含量低于这个范围，蛋白质的增溶不充分，而固含量超过这个范围，则易于引起增稠或聚集。这是不理想的。对添加方法没有具体限制。
<添加多阳离子物质>
作为添加至本发明含大豆蛋白质溶液中的多阳离子物质，现以脱乙酰壳多糖举例加以说明。脱乙酰壳多糖是壳多糖与葡糖胺聚合物的一种脱乙酰基的产物。一般，脱乙酰壳多糖是用来自处理如龙虾、蟹等甲壳类动物所产生的壳体而制成的。在本发明中，加入至大豆蛋白质溶液中的脱乙酰壳多糖优选是水可溶的，而且使用例如具有脱乙酰度在50％以上，优选70％以上的。尽管通过单独添加脱乙酰壳多糖，可以使在温度100℃以上热处理后的大豆蛋白质的溶解度及透明性达到改善的效果，但结合消除或钝化多阴离子物质的处理，可以使此效果显著增加。按含大豆蛋白质溶液的固含量计，添加的脱乙酰壳多糖量在0.2重量％或以上。添加量低于这个范围，蛋白质增溶不够。尽管随其添加量增加，增溶改善，但有时，还存在一些缺点，会引起增稠，这取决于脱乙酰壳多糖类型，而且脱乙酰壳多糖的特殊苦味变得强烈。尽管对脱乙酰壳多糖添加量不能充分限定，但其量按溶液固含量计优选在40重量％或以下。对于脱乙酰壳多糖，由于其溶解度随溶剂pH值变化，所以最好把脱乙酰壳多糖加至处于酸性区(如pH5.0或以下)的含大豆蛋白质溶液中。
<加热，干燥处理>
这种含大豆蛋白质的溶液已受到减少植酸钙镁的处理，其植酸含量按蛋白质重量计已减少至1重量％或以下，对其已添加过二价或以上的多价金属离子，或已添加过多阳离子物质，或已经受到上述的综合处理，对此溶液还要调节其固含量至3-18重量％，优选8-14重量％和pH值至2.3-4.3。然后，在100-160℃加热该溶液，优选105-145℃。如果pH低于2.3，尽管可以获得透明度高的蛋白质溶液，但所用酸量被显著地增加，而且由于蛋白质味道和实际价值，这是不理想的。如果pH高于4.3，这是不理想的，因为这种溶液易于浑浊和容易形成聚集。
如果固含量在3重量％或以下，尽管质量没有问题，但操作效率低。这是不理想的。对于18重量％或以上的固含量，蛋白质溶液的粘度显著增加，有时后续步骤可操作性恶化。这是不理想的。但是，当大豆蛋白质为水解液时，粘度增加没有这样大的影响，其浓度可以增加。
如果加热温度在100℃或以下，蛋白质增溶不够，透明度水平低。如果温度高于160℃，蛋白质的功能和营养很可能因肽键解离等而被破坏，这也是不理想的。对加热时间没有具体限制，可以是几秒钟到60分钟，不过应当注意，加热太长时间会对质量产生不利影响，如对味道等。可以采用任何加热系统，例如，一种具有注入蒸汽系统的连续直接加热消毒装置是优选的。这种装置可以通过装置中的管子使蒸汽喷入液体流中，瞬间使温度升高至100℃以上。对加热后的含大豆蛋白质的溶液，可采用原溶液型，或为了增加利用的易操作性，可使之成为粉末化的。在这种情况下，优选地是，在pH4.5或以下干燥所得的溶液，使之成为粉末。当干燥在pH高于4.5下进行时，所得粉末在酸性区的溶解度降低。这是不理想的。
对干燥方法没有具体限制，但喷雾干燥装置等是适宜的。按照本发明所得的大豆蛋白质甚至在pH3.5-4.5下都是增溶的，而这对普通蛋白质的溶解度是低的。尤其，这种具有高透明度的溶液可以由脱脂后的原材料获得。
<水解>
至于本发明用蛋白酶进行的水解，在蛋白质溶液经受100℃以上温度在低于该蛋白质等电点的酸性区中热处理步骤之前，完成水解是充分的，而且它还能在使含大豆蛋白质溶液受到消除或钝化多阴离子物质的处理或对该溶液添加多阳离子物质的处理之前、之后或之中完成水解。对所用蛋白酶，蛋白质水解条件、添加蛋白酶量，也没有具体限制。
<利用大豆蛋白质的食品>
通常，在酸性区如在等电点附近区，因为蛋白质聚集，要得到透明性的蛋白质食品非常困难。可以利用本发明的大豆蛋白质材料或大豆蛋白质的水解液，生产在酸性区具有透明性和储藏稳定性良好，而且蛋白质没有沉淀的蛋白质饮料。当生产蛋白质饮料时，可按用户味道，选择糖类、香料等，使产品增香。蛋白质含量取决于蛋白质的必需摄取量，但优选在百分之几-百分之几十范围内。此外，可以利用本发明大豆蛋白质材料或大豆蛋白质水解液，连同适宜的胶凝剂，生产具有透明性的酸性胶冻。
实施例此后，将通过实施例具体说明本发明。应当注意，它们仅仅是范例，并不由此对本发明技术范围构成限制。
实施例1<制备植酸酶处理>
将大豆压榨成为碎片，用正己烷作为萃取溶剂，萃取、分离和脱出其油，获得脱脂大豆，其变性较少(氮可溶指数(NSI)91)。对1重量份的大豆加入7份水，用稀释氢氧化钠溶液调节此混合物至pH7，并在室温下搅拌萃取1小时。以4,000G的速度离心分离此混合物，和分离okara以及不溶物，获得脱脂豆浆。用磷酸调节脱脂豆浆至pH4.5，用连续式离心分离机(滗析器)在2,000G下对其进行离心分离，获得一种不溶馏分(酸沉淀凝乳(acid precipitated curd))和一种可溶馏分(乳清(whey))。将水加入到此酸沉淀凝乳中，使固含量达到10重量％，获得一种酸沉淀凝乳的浆液。用磷酸调节至pH3.5，然后加热至约40℃。对所得溶液(植酸含量1.96重量％/固含量；TCA增溶度4.6％)加入一种植酸酶(“Sumityme PHY”，由Shin Nippon Kagaku Kogyo公司生产)，添加量相对于固含量相当于8个单位，并进行酶反应30分钟。反应完成之后，用磷酸或氢氧化钠，调节由此用酶处理过的反应混合物(植酸含量0.04重量％/固含量；TCA增溶度4.7％)至pH3.0、3.5或4.0。用一种连续直接加热消毒装置，在120℃下对各所得物加热15秒。对各所得物进行喷雾干燥，获得大豆蛋白质粉末。
当采用带有SOYA PROTEIN ASSY KIT(大豆蛋白组件箱)(由TepnelBio Systems有限公司制造)的ELISA方法，对此实例中通过在pH3.5下处理获得的大豆蛋白质粉末中的球蛋白含量进行测定时，其球蛋白含量按固含量计为74.0重量％。这表明，该蛋白质的主要成分是球蛋白。
对照实施例1<只加热>
用磷酸调节实施例1中制备的固含量10重量％的酸沉淀凝乳浆液至pH3.0、3.5或4.0。然后，用一种连续直接加热消毒装置在120℃下加热浆液15秒。喷雾干燥各所得物，获得大豆蛋白质粉末。但是，由于被调节至pH4.0的溶液在加热过程中形成了显著聚集，为此没有进行随后的喷雾干燥。
实施例2(制备添加脱乙酰壳多糖的处理)对由实施例1中制备的固含量10重量％的酸沉淀凝乳浆液，用磷酸调节至pH3.5。对该浆液添加脱乙酰壳多糖(Chitosan LL，由YaezuSuisan Kagaku Kogyo公司生产；脱乙酰度80％或以上；1％粘度10cps(厘泊)或以上，按固含量计其数量为5.0重量％。在充分地搅拌之后，用一种连续直接加热消毒装置在120℃下在pH3.0加热所得溶液15秒。对其喷雾干燥，获得大豆蛋白质粉末。
实施例3<制备添加金属离子>
对由实施例1中制备的固含量10重量％的酸沉淀凝乳浆液，用磷酸调节至pH3.0。然后，对该浆液添加氯化钙二水合物(由kishidakagaku公司生产)，其数量按固含量计为5.0重量％(折合钙离子为1.35重量％)。在充分地搅拌之后，用一种连续直接加热消毒装置在120℃下在pH3.5下加热所得溶液15秒。对其喷雾干燥，获得大豆蛋白质粉末。
实施例4<制备植酸酶+脱乙酰壳多糖>
按实施例2中所述，对实施例1中用植酸酶处理过的反应混合物添加脱乙酰壳多糖，其数量按固含量计为1.0重量％。在充分地搅拌之后，用磷酸或氢氧化钠调节此溶液至pH3.5或4.0，然后，对其用一种连续直接加热消毒装置在120℃下加热15秒。对其喷雾干燥，获得大豆蛋白质粉末。
实施例5<制备植酸酶(脱脂豆浆)>
用磷酸调节实施例1中制备的脱脂豆浆至pH3.0，并对其加热至40℃。按实施例1所述，对此溶液(植酸含量2.20重量％；TAC增溶度8.6％)添加植酸酶，其量相对于固含量相当于8个单位，并对其进行酶反应30分钟。完成反应之后，用一种连续直接加热消毒装置在120℃下对此用酶处理后的反应混合物(植酸含量0.05重量％/固含量；TCA增溶度8.8％)在pH3.0下加热15秒。用氢氧化钠调节此溶液至pH5.0，并用离心分离器(滗析器)在2,000G下进行离心分离，获得一份不可溶馏分(酸沉淀凝乳)和一份可溶馏分(乳清)。将水加入到该酸沉淀凝乳中，使固含量达到10重量％，获得酸沉淀凝乳浆液。用一种有机酸混合物(柠檬酸∶苹果酸＝2∶3)，调节该酸沉淀浆液至pH3.0，然后用一种连续直接加热消毒装置在120℃下加热15秒。对其喷雾干燥，获得大豆蛋白质粉末。
分散在实施例1-5和对照实施例1中获得的各粉末，使其蛋白质含量为5重量％，并充分地搅拌，制成溶液。用一种稀释碱溶液或一种稀释酸溶液，调节该溶液至pH3.5、4.0或4.5。然后，测定各溶液的溶解度和透光率，和进行储存试验。加热至最多95℃对此溶液消毒，并储藏于冷柜中30天，用肉眼观察沉淀，进行储存试验。结果示于表1中。
表1

(符号定义)沉淀存在-不沉淀， ±略微沉淀、+存在沉淀、++明显沉淀对于对照实施例1，当热处理的pH降低时，其在pH3.5的溶解度趋向于提高。但是，被设想为是等电沉淀的沉淀却发生在pH4.0或以上，而不论热处理的pH多少。此外，即使当该热处理是在pH3.0进行，而溶液为pH3.5，得到了透光率低的浑浊溶液，在存储期间很难抑制沉淀。由于这些结果，仅仅通过在100℃以上的热处理不能获得在pH3.5-4.5溶解度、透明性极佳和储藏稳定性极佳的大豆蛋白质。
相反，对于实施例1-3，该产品溶解度在90％或以上，透光率在20％T或以上，存储期间没有沉淀，而且无论热处理pH怎样，都获得了所需质量的产品。然而，尽管通过在pH4.0下的热处理，获得了所需质量的产品，但是，与在更低pH下热处理的相比，其透光率变得更低一些。因此，如实施例4产品所示，通过加热之前添加脱乙酰壳多糖的方法，可以获得透光率高的蛋白质，即使在热处理的pH值提升到4.0时，表明了一种协同效应。
实施例6<水解液植酸酶/脱乙酰壳多糖>
对实施例1中制备的固含量10重量％的酸沉淀凝乳浆液，用磷酸调节至pH3.5，然后加热至50℃。对此溶液添加一种源于微生物的蛋白酶(“Sumityme AP”由Shin Nippon Kagaku Kogyo公司生产)，其数量相对于固含量为1％，并对其进行水解1小时。完成反应之后，调节该水解液(TCA增溶度45.5％)至pH3.5，并将其分成3份。把第一份的温度降低至40℃，如实施例1所述，对其加入植酸酶，其量相对于固含量相当于8个单位，并在pH3.5下进行酶反应30分钟。反应完成之后，调节由此用酶处理过的该反应混合物(植酸含量0.04重量％/固含量；TCA增溶度无大变化)至pH3.5，并对其用一种连续直接加热消毒装置在120℃下加热15秒。如实施例2所述，对第二份加入脱乙酰壳多糖，其数量按固含量计为5.0重量％。在充分地搅拌之后，对其调节至pH3.5，并用一种连续直接加热消毒装置在120℃加热该混合物15秒。对第三份，使之受到用植酸酶的处理和添加脱乙酰壳多糖(按固含量计1.0重量％)的综合处理。调节该混合物至pH3.5，并用一种连续直接加热消毒装置，在120℃加热该混合物15秒。喷雾干燥这些溶液，获得各自的大豆蛋白质粉末。
对照实施例2<水解液>
调节实施例6中制备的用蛋白酶的水解液至pH3.5，并用一种连续直接装置在120℃下对其加热15秒。对其喷雾干燥，获得该水解物的粉末。
将实施例6和对照实施例2中获得的各粉末进行分散，使其蛋白质含量为5重量％，并充分进行搅拌，获得各一种溶液。用一种稀释碱溶液，调节其溶液至pH3.5、4.0或4.5。然后，对此溶液进行溶解度和透光率的测定，并进行储存试验。用加热最高至95℃的方法消毒该溶液，并将其储藏在冷柜中30天，用肉眼观察沉淀，进行储存试验。结果示于表2中。
对于对照实施例2，被设想为等电沉淀的沉淀发生在pH4.0或以上。此外，即使当该溶液是pH3.5时，它也是一种浑浊溶液，其透光率低，存储期间很难抑制沉淀。由于这些结果，与对照实施例1类似，仅仅由在100℃以上的热处理，不能对水解液提供在pH3.5-4.5时的极佳溶解度及透明性和极佳的储藏稳定性。
相反，对于实施例6，通过用植酸酶处理或添加脱乙酰壳多糖，该产品溶解度在90％或以上，透光率在20％T或以上，而在pH3.5和4.0下存储期间没有沉淀，不过被设想为等电沉淀的沉淀发生在pH4.5。因此，在pH4.0或以下获得了溶解度和透明性极佳和储藏稳定性极佳的产品。此外，如实施例4所示，可以通过结合植酸酶处理与脱乙酰壳多糖的添加，能够获得高透光率的蛋白质，表明了一种协同效应。
实施例7<市场上供应的SPI>
将一种市场上供应的SPI(分离大豆蛋白)(“New Fujipro R”，由Fuji Oil有限公司生产；蛋白质含量90％)分散在水中，使其固含量为8％，并充分搅拌该分散体系，用磷酸调节至pH3.5，加热至40℃。将所得溶液(植酸含量2.2重量％/固含量；TCA增溶度5.0％)分成二份。对二份中的一份加入如实施例1所述的植酸酶，其量相对于固含量相当于8个单位，对其进行酶反应30分钟。反应完成之后，用一种连续直接加热消毒装置在140℃下，对由酶处理过的该反应混合物(植酸含量0.03重量％/固含量；TCA增溶度5.1％变化)加热15秒。对另一份加入脱乙酰壳多糖，如实施例2所述，其数量按固含量计为5.0重量％。在充分搅拌之后，对其调节至pH3.5，并用一种连续直接加热消毒装置，在140℃加热该混合物15秒。喷雾干燥这些溶液，获得各自大豆蛋白质粉末。
对照实施例3<市场上供应的SPI>
将如实施例7所述的同一市场上供应的大豆分离蛋白分散在水中，使其固含量为8％。在充分搅拌之后，用磷酸调节分散体系至pH3.5。用一种连续直接加热消毒装置，在140℃对其加热15秒。对其喷雾干燥，获得一种大豆蛋白质粉末。
对实施例7和对照实施例3中获得的各粉末进行分散，使其蛋白质含量为5重量％，并充分进行搅拌，各获得一种溶液。用稀释碱溶液调节各溶液至pH3.5、4.0或4.5。然后，对溶液进行溶解度和透光率测定，并进行储存试验。用加热至最高95℃的方法消毒该溶液，并将其储藏在冷柜中30天，用肉眼观察沉淀，进行储存试验。结果示于表2中。
表2

对于对照实施例3，其溶解度仍是80％或以下，沉淀不能受到抑制。相反，对于实施例7，甚至可以由市场上供应的大豆分离蛋白，通过用植酸酶处理或添加脱乙酰壳多糖的方法，获得具有极佳溶解度如90％或以上以及极佳透明度和存储在pH3.5和4.0下没有沉淀的产品。
实施例8<市场上供应的豆浆>
用磷酸对市场上供应的豆浆(“Soybean Milk Plane”，由Toraku公司生产；固含量7％或以上，蛋白质含量3.8％；脂质含量3.2％)调节至pH3.5，然后加热至40℃。将该溶液(植酸含量2.1重量％/固含量；TCA增溶度8.8％)分成二份。对二份中的一份加入如实施例1所述的植酸酶，其量相对于固含量相当于8个单位，并对其进行酶反应30分钟。反应完成之后，对由酶处理过的该反应混合物(植酸含量0.04重量％/固含量；TCA增溶度9.0％)用一种连续直接加热消毒装置在120℃下加热15秒。如实施例2所述，对另一份加入脱乙酰壳多糖，其量按固含量计为5.0重量％。在充分地搅拌之后，对其调节至pH3.5，并用一种连续直接加热消毒装置，在120℃加热该混合物15秒。
对照实施例4<市场上供应的豆浆>
对与实施例8同样的市场供应的豆浆调节至pH3.5，并用一种连续直接加热消毒装置在120℃加热15秒。
对实施例8和对照实施例4中获得的各份豆浆，用一种稀释碱溶液调节至pH3.5、4.0或4.5。然后，对各溶液进行溶解度和透光率测定，并进行储存试验。用加热最高至95℃的方法消毒该溶液，并将其储藏在冷柜中30天，用肉眼观察沉淀，进行储存试验。结果示于表3中。沉淀度是按照沉淀固粒对总固含量的比例计算的，(此沉淀固粒是通过对溶液离心分离而形成的，该溶液是通过对样品进行分散，使其固含量达到7重量％，并在10,000G下充分搅拌5分钟，如有必要调节pH之后，进行分散而制成的)。
对于对照实施例4，发现在pH4或以上聚集和沉淀显著，甚至在pH3.5时，其沉淀度超过10％。这表示了一种不稳定状态。相反，对于实施例8，尽管被设想为是等电沉淀的沉淀发生在pH4.5，但其产品沉淀度在10％或以下，而在pH3.5和4.0存储期间没有沉淀。这表示高稳定性。
表3

对照实施例5<加热温度比较>
对实施例1中用植酸酶处理后制备的产品，实施例6中用植酸酶处理水解液制备的产品，和实施例7中用植酸酶处理市场供应的大豆分离蛋白制备的产品，均分别分批在pH3.5下和在98℃下使之受到10分钟的热处理，并进行喷雾干燥，获得大豆蛋白质粉末。
对于对照实施例5中获得的各粉末进行分散，使其蛋白质含量为5重量％，并充分进行搅拌，制成溶液。用一种稀释碱溶液调节溶液至pH4.0，并对其测定溶解度、透光率并进行储存试验。如表4所示，在所有样品中，通过在最高100℃下热处理，也未能达到所需的质量水平。
表4

实施例9<乳化活性和凝胶断裂负荷>
对本发明所得大豆蛋白质的功能特性(乳化能力及胶凝能力)进行评价。对乳化能力通过测定乳化活性评价。其结果示于表5。对乳化活性按如下方法测定。对实施例1及2中在pH3.5热处理所得的和在对照实施例1中在pH3.0下热处理所得的各粉末进行分散，使其固含量为1重量％，并充分地搅拌，各制成溶液。用一种稀释碱溶液调节溶液至pH3.5、4.0或4.5，并对3毫升的溶液加入1毫升的大豆油。用超声波分散装置处理混合物，制成乳化液。用0.1重量％SDS(十二烷基磺酸钠)溶液稀释乳化液1,000倍，并测定稀释液浊度(在500nm处吸光率)。在此评价中，凡浊度较高者被评价为高乳化活性。按照这种方法，确定了实施例1及2和对照实施例1所得各粉末的乳化活性。尽管对照实施例1的粉末显示在pH3.5下有微弱乳化活性，但实施例1和2的粉末显示有高的乳化活性，而无论pH如何。
对胶凝能力通过测定胶冻强度评价。胶冻强度测定如下。对实施例1和2中在pH3.5下热处理所得的和对照实施例1中在pH3.0下热处理所得的各粉末，分别(对各粉末加入4.5倍的水)制成含18重量％的糊剂，并用稀释碱溶液将其调节至pH3.5、4.0 4.5。将糊剂充填进35毫米卷曲直径(folding diameter)的膜套(casing)中，并对其在80℃加热。冷却后，用带有一个5毫米直径活塞滚珠的流变仪(Sanden-sha公司制造)测定胶冻强度。尽管对照实施例1的粉末显示在pH3.5下凝胶断裂负荷略小，但实施例1和2的粉末显示都有高的凝胶断裂负荷，而不论pH多少。
这些结果清楚表明，实施例1和2产品在乳化能力和胶凝能力两方面均属优等。
表5

实施例10<饮料应用实施例>
按照实施例1所得粉末配方(加热pH3.5，8.0份)、液体果糖-葡萄糖(Nippon Corn Starch公司生产，8.0份)、5倍浓缩苹果汁(FoodMaterial公司生产，2.0份)、苹果香料(Takasago Koryo公司生产，0.2份)和水(81.8份)，对这些配料充分搅拌混合，用柠檬酸钠调节所得混合物至pH3.8，然后对其加热至95℃进行消毒，试制成一种酸性大豆蛋白质饮料。由此所得饮料透明度高，储藏稳定性好。此外，由于不使用稳定剂和乳化剂，其粘度低，饮料好喝。
实施例11<胶冻饮料应用实施例>
按照实施例7所得粉末配方(植酸酶处理和脱乙酰壳多糖处理结合，5.0份)、液体果糖-葡萄糖(Nippon Corn Starch公司生产，8.0份)、5倍浓缩菠萝汁(Food Material公司生产，2.5份)、琼脂(InaKanten公司生产，0.3份)，菠萝香料(Takasago Koryo公司生产，0.2份)和水(84.0份)，充分搅拌混合除琼脂之外的这些配料，用柠檬酸钠调节所得混合物至pH3.6，对其加热至95℃进行消毒，将所得物与通过加热已膨胀但仍是热的琼脂溶液进行混合，充填此混合物至菜肴包装中，并在冷柜中过夜使此混合物胶凝。所得胶冻饮料具有所需透明度而且口感很好。此外，在存储期间没有引起诸如浊度和沉淀的变化。
工业实用性提高了按本发明方法所得的大豆蛋白质在酸性区的溶解度。因此这种蛋白质能够用于因其引起沉淀及聚集而不能采用常规材料的酸性区作为食品蛋白质材料。此外，能够利用脱脂原材料，制得可使其溶液不仅溶解度高而且透明度好的蛋白质材料。因此，有可能构成不浑浊的酸性食品。这种蛋白质材料可以适当用作为在酸性条件下具有胶凝和乳化特性的功能食品材料，这样使它有可能扩大酸性食品的类别和拓宽餐食结构中对各种蛋白质的吸收。
权利要求
1.一种用于生产大豆蛋白质材料的方法，其特征在于使含大豆蛋白质的溶液受到以下两种或两种之一的处理(A)消除或钝化那些衍生于蛋白质源的并包含于该溶液中的多阴离子物质的处理，和(B)对该溶液添加多阳离子物质的处理；然后使该蛋白质溶液在100℃以上的温度、在pH值低于该蛋白质等电点的酸性区中受到热处理。
2.按照权利要求1的生产大豆蛋白质的方法，其中添加多阳离子物质的处理是通过添加脱乙酰壳多糖完成的。
3.按照权利要求1的生产大豆蛋白质的方法，其中消除或钝化多阴离子物质的处理是通过消除或钝化植酸来完成的。
4.按照权利要求3的生产大豆蛋白质的方法，其中消除或钝化植酸的处理是通过用植酸酶的处理和添加二价或以上的多价金属离子的两种处理或两种之一的处理完成的。
5.按照权利要求1的生产大豆蛋白质方法，其中在100℃以上温度下在pH值低于该蛋白质等电点的酸性区中的热处理是通过注入蒸汽处理的方法完成的。
6.一种大豆蛋白质材料，它是通过使含大豆蛋白质溶液受到以下两种或两种之一的处理可获得的(A)消除或钝化那些衍生于蛋白质源的并包含在该溶液中的多阴离子物质的处理，和(B)对该溶液添加多阳离子物质的处理；然后使该蛋白质溶液在100℃以上的温度、在pH值低于该蛋白质等电点的酸性区中受到热处理。
7.按照权利要求6的大豆蛋白质材料，其中其主要成分是球蛋白，该球蛋白在pH4.5或以下的溶解度在90％或以上，一种含5重量％蛋白质的溶液在600nm透光率在20％T以上，和0.22M/TCA增溶度在20％或以下。
8.一种用于生产大豆蛋白质水解液的方法，其特征在于使含大豆蛋白质的溶液受到以下两种或两种之一的处理，(A)消除或钝化那些衍生于蛋白质源的和包含在该溶液中的多阴离子物质的处理，和(B)对该溶液添加多阳离子物质的处理，和受到用蛋白酶对该蛋白质的水解处理；然后使该蛋白质溶液在100℃以上温度、在pH值低于该蛋白质等电点的酸性区中受到热处理。
9.一种大豆蛋白质水解液，它是通过使含大豆蛋白质的溶液受到以下两种或两种之一的处理可获得的(A)消除或钝化那些衍生于蛋白质源的和包含在该溶液中的多阴离子物质的处理，和(B)对该溶液添加多阳离子物质的处理，并受到用蛋白酶对该蛋白质的水解处理；然后使该蛋白质溶液在100℃以上温度、在pH值低于该蛋白质等电点的酸性区中受到热处理。
10.按照权利要求9的大豆蛋白质水解液，它在pH4.5或以下的溶解度在90％以上，一种含5重量％蛋白质的溶液在600nm透光率在20％T以上，和0.22M/TCA增溶度在20-80％。
11.一种用于生产大豆蛋白质材料的粉末或其水解液的方法，其特征在于对含有按照权利要求1或8处理所得大豆蛋白质的溶液在pH4.5或以下进行干燥。
12.一种酸性蛋白质饮料，其特征在于它包括按照权利要求6或9的大豆蛋白质材料或其水解液。
13.一种酸性胶冻食品，其特征在于该食品包括按照权利要求6或9的大豆蛋白质材料或其水解液。
全文摘要
提供在酸性条件下溶解度、稳定性、乳化特性及胶凝特性极佳并因此适用于酸性食品的一种大豆蛋白质材料，其生产方法以及应用该大豆蛋白质材料的酸性食品。使含大豆蛋白质的溶液受到消除或钝化其中所含多阴离子物质的处理及/或添加多阳离子物质的处理，然后在100℃以上在酸性条件下加热。由此可以获得在酸性条件下溶解度高的大豆蛋白质，并因此适宜用于酸性食品中。利用这种蛋白质，能构成在酸性区的蛋白质食品。此外，结合上述处理与蛋白酶消化处理，能够有效地获得一种在酸性区溶解度高的大豆蛋白质水解液。
文档编号A23J3/16GK1494383SQ02805680
公开日2004年5月5日 申请日期2002年2月25日 优先权日2001年2月28日
发明者斋藤努, 柘植圭介, 桐山俊夫, 钉宫涉, 介, 夫 申请人:不二制油株式会社