专利名称：用电渗析对大豆衍生材料进行去杂味的方法
背景技术：
本发明主要涉及用于各种食品中的大豆衍生材料的处理。更具体的说，本发明涉及用膜电渗析处理结合超滤对大豆材料进行去杂味的方法，以提供可被接受用于多种食品中的去杂味大豆蛋白质材料。近年来，大豆蛋白质已广泛应用于食品中，因为使用大豆蛋白质对健康有好处。在一些应用中，大豆材料的味道并不令人反感。但是，在一些应用如仿奶制品、饮料等中，大豆材料中存在的风味可能会妨碍大豆材料为消费者所愿意接受。因此，为扩大大豆材料的用途，本发明人想要找到减少大豆材料的风味成分的方法。但是，不清楚之前用来从其它有机材料中除去风味成分的方法是否在大豆材料的处理上也能成功。有机材料因为组成复杂，必须进行试验以确定任何特定处理方法是否能符合要求。有许多文章和专利涉及到大豆材料的处理，以回收蛋白质成分，同时减少风味化合物成分，以使所得蛋白质更可接受地用于食品中。但是，这些已有的公开资料并没有具体涉及到去除风味化合物和回收尽可能多的蛋白质。一个实例是美国专利第4,420,425号，在该专利中，大豆的蛋白质成分在pH7-11、优选约8下增溶，并在超滤通过截留分子量为70,000以上的膜后，通过对保留下来的大豆蛋白质进行喷雾干燥而得到回收。在各个实施方案中，只有一部分蛋白质在较低pH值下得到增溶，用截留分子量优选为100,000以上的膜进行超滤后，发现所得产品颜色和风味都有改进。预计较高的截留分子量会导致有价值蛋白质的损失。在另一个专利美国专利第5,658,714号中，先将大豆浆液的pH调到7-10的范围内以使蛋白质增溶，然后使蛋白质通过超滤膜而使植酸盐和铝留下来(大概是作为固体)。虽然没有给出膜的截留分子量，但可设想孔径大小会比较大，以便能够使可溶性蛋白质通过。这两个专利都详细讨论了其它人在大豆材料的处理上所作的努力；都要求使用碱和/或酸来调节pH；它们都没有教导或建议在超滤过程中对pH进行控制。Mead Johnson Company在一批相关专利中，公开了通过提高大豆材料水溶液的pH使大豆蛋白质增溶并回收据说具有柔和味道的蛋白质的方法。这些方法主要涉及将蛋白质浓缩而不是将风味成分去除。在美国专利第3,995,071号中，将pH提高到10.1-14(优选11-12)以使大豆蛋白质增溶，然后将pH降低到约6-10，用截留分子量为10,000-50,000道尔顿的膜进行超滤，将蛋白质保留下来，同时将碳水化合物和矿物质弃去。在美国专利第4,072,670号中，重点放在去除植酸盐和植酸，做法是在pH10.6-14和温度10-50℃下使蛋白质增溶，而使植酸盐和植酸不可溶，然后将它们分离，最后将溶液酸化至pH约4-5，以沉淀大豆蛋白质。在美国专利第4,091,120号中，使大豆蛋白质在pH低于10、优选7-9下增溶，并用超滤将蛋白质作为截留液而分离出来，同时使碳水化合物作为透过液通过超滤膜。这些专利都要求使用碱和/或酸来调节pH，并没有教导或建议在超滤过程中对pH进行控制。电渗析设备在美国专利第6,537,436号、第6,482,305号和第6,402,917号中有描述。这些专利都没有描述电渗析处理在大豆材料的处理中的用途。
概述本发明涉及除去大豆材料中促成颜色和风味并妨碍大豆在某些食品(如饮料、仿奶制品等)中应用的化合物的方法。大豆衍生材料可用本发明的方法进行处理，以回收基本上所有的蛋白质，同时弃去会引起不合需要的颜色和风味的化合物。本发明方法采用膜电渗析来使pH升降，不需要添加酸碱来调节pH。因此，不用将酸碱加入到大豆材料中，不会形成不适宜的沉淀物和盐类，不需要从所得产品中除去沉淀物或盐类。此外，通过在超滤过程中将pH控制在约9至约12的范围内，可获得功能特性得以改进的去杂味大豆材料。因此，所得产品适合用于多种食品中。宽泛地说，本发明是制备大豆浓度约1％至约20％的含水大豆组合物的方法，其中所述组合物用膜电渗析来调节pH，以使蛋白质成分增溶和释放出风味化合物。然后在保持pH控制下，用能够保留基本上所有的大豆蛋白质成分、同时将风味成分作为透过液去除的膜对所述组合物进行超滤。所得的去杂味大豆蛋白质材料的pH可用膜电渗析来调节。或者，通过电渗析来调节含水大豆组合物的初始pH，然后对组合物进行超滤，同时让其pH被动地受渗滤水调节。按本发明方法制备得到的去杂味大豆材料能合乎理想地适用于乳饮料和非乳饮料、冰沙(smoothie)、保健饮料、糖果点心类产品、营养棒(nutritional bar)、干酪、模拟干酪(cheese analog)、酸奶酪(dairy yogurt)和非酸奶酪、肉制品和仿肉制品、谷类、焙烤制品、快餐等等当中。在一个方面，本发明是使大豆衍生材料如豆浆、大豆粉、大豆浓缩物和大豆分离蛋白去杂味的方法，所述方法包括制备含有风味化合物的大豆材料的含水组合物，用膜电渗析将pH调至约8至约12、优选约9至约12、更优选约9至约11的范围内，以使大豆材料的蛋白质成分增溶和释放出风味成分，然后使pH经过调节的组合物通过过滤膜，所述过滤膜的膜孔提供最大至50,000道尔顿的截留分子量。可将pH维持在约8至约12的范围内，或者可让其被动地向下调节至渗滤水的pH，从而保留下基本上所有的蛋白质成分，而使风味产生化合物通过膜孔。在另一个方面，本发明涉及用膜电渗析将pH调节到约8至约12的范围内，以使蛋白质成分增溶和释放出风味风味化合物，从而有可能通过超滤来去除这种化合物。膜电渗析是这样进行的使大豆材料的含水组合物与双极性选择性膜和阳离子单极性膜接触，同时施加电场跨越所述双极性膜和单极性膜，所施加电场的量能有效地给大豆材料的含水组合物提供约8至约12范围的pH值。重要的是，pH在随后的超滤过程中也控制在约8至约12的范围内，或者让pH被动地受所加入的渗滤水调节。在一个实施方案中，本发明是在连续工艺中对大豆材料进行去杂味的方法，在该工艺中，使已用膜电渗析进行过pH调节的大豆材料含水混合物通过超滤膜，以将风味成分分离开来。在超滤过程中，通过使用膜电渗析或者通过加入适量的合适pH调节物质(通常是碱)，使pH维持在约8至约12。使含有风味成分和水的透过液通过反渗透膜，以使透过液脱水，分离出的水进行再循环而加入到再循环截留液和刚进行pH调节的大豆材料中。连续移出一部分截留液，从而回收到去杂味的大豆材料。去杂味大豆材料的pH可如下降低至pH小于约8使去杂味大豆材料与双极性膜和阴离子单极性膜接触，同时将施加电场跨越所述双极性膜和阴离子膜，所施加电场的量能有效地给去杂味大豆蛋白质材料提供小于约8的pH值。在一个优选的实施方案中，本发明是在分批或半连续工艺中对大豆材料进行去杂味的方法，在该工艺中，使pH已进行过调节的大豆材料含水混合物通过超滤膜，分离出透过液以回收风味成分，截留液则进行再循环而加入到新鲜pH调节的大豆材料中。定时或连续加入水，以弥补流失到透过液中的水，并将合并液流(combinedstream)中的大豆材料浓度调节至预定水平。如有必要，可用膜电渗析来调节pH，或者可将pH调节物质(例如碱)添加到再循环截留液或所加入的水中，以在超滤过程中将pH控制在所需的范围内。继续进行该过程，直到所有的或者大部分的风味化合物已被去除。在另一个优选的实施方案中，本发明提供制备去杂味大豆蛋白质材料的方法，所述方法包括
(a)制备含有大豆蛋白质、风味化合物和不溶性材料的大豆材料含水组合物；
(b)用膜电渗析将(a)的含水组合物的pH调到约9至约12的范围内，以使大豆蛋白质增溶和释放出风味化合物；
(c)从(b)的pH经过调节的含水组合物除去不溶性材料，获得处理过的含水组合物；
(d)使(c)的处理过的含水组合物通过截留分子量最大至约50,000道尔顿的超滤膜，同时保持pH在约9至约12的范围内，或者让pH被动地受渗滤水调节到pH9以下，所述超滤在风味化合物得以通过所述超滤膜的合适超滤条件下进行，从而使大豆材料去杂味，并保留基本上所有的可溶性大豆蛋白质；
(e)回收超滤膜所保留的可溶性大豆蛋白质，获得去杂味大豆蛋白质材料；
(f)用电渗析将(e)的去杂味大豆蛋白质材料的pH调到pH约9以下(如果pH没有按(d)中所述进行被动调节的话)。本发明方法中所用的超滤膜具有最大为50,000道尔顿的截留分子量，优选1,000-50,000，最优选约10,000，且优选是聚醚砜膜或陶瓷膜。
附图简述
图1是本发明的优选实施方案的框图。图2是用以提高pH的膜电渗析系统的一个实例。图3是用以提高pH的膜电渗析系统的另一个实例。图4是应用本发明的一种方法的框图。图5是用以降低pH的膜电渗析系统的一个实例。图6是用以降低pH的膜电渗析系统的另一个实例。图7是表示尚未去杂味的大豆分离蛋白(Supro 710)材料的风味品质强度的图。图8是表示使用双极性膜电渗析结合超滤的去杂味大豆蛋白质(Supro 675)材料与对照大豆蛋白质材料相比的风味品质强度的图。图9是比较使用串联双极性膜电渗析碱化-超滤-双极性膜电渗析酸化的去杂味大豆蛋白质(PRO-FAM 825)材料与对照大豆蛋白质材料的风味品质强度的图。
发明详述
图1所概述的本发明方法包括以下步骤
(1)制备大豆衍生材料的含水混合物；(含水混合物在进行步骤(2)前可进行过滤，以除去任何颗粒物)
(2)用膜电渗析将含水混合物的pH提高到约9至约12，以使大豆蛋白质增溶和释放出风味化合物；
(3)使pH经过调节的混合物在维持pH在约9至约12的范围内(或者让pH由渗滤水的质量作用被动地中和)的同时，通过截留分子量最大至约50,000道尔顿的超滤膜，以将风味化合物作为透过液而去除，并将留下的大豆蛋白质和其它大豆材料作为截留液而移出；
(4)用膜电渗析中和截留液，回收大豆蛋白质。大豆衍生材料。所有类型的大豆材料都可认为是用于食品中的大豆的潜在来源。因此，将含有蛋白质的大豆材料化合为含水组合物，通常是大豆固形物的浆液。该蛋白质成分为食品所需，但据认为含有风味化合物，必须将它们释放出来以便分离。风味化合物的分离在蛋白质和风味化合物都溶于其中的含水混合物中进行。大豆材料在含水混合物中的浓度会在约1％至约20％的范围内。一般地，pH调节后大豆材料的浓度在随后的超滤步骤中会发生变化，因为水随透过液而被除去。水将定期或连续进行弥补。例如，在分批或半连续工艺中，逐步加入水以稀释保留的蛋白质。用以调节pH的膜电渗析。第二个步骤对于风味化合物的去除是重要的。通过调节含水混合物的pH，使pH达到约8至约12，而使大豆蛋白质增溶。一般发现，使所有的蛋白质增溶需要pH为约9，而pH超过约12很可能会造成蛋白质发生不合需要的降解。据认为，使蛋白质增溶可改变它们的形状并以某种方式导致风味化合物释放，而风味化合物在中性或酸性溶液中时会被大豆蛋白质结合或包封。风味化合物与大豆蛋白质相比分子量相对较低，能够通过超滤膜的膜孔，而基本上所有的可溶性大豆蛋白质都因太大而被保留下来。重要的是，在超滤/渗滤过程中应使pH保持在以上所述的范围(即约8至约12，更优选约9至约12)内达足够长的时间，以让尽可能多的风味化合物去除。(不过，在超滤过程中让pH因所加入的渗滤水的pH稀释作用而被动地中和，也可充分去除风味化合物)。膜电渗析用来调节含水大豆材料的pH。膜电渗析的使用提供了不用加入酸或碱就可调节pH的方法。这样，不会形成随酸碱的加入可能会形成的盐类和沉淀物，因此也就不需要将它们去除。如图2和3所示，可用双极性膜和阳离子膜来进行膜电渗析。各膜排列在阴极和阳极之间，并置于电场下。各膜形成单独的隔室，流过这些隔室的物料可单独进行收集。包括离子选择性膜的电渗析设备的一个实例是EUR6(获自Eurodia Industrie，Wissous，France)。合适的膜可获自Tokuyama公司(日本)。双极性膜包括连接在一起的阳离子膜和阴离子膜。根据本发明的一个方面，使大豆衍生材料的含水混合物与离子选择性膜接触。可按分批方式、半连续方式或连续方式使水溶液流过离子选择性膜来处理含水材料。当采用分批方式、半连续方式或连续方式进行处理时，在阳极和阴极之间施加电势，施加的时间能有效地给组合物提供所需的pH和离子浓度。分批方式的处理时间和半连续方式或连续方式的流速，是所用的离子选择性膜数量和所施加的电势量以及大豆含水组合物的浓度和体积的函数。因此，可对所得的组合物进行监测并作进一步的处理，直到达到所需的pH和离子浓度。图2和3中提供交替的膜排列。膜排列的某些变化预期也能实现相同的结果。如图2和3所示，可通过使大豆衍生材料的水溶液与至少一张、优选多张双极性膜接触，将大豆衍生材料的pH调节到约8至约14的pH范围，所述双极性膜在两面分别包括阴离子膜和阳离子膜。将双极性膜右边的隔室中的物料收集备用。从双极性膜左边的隔室收集得到的物料可再循环通过膜或者循环到另一膜电渗析，进行需要的次数，以提供pH约8至约14，优选约9至约12的水溶液。双极性膜右边的隔室中的物料可再循环通过膜。靠阳极和阴极的隔室中的物料可再循环通过膜。可对pH经过调节的水溶液进行处理，以除去不溶性材料。可使用任何常规技术(例如过滤、倾析、离心等)。或者，水溶液可在进行电渗析pH调节前进行处理，以除去不溶性材料。优选不溶性材料通过离心去除。市售的连续离心装置以半批式或连续操作可合乎理想地适用于此分离。在尤其优选的实施方案中，pH经过调节的水溶液在用膜电渗析进行pH调节之前和之后经历去除技术(例如离心)的处理至少两次，以促使或更完全地除去不溶性材料。超滤。在本发明中，用超滤来将风味化合物从大豆衍生材料中去除。重要的是，在超滤过程中大豆衍生材料的pH应维持在约9至约12的范围内。超滤旨在去除大小在1-1,000埃(0.001-0.1μm)之间的颗粒，通常对应于分子量在10,000至1,000,000之间的颗粒，并且超滤也受到这种高分子量颗粒的形状的影响。大豆蛋白质的分子量范围在约3,000至600,000之间。可选择能够使所有的大豆蛋白质或者只有选定部分的大豆蛋白质通过的膜。在本发明中，大豆蛋白质在选定的操作条件下被超滤膜保留，而更低分子量的风味化合物则通过膜而被分离，从而改进所保留的大豆蛋白质及伴随固形物的颜色和风味。聚合物超滤膜可定义为各向异性(非均匀)层。一个表面是具有膜孔的外皮(skin)，所述膜孔决定了能通过膜的分子的大小。支持着表面外皮的是延伸到相对面的海绵状结构。这种膜通常是使聚合物在水浴中发生凝结而制得的。可以使用的典型聚合物包括聚砜、纤维素酯、聚偏氟乙烯、聚二甲基苯醚、聚丙烯腈，它们可浇铸成膜。通常，将膜形成中空管并组合成束，待过滤溶液可通过其中。或者，可采用平膜片和螺旋构造。在商业实践中，要施加压力以促使较低分子量的化合物移动通过膜。膜必须能够承受所用的压力，使得重要的是海绵状支承结构应均匀，以避免表面外皮破裂而使膜被绕过。除了刚描述的聚合物膜外，也已使用其它材料制造超滤膜，如陶瓷、烧结金属和其它无机材料。本发明并不限于任何具体类型的膜或大小选定的过滤法，可包括但不限于超滤、纳滤、微滤、反渗透和透析。一般来说，膜必须能够使风味化合物通过，这些风味化合物的分子量据认为在1,000道尔顿以下。更重要的是，膜必须能够保留住基本上所有的可溶性大豆蛋白质。因此，本发明的膜具有最大为约50,000道尔顿的截留分子量，优选约1,000-50,000道尔顿，最优选10,000-30,000道尔顿。超滤可按类似于以下实施例所介绍的实验室试验的分批方式来进行，在所述实验室试验中风味化合物和水通过膜并被流动的水带走。但是，在本发明方法的商业应用中，pH经过调节的含水混合物会被连续循环通过超滤膜。由于水、碱性氢氧根离子和风味化合物作为透过液而通过膜并被弃去，故要加入另外的渗滤水来维持所需的大豆材料浓度，这会趋向于使含水混合物的pH降低。将透过液脱水并将回收到的水再循环到原料流(feed stream)可补充水。可用膜电渗析来调节含水材料的pH，使含水材料的pH维持在9-12的pH范围。或者，根据需要直接向超滤溶液、向任何再循环含水材料或向补偿水加入pH调节物质(例如碱)，将pH控制在所需的范围内(即约9至约12)。通过超滤使大豆材料去杂味的方法可按各种方式来操作。在超滤/渗滤过程中pH维持在约8至约12的范围内，优选维持在约9.5至约10.5的范围内。现将描述两种方法连续处理和分批(包括半连续操作)处理。预期商业工艺会采用分批或半连续操作，这种方法应该更好地适合于食品级大豆产品的生产。图4大致显示了连续工艺。在连续或分批工艺中，大豆材料的含水混合物经pH调节，使大豆蛋白质增溶和风味化合物释放出来，然后通过超滤膜，超滤膜让较低分子量的风味材料随同水一起通过其膜孔(透过液)，留下较高分子量的大豆材料(截留液)进行再循环。一部分截留液将被抽出作为去杂味产品，从中可按需回收大豆材料用于最终用途。要加水来弥补损失到透过液中的水，使供应到超滤膜的原料流中的大豆材料浓度保持恒定。图4的工艺中包括了额外的处理，即用反渗透膜从透过液回收一部分水，以供再循环回加到截留液和新鲜大豆材料中，不过这个这个额外步骤对该方法并不是必需的。这个步骤的好处在于减少必须加入到工艺过程中的新鲜水和浓缩透过液时必须除去的水的量。当然，大豆衍生材料的pH可如下保持在所需的范围内连续电渗析，或者向加入到工艺过程中的再循环或新鲜的水中适当添加碱，或者按需直接添加碱。在分批工艺例如以下实施例描述的分批工艺中，将一批大豆材料放入容器中，进行pH调节，然后输送到超滤膜。将透过液分离，截留液返回容器。随着工艺过程的进行，大豆材料减少了较低分子量的风味化合物和水，所需要的大豆蛋白质越发得到浓缩。定时向截留液中加入渗滤水，以将截留液稀释，并作为风味化合物通过膜的载体。在半连续工艺中，渗滤水是连续加入的，加入的速度等于它被排除到透过液中的速度。继续该过程，直到所有的风味化合物已被去除，截留液得到充分去杂味而变成产品，该产品可按需作进一步的处理供最终用途使用。分批或半连续工艺还可包括透过液的浓缩，分离出的水按图4所示的类似方式进行再循环。在超滤/渗滤过程中pH维持在约8至约12的范围内，优选维持在约9.5至约10.5的范围内。超滤膜是在压差下操作的，该压差有助于能够通过膜孔的风味化合物、水和其它材料的移动，而又不超过膜的物理强度。用于这种膜的典型平均压力是约50psi(345kPa)。过膜压力(膜内与膜外相比)可能达约15psi(103kPa)。当然，这些压力可根据膜的规格和其它操作考虑因素加以改变。原料流的流速须给大量透过液排除提供充足的停留时间，但流速同时也须足够高以造成紊乱，使得原料流向膜膜孔的接近不会受到膜壁上固体沉积物的阻碍。本领域技术人员会知道，合适的操作参数可根据所用膜的厂商说明书和根据对所分离材料的经验来确定。中和。超滤后，如图5和6所示，可通过使大豆材料与至少一张、优选多张双极性膜接触，将大豆蛋白质材料的pH调节到小于约9的pH范围，优选约6至约8，所述双极性膜在两面分别包括阴离子膜或阳离子膜。将双极性膜左边的隔室中的物料收集备用。从双极性膜右边的隔室收集得到的物料可再循环通过膜或者循环到另一膜电渗析，进行需要的次数。双极性膜左边的隔室中含水大豆材料也可再循环通过膜，以使大豆水溶液中和至pH约9以下，优选6至约8。靠阳极和阴极的隔室中的物料可再循环通过膜。去杂味大豆蛋白质产品。按本发明方法制备得到的去杂味大豆材料能合乎理想地适用于乳饮料和非乳饮料、冰沙(smoothie)、保健饮料、干酪、模拟干酪(cheese analog)、酸奶酪和非酸奶酪、肉制品和仿肉制品、谷类、焙烤制品、快餐等等当中。去杂味大豆蛋白溶液可直接使用，或者如有需要可转变成固体形式。可使用任何常规的除水技术。一般来说，优选喷雾干燥或冷冻干燥技术。以下实施例说明实施本发明的方法，应理解为旨在说明而不是限制所附权利要求书所定义的本发明范围。所有的百分比均为重量百分比，除非另外注明。实施例1。用自来水将大豆分离蛋白(Supro 710，得自DuPont Protein Technologies，St.Louis，MO；以干重计含93％蛋白质)水化，得到5％的浓度。用膜电渗析将pH调节到约10.2，膜排列按图2所示的阴离子单极性膜-双极性膜-阴离子单极性膜堆叠排列。阴离子膜(AHA)和双极性膜(BP-2)得自Takuyama公司。酸液流(acidstream)由3升的0.1M NaCl组成，电极洗液(electrode rinse)由3升的0.5M硫酸钠组成。大豆蛋白质工艺液流(process stream)为5％大豆分离蛋白(Supro 710(DuPont Protein Technologies)，起始pH为约7.0。将工艺液流在约61伏下进行电渗析-碱化约4小时，直到pH达约10.3。这导致约3400焦耳的净能量转移。将碱化的大豆溶液转移到截留分子量为3500的透析管(Spectrum Inc.)中以进行超滤。碱化的大豆溶液样品在2℃下进行透析，在4天时间里5次更换4.5加仑的水。在透析过程中，碱化大豆溶液的pH被动地降低到约pH7.0。将保留在透析管中的组合物转移到冷冻干燥瓶中，冷冻至-50℃，并在-50℃和约50微米汞柱的真空下冷冻干燥。对冻干粉的香气和味道进行评估。对照蛋白质(Supro 710)溶液风味概况的表征在图7中显示，结果在0-15强度量表上给出。对照蛋白质溶液的特征是具有强烈的纸板风味(cardboard flavor)品质。对上述实施例中的处理组合物以及经历过类似于处理样品所进行的超滤的对照样品(透析对照)进行感官评定。训练有素的感官评定小组用描述性分析来评估样品，样品为5％(w/w)蛋白质水溶液，按盲知和随机化顺序呈给各评定员。结果按相对于对照的差值在-5至+5差值量级尺度(magnitude ofdifference scale)上给出。作统计分析以比较对照、透析对照和处理样品的品质。统计差异以95％置信水平表示，除非另外注明。下表显示对照(Supro 710)、透析对照和按实施例1所述处理的大豆蛋白质样品的感官试验比较结果。处理大豆溶液与对照相比在多种品质上都较弱，纸板味品质明显地较不强烈，生鲜味和土腥味品质趋向于较不强烈(85％置信水平)。但是，处理样品在涩味和颗粒感品质上更为强烈。从结果清楚知道，处理大豆蛋白质溶液因去除了风味成分，风味已变得更为中性。对照大豆(透析对照)的超滤并没有降低生鲜味或土腥味品质的强度，降低纸板风味的程度也不如按以上实施例1所述对大豆蛋白质进行的处理。这清楚表明，相比于单独进行超滤，电渗析处理通过去除风味化合物使大豆溶液的风味变得更为中性。表1.对照风味品质及超滤或电渗析加超滤对风味品质强度的影响
1对照值基于绝对0-15点尺度。
2数值是-5至+5差值量级尺度上相对于对照值的差值。
*95％置信水平下的显著性。**85％置信水平下的显著性。实施例2。将大豆分离蛋白Supro 675(DuPont ProteinTechnologies，St.Louis，MO)(以干重计含92.5％蛋白质)与水混合，制成8升的约16％大豆蛋白质溶液(大豆溶液1)和8升的约19％大豆蛋白质溶液(大豆溶液2)。使用按图3所示的阳离子单极性膜-双极性膜-阳离子单极性膜堆叠排列，对样品进行双极性膜电渗析。阳离子膜(CMB)和双极性膜(BP-I)得自Tokuyama公司。酸液流由8升的0.1MNaCl、0.1M NaH2PO4组成。电极洗液是6升的0.5M Na2SO、0.2MNa2HPO4。起始pH为约7.3的大豆溶液1在31-60伏下进行电渗析-碱化约15分钟，直到工艺液流的pH达约10.1。净能量转移为约5050焦耳。起始pH为约7.3的大豆溶液2在约45伏下进行电渗析-碱化约45分钟，直到工艺液流的pH达约10.2。净能量转移为约7200焦耳。将碱化的大豆溶液1和2冷却至约4℃，合并，所得混合物pH约10.3。将碱化的大豆溶液混合物进行超滤，所用膜(UFP-30-C-55膜，A/G Technologies)的名义截留分子量为30,000。使其中溶有杂味和颜色的含水透过液离开碱化的大豆溶液混合物截留液。大约每损失16磅透过液，就加入16磅的新鲜渗滤水，以将浓缩的截留液稀释。这样重复43次，让pH被动地从约pH10.3下降到约pH7.5。收集经过超滤的蛋白质溶液，冷冻干燥并进行感官评定。对以上实施例的处理组合物进行感官评定。训练有素的感官评定小组用描述性分析来评估样品，样品为5％(w/w)蛋白质水溶液，按盲知和随机化顺序呈给各评定员。结果以品质的平均强度等级(Mean Intensity Ratings of the Attributes)给出。作统计分析以比较对照和处理样品的品质。统计差异以95％置信水平表示，除非另外注明。图8显示对照(Supro 675)和按实施例2所述处理的大豆蛋白质样品的感官试验比较结果。处理大豆溶液与对照相比在多种品质上都较弱，颗粒感、土腥味、成味和苦味品质明显地较不强烈，生鲜味趋向于较不强烈(85％置信水平)。但是，处理样品在纸板品质上更为强烈。从结果清楚知道，处理大豆蛋白质溶液因去除了风味成分，风味已变得更为中性。实施例3。将大豆分离蛋白PRO-FAM 825(Archer DanielsMidland Company，Decatur，IL)(以干重计含90％蛋白质)与水混合，制成8升的约10％大豆蛋白质溶液。将pH＝7.2的大豆溶液进行双极性膜电渗析，膜排列按图3所示的阳离子单极性膜-双极性膜-阳离子单极性膜堆叠排列。阳离子膜(CMB)和双极性膜(BP-I)得自Tokuyama公司。酸液流由8升的0.1M NaCl、0.2M NaH2PO4组成。电极洗液是8升的0.5M Na2SO、0.2M Na2HPO4。使大豆溶液在50伏下进行电渗析-碱化约40分钟，直到工艺液流的pH为约10.3。净能量转移为约4711焦耳。将碱化的大豆溶液混合物与冷水1∶1稀释并进行超滤，所用膜(UFP-30-C-55膜，A/G Technologies)的名义截留分子量为30,000。使其中溶有杂味和颜色的含水透过液离开碱化的大豆溶液混合物截留液。每次将一半重量的大豆蛋白质溶液作为透过液排走，同时加入等量的冷水来稀释截留液。这在超滤过程中重复进行六次。大豆溶液截留液的温度维持在约16℃。在超滤过程中，pH从起始的pH＝10.1下降到最终的pH＝9.2。收集经过超滤的大豆蛋白质溶液截留液，进行双极性膜电渗析，膜排列按图5所示的阳离子单极性膜-双极性膜-阳离子单极性膜堆叠排列。碱液流(base stream)由前面的酸液流组成，即8升的0.1M NaCl、0.2M NaH2PO4。电极洗液是8升的0.5M Na2SO、0.2M Na2HPO4。大豆溶液在50伏下进行电渗析-碱化约45分钟，直到工艺液流的pH为约7.6。净能量转移为约1051焦耳。收集工艺液流，冷冻干燥并进行感官评定。对实施例3的处理组合物进行感官评定。训练有素的感官评定小组用描述性分析来评估样品，样品为5％(w/w)蛋白质水溶液，按盲知和随机化顺序呈给各评定员。样品用ANOVA软件进行统计分析，该软件将对照和去杂味大豆样品的每一个感官品质进行比较。统计差异以95％置信水平表示，除非另外注明。对照PRO-FAM 825大豆样品具有较高的生鲜味、纸板味、颗粒感、坚果味/土腥味、苦味和涩味风味(图9)。去杂味大豆样品除坚果味/土腥味感官品质外其余所有感官品质都较不强烈。坚果味/土腥味风味的增强可能是由于其它风味品质的缺乏所致。去杂味大豆样品与对照大豆样品相比在总体风味上较不强烈。
权利要求
1.一种制备去杂味大豆蛋白质材料的方法，所述方法包括(a)制备含有大豆蛋白质、风味化合物和不溶性材料的大豆材料含水组合物；(b)用电渗析将(a)的含水组合物的pH调到约9至约12的范围内，以使大豆蛋白质增溶和释放出风味化合物；(c)从(b)的pH经过调节的含水组合物中除去不溶性材料，获得处理过的含水组合物；(d)使(c)的处理过的含水组合物通过截留分子量最大至约50,000道尔顿的超滤膜，同时保持pH在约9至约12的范围内，所述超滤在风味化合物得以通过所述超滤膜的合适超滤条件下进行，从而使大豆材料去杂味，并保留基本上所有的可溶性大豆蛋白质；(e)回收超滤膜所保留的可溶性大豆蛋白质，获得去杂味大豆蛋白质材料；(f)用电渗析将(e)的去杂味大豆蛋白质材料的pH调到pH约9以下。
2.权利要求1的方法，其中所述大豆材料是至少以下之一豆浆、大豆分离蛋白、大豆浓缩物和大豆粉。
3.权利要求1的方法，其中所述大豆材料是大豆粉。
4.权利要求3的方法，其中所述大豆粉是脱脂大豆粉。
5.权利要求2的方法，其中所述不溶性材料用至少一个离心步骤从pH经过调节的含水组合物中去除。
6.权利要求4的方法，其中所述不溶性材料用至少一个离心步骤从pH经过调节的含水组合物中去除。
7.权利要求5的方法，其中所述(a)的含水组合物中大豆材料浓度在约1％至约20％的范围内。
8.权利要求6的方法，其中所述(a)的含水组合物中大豆材料浓度在约1％至约20％的范围内。
9.权利要求5的方法，其中所述超滤膜的截留分子量在约1,000至约50,000道尔顿的范围内。
10.权利要求6的方法，其中所述超滤膜的截留分子量在约1,000至约50,000道尔顿的范围内。
11.权利要求9的方法，其中所述超滤膜的截留分子量在约10,000至约30,000道尔顿的范围内。
12.权利要求10的方法，其中所述超滤膜的截留分子量在约10,000至约30,000道尔顿的范围内。
13.权利要求11的方法，其中所述超滤在约2℃至约60℃范围内的温度下和合适的压力下进行。
14.权利要求12的方法，其中所述超滤在约2℃至约60℃范围内的温度下和合适的压力下进行。
15.权利要求13的方法，其中所述超滤膜是聚合物膜、陶瓷膜或无机膜。
16.权利要求14的方法，其中所述超滤膜是聚合物膜、陶瓷膜或无机膜。
17.权利要求1的方法，其中所述去杂味大豆蛋白质材料作进一步的处理除水，以获得固体去杂味大豆蛋白质材料。
18.权利要求5的方法，其中所述去杂味大豆蛋白质材料作进一步的处理除水，以获得固体形式的去杂味大豆蛋白质材料。
19.权利要求6的方法，其中所述去杂味大豆蛋白质材料作进一步的处理除水，以获得固体形式的去杂味大豆蛋白质材料。
20.权利要求1的方法，其中喷雾干燥所述去杂味大豆蛋白质材料以除去水，获得固体形式的去杂味大豆蛋白质材料。
21.权利要求5的方法，其中喷雾干燥所述去杂味大豆蛋白质材料以除去水，获得固体形式的去杂味大豆蛋白质材料。
22.权利要求6的方法，其中喷雾干燥所述去杂味大豆蛋白质材料以除去水，获得固体形式的去杂味大豆蛋白质材料。
全文摘要
大豆衍生材料如豆浆、大豆浓缩物和大豆分离蛋白如下进行去杂味用膜电渗析将这种大豆衍生材料的含水组合物的pH调节到约9至约12，以使大豆蛋白质增溶和释放出风味化合物，然后使pH经过调节的组合物通过截留分子量最大为约50,000道尔顿的超滤膜，超滤的条件是风味化合物能通过该膜，从而保留具有改进风味的大豆材料。
文档编号A23C11/10GK101052309SQ200580037973
公开日2007年10月10日 申请日期2005年9月14日 优先权日2004年9月15日
发明者P·H·布朗, C·P·克劳利, X·－Q·韩 申请人:卡夫食品集团公司