本发明涉及食品及食品加工领域，尤其涉及一种大豆分离蛋白的制备方法。
背景技术：
大豆分离蛋白(spi)是以低温脱溶大豆粕为原料生产的一种全价蛋白类食品添加剂。大豆分离蛋白中蛋白质含量在90％以上，并含有近20种氨基酸，其中包括多种人体必需氨基酸。大豆分离蛋白营养丰富，且不含胆固醇，是植物蛋白中为数不多的可替代动物蛋白的品种。
大豆分离蛋白由于具有分散性、乳化性、水合性、吸油性、凝胶性、发泡性、结膜性等多种功能特性而被广泛应用于食品生产各领域。例如，大豆分离蛋白可应用于肉制品、饮料、营养食品、发酵食品生产，对提高食品品质、强化营养、降低血清胆固醇、防止心脏和脑血管疾病具有独特的作用。
然而，目前国内大豆分离蛋白最主要还是应用在肉制品领域，存着的问题是产品同质化严重、竞争激烈、附加值低。国外大豆分离蛋白除应用于肉制品外，还大量用于固体饮料生产，例如，美国杜邦公司的大豆蛋白饮料产品市场占有率最高，产品质量好，其产品颜色、风味、分散性、稳定性等各方面都具有很好的品质。国内市场上虽然也有类似的大豆蛋白饮料产品，但其产品质量与杜邦产品差距较大，究其原因，主要还是由于主要原料大豆分离蛋白本身的质量差异所致。
目前，国内市场上用于生产蛋白固体饮料的大豆分离蛋白原料普遍存在的问题是有豆腥味，略有咸味和苦涩味，分散时间较长，一般在15s以上，稳定性差，一般3-5分钟即出现分层。这些问题一直没有得到很好的解决，使得国产饮料用大豆分离蛋白产品品质始终无法得到根本的提高，从而在很大程度上制约了国内蛋白饮料市场的发展。
本发明的主要目的是通过大豆分离蛋白生产工艺的改进和技术创新，从产品的风味、口感、分散性及稳定性等感官特性上进行较大的技术突破，开发一种专门用于加工固体饮料的大豆分离蛋白产品，使得产品的整体品质接近或达到国内外先进水平。
技术实现要素：
解决的技术问题
本发明需要解决的问题是：因目前国内市场上用于生产蛋白固体饮料的大豆分离蛋白原料还普遍存在一些缺陷，如有豆腥味，略有咸味和苦涩味，分散时间较长，一般在15s以上，稳定性差，一般3-5分钟即出现分层。这些问题一直没有得到很好的解决，使得国产饮料用大豆分离蛋白产品品质始终无法得到根本的提高，从而在很大程度上制约了国内蛋白饮料市场的发展。因此，实际生产中急需一种能够同时改善大豆分离蛋白风味、口感、分散性和稳定性的蛋白制备方法，以适应大豆蛋白固体饮料行业的应用需求。
技术方案
本发明旨在提供一种简便易行的，能够获得无豆腥味、口感良好，分散性好、稳定性好的适用于加工生产固体饮料的大豆分离蛋白的制备方法。
第一，本发明首次采用了酸沉前进行杀菌闪蒸处理，对蛋白进行了热改性，不仅改变了大豆蛋白的等电点，大大降低了酸沉工序酸的用量，而且减少了产品中氯化钠含量，解决了产品存在轻微咸味的问题。此外，通过真空闪蒸降温，极大的脱除了蛋白的腥味成分，产品风味得到有效改善。
第二，本发明中和工序通过稀释的淡碱水溶解蛋白，同常用的浓碱处理方式相比减少了蛋白质的高ph变性和水解，防止了“胱赖反应”的发生，使得产品中的不良风味物质和有害物质大大减少。并且，通过控制蛋白浆液的较低的ph和高浓度，获得了极低的酶水解程度，整个酶解过程中始终控制酶解豆粕tca指数为2-5，从而极大的提高了蛋白的分散性能。
第三，本发明通过二次杀菌闪蒸工艺，进一步脱除了蛋白中的不良风味物质，得到的蛋白产品没有豆腥味。
第四，本发明方法通过对蛋白浆液进行高压均质处理，保证蛋白粒径均匀，并通过在线喷涂表面活性剂改性磷脂提高蛋白的溶水效果，改善了蛋白的分散性能。最后通过超微粉碎保证蛋白产品颗粒直径小于50μm，能够更好的稳定分散在水中，大大提高了蛋白产品的稳定性，能够在水中维持30min无明显分层现象。
综上，本发明提供了一种大豆分离蛋白的制备方法，包括以下步骤：
(1)提取：向脱脂大豆粕中加入10-15倍量的水，水温20-55℃，用液体naoh调节ph值至6.5-7.5，搅拌浸提40-60min，搅拌速度为60-70r/min；浸提完成后，对提取液进行离心分离，得到固相组分1和液相组分1；向固相组分1中加入脱脂大豆粕4-8倍量的水，进行第二次搅拌浸提5-20min，搅拌速度60-70r/min；第二次浸提完成后，对提取液进行离心分离，得到固相组分2和液相组分2；
(2)一次杀菌闪蒸：将上述液相组分1和液相组分2混合均匀，进行高温瞬时杀菌，杀菌时间5-60s，杀菌温度100-160℃，然后进入闪蒸系统降温脱腥，脱腥过程中料液温度控制在50-70℃；
(3)酸沉：脱腥步骤完成后将料液移入酸沉罐，加盐酸调节ph至4.8-6.0，进行沉降，沉降时间为5-20min；酸沉完成后，对酸沉液进行离心分离，得到固相组分3，所述固相组分3的含水率不低于55.0％；
(4)中和：用水和碱液预先配制ph10-13的淡碱水，淡碱水温度10-70℃；向固相组分3中加入1-4倍量的上述淡碱水，搅拌均匀，调节其ph至6.0-7.5，得到固形物浓度为10.0-16.0％的蛋白浆液，将蛋白浆液溶解老化10-60min；
(5)酶解：向上述蛋白浆液中通入蒸汽调节其温度至50-70℃，然后向其中加入0.01-0.5‰的碱性蛋白酶、中性蛋白酶或上述两种酶的组合物，所述酶的活性为4×104u/g，混合均匀后保持10-40min；
(6)二次杀菌闪蒸：对酶解完成后的蛋白浆液进行高温瞬时杀菌，杀菌时间2-30s，杀菌温度110-160℃，然后进入闪蒸系统第二次降温脱腥，脱腥过程中蛋白浆液温度控制在50-90℃；
(7)干燥：第二次杀菌闪蒸后的蛋白浆液经高压均质机均质，均质压力为500-1000bar，然后输送至干燥塔进行喷雾干燥，得到粒径小于150μm的大豆分离蛋白粉；
(8)超微处理：向上述干燥后的大豆分离蛋白粉表面喷涂0.1-1.0‰的改性大豆磷脂，喷涂后的大豆分离蛋白粉经旋风分离器系统回收后用超微粉碎机进行超微粉碎，得到粒径小于50μm大豆分离蛋白产品。
优选的，本发明大豆分离蛋白的制备方法，包括以下步骤：
(1)提取：向脱脂大豆粕中加入12倍量的水，水温25℃，用液体naoh调节ph值至6.5，搅拌浸提50min，搅拌速度为60-70r/min；浸提完成后，对提取液进行离心分离，得到固相组分1和液相组分1；向固相组分1中加入脱脂大豆粕7倍量的水，进行第二次搅拌浸提10min，搅拌速度60-70r/min；第二次浸提完成后，对提取液进行离心分离，得到固相组分2和液相组分2；
(2)一次杀菌闪蒸：将上述液相组分1和液相组分2混合均匀，进行高温瞬时杀菌，杀菌时间20s，杀菌温度120℃，然后进入闪蒸系统降温脱腥，脱腥过程中料液温度控制在55℃；
(3)酸沉：脱腥步骤完成后将料液移入酸沉罐，加盐酸调节ph至5.0，进行沉降，沉降时间为10min；酸沉完成后，对酸沉液进行离心分离，得到固相组分3，所述固相组分3的含水率为60.0％；
(4)中和：用水和碱液预先配制ph10-13的淡碱水，淡碱水温度15℃；向固相组分3中加入2倍量的上述淡碱水，搅拌均匀，调节其ph至6.5，得到固形物浓度为13.5％的蛋白浆液，将蛋白浆液溶解老化30min；
(5)酶解：向上述蛋白浆液中通入蒸汽调节其温度至60℃，然后向其中加入0.1‰的碱性蛋白酶、中性蛋白酶或上述两种酶的组合物，所述酶的活性为4×104u/g，混合均匀后保持20min；
(6)二次杀菌闪蒸：对酶解完成后的蛋白浆液进行高温瞬时杀菌，杀菌时间5s，杀菌温度140℃，然后进入闪蒸系统第二次降温脱腥，脱腥过程中蛋白浆液温度控制在80℃；
(7)干燥：第二次杀菌闪蒸后的蛋白浆液经高压均质机均质，均质压力为500bar，然后输送至干燥塔进行喷雾干燥，得到粒径小于150μm的大豆分离蛋白粉；
(8)超微处理：向上述干燥后的大豆分离蛋白粉表面喷涂0.5‰的改性大豆磷脂，喷涂后的大豆分离蛋白粉经旋风分离器系统回收后用超微粉碎机进行超微粉碎，得到粒径小于50μm大豆分离蛋白产品。
此外，本发明还提供了一种大豆分离蛋白，该大豆分离蛋白是由上述蛋白制备方法制备得到的。
有益效果
本发明提供了一种大豆分离蛋白的制备方法，通过本发明方法能够生产获得无豆腥味、无咸涩味、口感良好，分散性好、稳定性好的大豆分离蛋白产品，本发明方法制得的大豆分离蛋白非常适合作为加工生产大豆蛋白固体饮料的原料，可以从根本上提高大豆蛋白固体饮料类产品的品质，因此，本发明方法及产品非常适合目前大豆蛋白生产行业的技术需求，其推广应用对拓宽大豆分离蛋白在食品工业中的应用有着十分重要的意义。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围；在本发明说明书和权利要求书中，除非文中另外明确指出，单数形式“一个”、“一”和“这个”包括复数形式。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
下文结合具体实施例和对比例对本发明方法的具体实施及效果进行详细说明。
实施例1
一种大豆分离蛋白
制备方法如下：
(1)提取：向脱脂大豆粕中加入12倍量的水，水温25℃，用液体naoh调节ph值至6.5，搅拌浸提50min，搅拌速度为60-70r/min；浸提完成后，对提取液进行离心分离，得到固相组分1和液相组分1；向固相组分1中加入脱脂大豆粕7倍量的水，进行第二次搅拌浸提10min，搅拌速度60-70r/min；第二次浸提完成后，对提取液进行离心分离，得到固相组分2和液相组分2；
(2)一次杀菌闪蒸：将上述液相组分1和液相组分2混合均匀，进行高温瞬时杀菌，杀菌时间20s，杀菌温度120℃，然后进入闪蒸系统降温脱腥，脱腥过程中料液温度控制在55℃；
(3)酸沉：脱腥步骤完成后将料液移入酸沉罐，加盐酸调节ph至5.0，进行沉降，沉降时间为10min；酸沉完成后，对酸沉液进行离心分离，得到固相组分3，所述固相组分3的含水率为60.0％；
(4)中和：用水和碱液预先配制ph10-13的淡碱水，淡碱水温度15℃；向固相组分3中加入2倍量的上述淡碱水，搅拌均匀，调节其ph至6.5，得到固形物浓度为13.5％的蛋白浆液，将蛋白浆液溶解老化30min；
(5)酶解：向上述蛋白浆液中通入蒸汽调节其温度至60℃，然后向其中加入0.1‰的碱性蛋白酶，该酶的活性为4×104u/g，混合均匀后保持20min；
(6)二次杀菌闪蒸：对酶解完成后的蛋白浆液进行高温瞬时杀菌，杀菌时间5s，杀菌温度140℃，然后进入闪蒸系统第二次降温脱腥，脱腥过程中蛋白浆液温度控制在80℃；
(7)干燥：第二次杀菌闪蒸后的蛋白浆液经高压均质机均质，均质压力为500bar，然后输送至干燥塔进行喷雾干燥，得到粒径小于150μm的大豆分离蛋白粉；
(8)超微处理：向上述干燥后的大豆分离蛋白粉表面喷涂0.5‰的改性大豆磷脂，喷涂后的大豆分离蛋白粉经旋风分离器系统回收后用超微粉碎机进行超微粉碎，得到粒径小于50μm大豆分离蛋白产品。
实施例2
一种大豆分离蛋白
制备方法如下：
(1)提取：向脱脂大豆粕中加入15倍量的水，水温40℃，用液体naoh调节ph值至7.5，搅拌浸提60min，搅拌速度为60-70r/min；浸提完成后，对提取液进行离心分离，得到固相组分1和液相组分1；向固相组分1中加入脱脂大豆粕6倍量的水，进行第二次搅拌浸提10min，搅拌速度60-70r/min；第二次浸提完成后，对提取液进行离心分离，得到固相组分2和液相组分2；
(2)一次杀菌闪蒸：将上述液相组分1和液相组分2混合均匀，进行高温瞬时杀菌，杀菌时间40s，杀菌温度130℃，然后进入闪蒸系统降温脱腥，脱腥过程中料液温度控制在60℃；
(3)酸沉：脱腥步骤完成后将料液移入酸沉罐，加盐酸调节ph至5.5，进行沉降，沉降时间为20min；酸沉完成后，对酸沉液进行离心分离，得到固相组分3，所述固相组分3的含水率为60.0％；
(4)中和：用水和碱液预先配制ph10-13的淡碱水，淡碱水温度40℃；向固相组分3中加入3倍量的上述淡碱水，搅拌均匀，调节其ph至7.0，得到固形物浓度为15.0％的蛋白浆液，将蛋白浆液溶解老化40min；
(5)酶解：向上述蛋白浆液中通入蒸汽调节其温度至55℃，然后向其中加入0.3‰的中性蛋白酶，该酶的活性为4×104u/g，混合均匀后保持30min；
(6)二次杀菌闪蒸：对酶解完成后的蛋白浆液进行高温瞬时杀菌，杀菌时间15s，杀菌温度140℃，然后进入闪蒸系统第二次降温脱腥，脱腥过程中蛋白浆液温度控制在75℃；
(7)干燥：第二次杀菌闪蒸后的蛋白浆液经高压均质机均质，均质压力为600bar，然后输送至干燥塔进行喷雾干燥，得到粒径小于150μm的大豆分离蛋白粉；
(8)超微处理：向上述干燥后的大豆分离蛋白粉表面喷涂0.8‰的改性大豆磷脂，喷涂后的大豆分离蛋白粉经旋风分离器系统回收后用超微粉碎机进行超微粉碎，得到粒径小于50μm大豆分离蛋白产品。
对比例1
一种大豆分离蛋白
制备方法如下：
(1)提取：向脱脂大豆粕中加入12倍量的水，水温40℃，用液体naoh调节ph值至7.5，搅拌浸提60min，搅拌速度为60-70r/min；浸提完成后，对提取液进行离心分离，得到固相组分1和液相组分1；向固相组分1中加入脱脂大豆粕6倍量的水，进行第二次搅拌浸提10min，搅拌速度60-70r/min；第二次浸提完成后，对提取液进行离心分离，得到固相组分2和液相组分2；
(2)酸沉：将上述液相组分1和液相组分2混合均匀后移入酸沉罐，加盐酸调节ph至4.5，进行沉降，沉降时间为10min；酸沉完成后，对酸沉液进行离心分离，得到固相组分3，所述固相组分3的含水率为60.0％；
(3)中和：向固相组分3中加入4倍量的水，水温30℃，搅拌均匀，用碱液调节其ph至7.0，得到蛋白浆液，将蛋白浆液溶解老化60min；
(4)酶解：向上述蛋白浆液中通入蒸汽调节其温度至60℃，然后向其中加入0.5‰的碱性蛋白酶，该酶的活性为4×104u/g，混合均匀后保持30min；
(5)杀菌闪蒸：对酶解完成后的蛋白浆液进行高温瞬时杀菌，杀菌时间15s，杀菌温度140℃，然后进入闪蒸系统降温脱腥，脱腥过程中蛋白浆液温度控制在75℃；
(6)干燥：杀菌闪蒸后的蛋白浆液经高压输送至干燥塔进行喷雾干燥，干燥后的大豆分离蛋白粉经旋风分离器系统回收后即得到大豆分离蛋白产品。
大豆分离蛋白感官及性能评价
对市售大豆分离蛋白和上述实施例及对比例方法制备的大豆分离蛋白分别进行感官及性能评价。
评价方法如下：
(1)由10名技术熟练的感官评定人员进行口感、风味(豆腥味)品评，打分采用10分评定法，其中：
口感品评：好(10分)；较好(8分)；一般(6分)；较差(4分)；差(2分)；
风味(豆腥味)品评：无(10分)；较轻(8分)；一般(6分)；略重(4分)；重(2分)；
评定结果取10名评定人员所打分数的平均值。
(2)分散性检测：以分散速度表征产品分散性能，将5g大豆分离蛋白样品倒入盛有100ml蒸馏水的烧杯中，控制水温为55℃，用玻璃棒以3r/min的速度进行搅拌，直至溶液均匀无明显干粉，测定所用时间。
(3)稳定性检测：测定各样品蛋白溶液的分层时间。
评价结果见表1所示：
表1大豆分离蛋白样品感官及性能评价结果
从表1中可以看出，与市售大豆分离蛋白和对比例方法制备的大豆分离蛋白样品相比，本发明实施例方法制备的大豆分离蛋白各项感官及性能指标均得到了明显提升，本发明方法制得的大豆分离蛋白无豆腥味、口感好、分散时间短、稳定性好。对比例方法中由于未在酸沉步骤前进行杀菌闪蒸，其所得产品的各项指标均不理想，由此也说明本发明方法各步骤的顺序及相关工艺参数均会对产品品质产生重要影响。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。