本发明属于食品加工技术领域，具体为大豆蛋白加工，尤其涉及一种小分子大豆蛋白肽的制备方法。
背景技术：
大豆是世界四大干果之一，具有润肌黑发、通脉、补气、化痰润肺功能，是滋补强壮、健身益寿之佳品，更重要的是大豆能延缓脑神经衰老、对脑神经补益最大，尤其对儿童有健脑益智的作用，大豆是一种富含高不饱和脂肪酸的保健食品，其总蛋白质的消化率和净蛋白的比值较高，效价与动物蛋白相近，氨基酸含量丰富(动物蛋白为18种氨基酸，大豆蛋白为20种氨基酸)，是一种优质的蛋白质资源。目前国内大豆油生产厂家已达数十家，大量的大豆豆粕被作为饲料和肥料或丢弃，废物排放污染环境，其附加值较低。为充分利用我国的大豆资源并提高它的经济价值，对大豆豆粕进行深加工研究显得尤为重要。
同时，随着人们的生活水平和消费观念的逐渐提高，对食品的品质和营养层次的要求也越来越高，日常的膳食结构也发生了变化。从温饱型转向了优质化、高档化，对高蛋白质、低脂肪、低热量，精深加工的大豆蛋白食品需求十分旺盛。大豆蛋白制品众多，如大豆蛋白粉、大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、大豆组织蛋白等。这些产品可作为蛋白质原料，添加到肉制品、面制品、儿童食品、糕点、冷饮等各种食品中。大豆深加工产业是具有广阔发展前景的长青产业。
作为优选地，大豆蛋白肽是从大豆中提取的一种纯天然营养物质，也是人体细胞的重要组成部分。近年来科学研究发现，人类摄取蛋白质经消化酶作用后，并非主要以氨基酸的形式吸收，而是以肽的形式吸收，肽不仅能提供人体生长、发育所需的营养物质，同时具有多种生理功能，如改善和提高矿物质运输和吸收、抗菌和病毒、提高免疫力、抗氧化降胆固醇、抗癌作用，清除自由基抗衰老以及抗高血压和高血脂等。
现有技术中虽然也有关于大豆蛋白肽的报道，但是往往仅限于理论性研究或者实验室小试实验技术，而小试实验技术仅仅限于微量实验，实际上并不能投入工业化生产。而且现有提取方法例如使用膜法提取、电解法提取等存在设备投入大，产能小，运行成本高的问题。另外，目前的大豆蛋白肽加工技术主要为通过直接酶解方法生产大豆蛋白活性肽，将大豆豆粕和水分按照一定的比例配制，将反应温度和反应的ph值调节到酶的最适宜的反应条件下进行酶解反应、反应后离心、中和、纯化、喷雾干燥，具体由大豆蛋白→配制一定浓度的水解液→恒温水浴→酶解(加酶量、温度、ph、时间)→灭酶(沸水浴5min)→离心(12000r/min，10min)→取上清进行纯化(粗提液)→喷雾干燥等步骤组成，该方法会大量的浪费蛋白酶的量，并且产生的蛋白肽提取液中含有很多的其他物质，降低了蛋白肽的纯度，并且后续的纯化也会浪费很多的时间和费用，加工步骤比较繁琐，对蛋白肽的功能性质有一定的影响，例如纯度低，分子量大不易于人体吸收，液态下浑浊沉淀物多等等，使蛋白肽的使用受到了很大的影响。
因此，如何在工业化大生产中利用大豆豆粕为原料制备出高品质的小分子大豆蛋白肽的技术方案亟待研发。
技术实现要素：
为解决上述现有难题，本发明使用非转基因大豆豆粕为原料进行深加工，提供了一种食用安全系数高，无风险，无异味，纯度高，澄清度高，平均分子量小，生产工艺简单，成本低廉，劳动力和设备成本低，原料投入产出比高的小分子大豆蛋白肽的制备方法。
本发明通过下述技术方案实现：
本发明小分子大豆蛋白肽的制备方法，采用脱脂低温大豆豆粕为原料，包括如下步骤：
1)原料初步提纯：按添加大豆豆粕重量总量的200％向罐体注入无盐水，加占大豆豆粕重量3％的柠檬酸、5％的磷酸搅拌均匀后，添加预定量的低温大豆豆粕，然后通入高压蒸汽直接蒸煮10分钟；再用振动筛将固液分离，去除异味及有害物质，得大豆豆粕固体；本步骤有效去除原料中的有害物质和异味，提高产品适口性，同时去除大量可溶的胶状物质，降低后期过滤难度；
2)蛋白溶出：将步骤1)分离出的大豆豆粕固体返回罐体，加大豆豆粕固体重量10倍的无盐水，升温至60℃，调入食用氨水并调节ph9.0浸泡120分钟；用氨水替代氢氧化钠，大大的降低了后面工序与酸反应形成盐离子，降低产品纯度的问题；
3)高温磨浆、固液分离：用流水式管道研磨器将步骤2)中的浸泡物料磨成90-110目的浆液，再经管道直接送入蜗螺离心机做固液分离，得到的液体再送入蛋白分离罐中；
4)高温酸沉淀、固液分离：利用高温提高蛋白质与酸的结合能力，增加了蛋白的沉淀收率；将分离后的液体加无盐水至固体物料重量的9倍，加热至93℃，加入食品级盐酸调至ph4.3，搅拌均匀后保温、静置30分钟，析出蛋白质，用离心机将固液分离；液体用于制备大豆低聚糖和大豆异黄酮，固体即为高纯度粗蛋白；此步骤采用高效的管道一次性分离作业，改变传统的粉状提取，蛋白溶出后过滤困难，工作效率低的问题；
5)粗蛋白清洗：再次清除可溶性杂质(提高产品纯度)，将离心机分离后的蛋白质送回清洗罐中，加四倍重量份的无盐水并升温70℃低速搅拌20分钟，用离心机将固液分离；
6)粗蛋白加无盐水进行均质细化：将清洗后的粗蛋白，加适量无盐水，经高速搅拌机打成糊状；经四级管道均质机进行均质处理，使颗粒小于0.01mm，再由管道直接送入酶解罐中；本步骤提高后期工序的水解收率；
7)以复合蛋白酶进行酶解：将均质后的物料用无盐水配制成固形物含量10％的溶液，加温并控温至49℃，用氨水调ph8.0，按物料总重的0.05％分别加入碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶，低速搅拌，碱性条件下水解蛋白；3小时后物料经水解呈现弱酸性，此时ph6.0—6.5，再按物料总重的0.1％加入酸性蛋白酶，继续水解3小时；而后升温至60℃，保温并快速搅拌60分钟，再次升温至95℃并控温10分钟(灭酶)，经多阶段充分剪切蛋白分子，达到完全水溶的状态，保证本工序水解收率达到95％以上(大大高于其它工艺≤85％的收率水准)；本步骤分别在碱性条件和酸性条件及不同温度环境下实现多重水解，一次性最大限度的水解蛋白质。
8)粗滤：用高速离心机将少量未水解蛋白质分离出来，分离出未被水解的少量蛋白质(干燥后可作为动物饲料或饲料添加剂使用或送回酶解罐与下一批原料再次水解)，液体被送入低温静置罐纯化；
9)低温静置、分离：物料进入静置罐后，常温下以氨水调ph8.0，降温至8℃，静置4小时，将底部沉淀物排出，再次过滤，上清液即所得高纯度蛋白小肽溶液，送入消毒储罐；本步骤有效分离较大分子的蛋白、胶状物和杂质，再次提升产品纯度；
10)超高温消毒：在上清液中加入盐酸，调整ph7.0，送入管道式超高温灭菌器，进行瞬间超高温灭菌，杀灭细菌及微生物，提高产品洁净度；
11)真空浓缩：将上清液用五效真空浓缩器浓缩液体至固形物含量≥45％，后送入干燥塔物料储罐，低温去除产品水分，保证产品较好的感官指标，提高浓度；
12)喷雾干燥：以瞬间高温清除产品水分，尽力保证不变色，使其含水率≤5％，即可得本发明小分子大豆蛋白肽。
采用上述方案本发明取得有益效果如下：
本发明小分子大豆蛋白肽的制备方法，整套工艺流程是以工业大生产为目的，区别于现有技术中的小试实验技术或理论性研发，本方案制备的小分子大豆蛋白肽是在大生产设备中完全通过了实际操作，产出产品通过检测并完全符合或优于国家检测标准的技术方案。本生产工艺技术还具有很强的对其它蛋白类产品生产的通用性，只要对设备或工艺做小于10％范围内的调整过改造，即可适用于其它大部分含蛋白质物料的提取和深加工。
本方案在设备上排除了使用膜法提取、电解法提取等设备投入大，产能小，运行成本高的问题，整个流程均使用成本较低的通用设备制取。在工艺上利用合理的工艺组合，有效缩短生产流程时间，减少生产环节，减少物料损耗，提高产出率。在产品指标上有效降低灰分，提高纯度，提高收率，改善风味，减低了材料成本。使用本套工艺生产出来的产品成本(车间成本)≤4万元/t,其它工艺与设备的生产成本≥8.5万元。
具体体现在以下几点：
1、原料进行保护性高温蒸煮，其中柠檬酸可防止产生不溶性物质，磷酸可防止蛋白质溶出，使处理后的原料具有较好的豆香气味，同时杀灭了大豆中固有的抑制酶，为后期酶解提高收率打好基础。
2、整套工艺流程不使用氢氧化钠等碱性溶液，以氨水代替，有效避免了离子残留，避免了后期酸反应的环节，产生化合物而降低产品纯度；加之使用无盐水在工序清洗工序中去除了大量杂质，排除了水源带来的矿物质及微生物污染；以及水解后产品使用的低温静置分层处理等手段；上述三项工艺改进可使最终产品灰分≤2.0％(现有技术工艺灰分3.5—7％，且大多为实验室数据，在大生产中受环境条件限制及工艺参数改变等影响，实际品质甚至还要低于这个指标)，大幅度提高产品纯度，成品溶解后澄清透亮，且自然条件下存放(无染菌)无沉淀物析出，大幅度扩大了产品的可应用领域。
3、利用均质机对蛋白质进行酶解前的预处理，使提取的粗蛋白分子被初步切割，有效降低了水解难度，提高了成品率。
4、利用碱性蛋白酶和酸性蛋白酶的不同特性，分别在酸、碱环境进行水解；同时充分利用蛋白酶在不同温度下的酶解活力，对酶解温度进行多重温度调控。两个方案的同步使用，大幅度缩短了酶解时间(现有工艺常规为36小时)有效提高了蛋白酶的利用率，并促进蛋白分子充分剪切，产品的分子量平均控制在700d左右(可检出5000d以上分子量含量≤3.5％)，蛋白质投入产出比达到96％以上。因产品被较彻底的水解，产品具有良好的风味，较其它工艺生产的产品中固有的苦味得到大幅度消除，可无需进行脱苦处理，减少了工序、辅料投入及产品流失。同时，大幅度消除了酶解过程中产生的容易堵塞过滤设备的胶状物，使物料可以顺利通过过滤设备分离，避免了停产清洗设备的尴尬局面。
5、利用碱性条件下低温静置分离较大分子的蛋白与杂质，是一种简便高效的分离方法，与各种过滤设备相比较，具有杂质去除度高，不受二次污染，有效产品无流失，劳动强度低等显著优点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本方案小分子大豆蛋白肽的制备方法，采用脱脂低温大豆豆粕为原料，包括如下步骤：
1)原料初步提纯：按添加大豆豆粕重量总量的200％向罐体注入无盐水，加占大豆豆粕重量3％的柠檬酸、5％的磷酸搅拌均匀后，添加预定量的低温大豆豆粕，然后通入高压蒸汽直接蒸煮10分钟；再用振动筛将固液分离，去除异味及有害物质，得大豆豆粕固体；
2)蛋白溶出：将步骤1)分离出的大豆豆粕固体返回罐体，加大豆豆粕固体重量10倍的无盐水，升温至60℃，调入食用氨水并调节ph9.0浸泡120分钟；用氨水替代氢氧化钠，大大的降低了后面工序与酸反应形成盐离子，降低产品纯度的问题；
3)高温磨浆、固液分离：用流水式管道研磨器将步骤2)中的浸泡物料磨成90-110目的浆液，再经管道直接送入蜗螺离心机做固液分离，得到的液体再送入蛋白分离罐中；
4)高温酸沉淀、固液分离：利用高温提高蛋白质与酸的结合能力，增加了蛋白的沉淀收率；将分离后的液体加无盐水至固体物料重量的9倍，加热至93℃，加入食品级盐酸调至ph4.3，搅拌均匀后保温、静置30min，析出蛋白质，用离心机将固液分离；液体用于制备大豆低聚糖和大豆异黄酮，固体即为高纯度粗蛋白；此步骤采用高效的管道一次性分离作业，改变传统的粉状提取，蛋白溶出后过滤困难，工作效率低的问题；
5)粗蛋白清洗：再次清除可溶性杂质(提高产品纯度)，将离心机分离后的蛋白质送回清洗罐中，加四倍重量份的无盐水并升温70℃低速搅拌20分钟，用离心机将固液分离；
6)粗蛋白加无盐水进行均质细化：将清洗后的粗蛋白，加适量无盐水，经高速搅拌机打成糊状；经四级管道均质机进行均质处理，使颗粒小于0.01mm，再由管道直接送入酶解罐中；本步骤提高后期工序的水解收率；
7)以复合蛋白酶进行酶解：将均质后的物料用无盐水配制成固形物含量10％的溶液，加温并控温至49℃，用氨水调ph8.0，按物料总重的0.05％分别加入碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶，低速搅拌，碱性条件下水解蛋白；3小时后物料经水解呈现弱酸性，此时ph6.0—6.5，再按物料总重的0.1％加入酸性蛋白酶，继续水解3小时；而后升温至60℃，保温并快速搅拌60分钟，再次升温至95℃并控温10分钟(灭酶)，经多阶段充分剪切蛋白分子，达到完全水溶的状态，保证本工序水解收率达到95％以上(大大高于其它工艺≤85％的收率水准)；本步骤分别在碱性条件和酸性条件及不同温度环境下实现多重水解，一次性最大限度的水解蛋白质。
8)粗滤：用高速离心机将少量未水解蛋白质分离出来，分离出未被水解的少量蛋白质(干燥后可作为动物饲料或饲料添加剂使用)，液体被送入低温静置罐纯化；
9)低温静置、分离：物料进入静置罐后，常温下以氨水调ph8.0，降温至8℃，静置4小时，将底部沉淀物排出，再次过滤，上清液即所得高纯度蛋白小肽溶液，送入消毒储罐；本步骤有效分离较大分子的蛋白、胶状物和杂质，再次提升产品纯度；
10)超高温消毒：在上清液中加入盐酸，调整ph7.0，送入管道式超高温灭菌器，进行瞬间超高温灭菌，杀灭细菌及微生物，提高产品洁净度；
11)真空浓缩：将上清液用五效真空浓缩器浓缩液体至固形物含量≥45％，后送入干燥塔物料储罐，低温去除产品水分，保证产品较好的感官指标，提高浓度；
12)喷雾干燥：以瞬间高温清除产品水分，尽力保证不变色，使其含水率≤5％，即可得本发明小分子大豆蛋白肽。
经工业大生产产出产品并验证，本发明使用非转基因大豆豆粕为原料进行深加工，食用安全系数高，无风险。产品性状表现为：无异味、纯度高(蛋白质≥93％)、灰分低(≤2.0)、澄清度高(液态下澄清透亮，无可见浑浊感，自然环境存放无沉淀物析出)、平均分子量小(≤700d)。
本方案生产工艺流程特色为实行管道作业，部分工序实现自动化或半自动化生产，劳动力成本低。原料投入产出比高(粗蛋白提取收率≥95％，水解蛋白收率≥95％)，原料利用率可达90％以上，投入的原料被分别提取，用作生产大豆小分子肽、大豆膳食纤维、大豆低聚糖、大豆异黄酮，除清洗设备及原料外，无其它污水排放。同时，本方案设备成本低，整套流程均使用常规设备，去除了投资大，生产效率低下的膜过滤、电解分离等复杂且运行高成本的设备投资。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。