本发明涉及一种高凝胶强度大豆分离蛋白的生产方法，属于食品加工
技术领域：
。技术背景开发和利用大豆是当今食品工业中一个重要的研究领域，大豆蛋白的改性更是当今研究的前沿课题之一。目前，世界各国主要集中于大豆分离蛋白(spi)多功能性的开发，已经开发出多种专业化的大豆蛋白产品。其中大豆分离蛋白的黏度及凝胶性对于肉类、乳酪等食品制作过程中蛋白质基质的形成与固定起着非常重要的作用。尤其是近年来素食行业的迅速发展，带动了大豆分离蛋白新领域的发展。在素食中提供类似肉的咀嚼特性的产品需要凝胶性能好的产品，以提供较好的质感。中国专利文献cn106804873a公开了一种高凝胶大豆分离蛋白的制备工艺，所述方法包括使含大豆分离蛋白的溶液与双氧水溶液接触的步骤，采用该方法能简单高效地提高凝胶型分离蛋白产品的凝胶性及乳化性，但是该方法引入了有害成分双氧水，双氧水为3类致癌物，对金属有腐蚀作用，吸入该品蒸气或雾对呼吸道有强烈刺激性，眼直接接触液体可致不可逆损伤甚至失明，口服中毒出现腹痛、胸口痛、呼吸困难、呕吐、一时性运动和感觉障碍、体温升高等，个别病例出现视力障碍、癫痫样痉挛、轻瘫，有生产安全风险。中国专利文献cn102429092a公开了一种高凝胶稳定性大豆分离蛋白的制备方法，涉及一种大豆分离蛋白的改性加工技术，该发明利用了独特的阶梯式共价修饰反应，即先在高温度高湿度、随后在低温度低湿度条件下反应的方式来制备高凝胶稳定性大豆分离蛋白，提高了产品性能，适合工业化生产，但是采用该阶梯式共价修饰反应能耗较高。中国专利文献cn104872373a公开了一种提高大豆分离蛋白凝胶稳定性的制备工艺，该发明先将低温脱脂豆粕粉碎，后经碱溶酸沉等方法获得大豆分离蛋白母液，再与多糖混合并经微波湿热处理，可达到灭活脂肪酶和提高共价结合效果，经喷雾干燥后得到大豆分离蛋白粉，最后将抗氧化剂添加到大豆分离蛋白粉中，即得成品。该产品的凝胶硬度为75左右，该产品在贮藏期内，凝胶强度降幅小。现有技术中，高凝胶稳定性大豆分离蛋白的制备方法工艺比较复杂，能耗高，能源浪费多。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供了一种高凝胶强度大豆分离蛋白的生产方法。术语说明：豆粕cp：豆粕中的粗蛋白含量。本发明的技术方案如下：一种高凝胶强度大豆分离蛋白的生产方法，步骤如下：(1)以低温脱脂豆粕为原料，经浸提、离心、酸沉制备得到酸性固相蛋白浆；(2)将步骤(1)制备的酸性固相蛋白浆与3-5倍重量的水搅拌后，连续进入中和罐，同时将碱液连续进入到中和罐，控制中和料液的ph为9.0-10.0、温度为4-8℃、白利糖度为11.0-12.5，进料20-30min后，停止碱液入罐，当中和料液ph为8.0-8.4时，停止酸性固相蛋白浆入罐，4-8℃反应0.5-1h，得中和蛋白浆；(3)将步骤(2)制备的中和蛋白浆经杀菌、真空脱气、喷雾干燥后即得高凝胶强度大豆分离蛋白。根据本发明优选的，步骤(1)中所述低温脱脂豆粕的原料大豆的成熟期在10-20个月，豆粕cp54.5-58％。根据本发明优选的，步骤(1)中所述浸提的步骤为：将低温脱脂豆粕与水按重量比1:8-15混合，调节ph值至6.8-7.8，温度25-30℃，搅拌25-45min后，粉碎后输送至储存罐，储存30-50min，得浸提液。进一步优选的，所述调节ph采用食品级碱，最好为氢氧化钠或者氢氧化钾。根据本发明优选的，步骤(1)中所述离心的步骤为：将浸提液2500-3000g离心力下连续离心，得到一次豆渣和一次豆乳，向一次豆渣中加入4-5倍重量的水，水洗后2500-3000g离心力下连续离心，得到二次豆渣和二次豆乳，将一次豆乳和二次豆乳混合，得浸提豆乳；进一步优选的，所述连续离心采用卧螺离心机。根据本发明优选的，步骤(1)中所述酸沉的步骤为：将浸提豆乳调节ph至4.5-4.9，等电点沉淀8-12min，2500-3000g离心力下连续离心，弃上清，得酸性固相蛋白浆。进一步优选的，所述调节ph采用质量分数为20-30％的盐酸溶液，所述连续离心采用卧螺离心机。根据本发明优选的，步骤(2)中所述碱液为质量分数为10％-25％的食品级碱液，其中食品级碱为氢氧化钠或者氢氧化钾。根据本发明优选的，步骤(3)中所述杀菌的条件为：135-149℃高温瞬时杀菌3-8秒。根据本发明优选的，步骤(3)中所述真空脱气的条件为：真空度为60-70kpa，连续式脱气，迅速降温至70-77℃。本发明的技术特点和有益效果：1、本发明使用的低温脱脂豆粕的原料大豆的成熟期在10-20个月，豆粕cp54.5-58％，保证大豆蛋白分子稳定，结构完整；采用连续中和的方式，避免罐底加碱造成的罐底ph过高使得蛋白水解和有害赖氨酰丙氨酸的形成，降低蛋白的凝胶性，也避免后加碱造成的中和不充分，蛋白舒展程度低造成的凝胶性低和颜色变红，在中和过程中ph控制在8.0-8.4，为蛋白提供较多的氢氧根离子，优化蛋白水合表面带电粒子，使大豆蛋白充分展开水合，形成更为稳固的空间结构；低温中和，抑制微生物的生长；通过真空脱气脱除豆腥味，并迅速降温，避免蛋白过多变性。2、本发明制备的大豆分离蛋白凝胶强度高，凝胶强度平均约为205g，比现有技术提高了173％，没有有害的赖氨酰丙氨酸形成，产品颜色不发红，产品品质高。3、本发明不采用高温高湿、低温低湿或者微波湿热等高耗能工序，因此工艺简便，能耗低，无需复杂设备，生产周期短，易于工业化生产。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明的保护范围并不仅限于此。实施例及对比例中使用的低温脱脂豆粕原料为市购产品，其中，水分≤12％，粗脂肪15-20％，轧胚厚度0.36-0.39mm。若无特殊说明，实施例中涉及的药品及试剂均为普通市售产品。实施例1一种高凝胶强度大豆分离蛋白的生产方法，步骤如下：a)浸提：以低温脱脂豆粕为原料，将低温脱脂豆粕与水按重量1:8的比例混合，加入氢氧化钠调节ph值至6.8，控制温度为25℃，搅拌25min后，使用多级均质泵粉碎后输送至储存罐，储存30min，得浸提液；其中，低温脱脂豆粕的原料大豆的成熟期在15个月，豆粕cp55％；b)离心分离：将步骤a)中的浸提液2500g离心力下卧螺离心机连续离心，得到一次豆渣和一次豆乳，向一次豆渣中加入4倍重量的水，水洗后2500g离心力下卧螺离心机连续离心，得到二次豆渣和二次豆乳，将一次豆乳和二次豆乳混合，得浸提豆乳；c)酸沉：将步骤b)制得的浸提豆乳采用质量分数为25％的盐酸溶液调节ph至4.5，进行等电点沉淀8min，2500g离心力下卧螺离心机连续离心，弃上清液，得酸性固相蛋白浆；d)中和：将步骤c)制得的酸性固相蛋白浆与3倍重量的水搅拌后，连续进入中和罐，同时将质量分数为10％的氢氧化钠溶液连续进入到中和罐，控制中和料液的ph为9.0，温度为4℃，白利糖度为11.0，进料20min后，停止氢氧化钠溶液入罐，当中和料液ph为8.0时，停止酸性固相蛋白浆入罐，4℃反应0.5h，得中和蛋白浆；e)杀菌：将步骤d)制得的中和蛋白浆在杀菌温度135℃进行高温瞬时杀菌3秒；f)真空脱气：将步骤e)杀菌后的中和蛋白浆真空脱气，在真空度为60kpa连续式脱气，并迅速降温至77℃，真空脱气脱除了豆腥味，避免蛋白过多变性；g)喷雾干燥：经喷雾干燥制成蛋白粉，即为高凝胶强度大豆分离蛋白。实施例2一种高凝胶强度大豆分离蛋白的生产方法，步骤如下：a)浸提：以低温脱脂豆粕为原料，将低温脱脂豆粕与水按重量1:10的比例混合，加入氢氧化钾调节ph值至7.8，水温30℃，搅拌45min后，使用多级均质泵粉碎后输送至储存罐，储存45min，得浸提液；其中，低温脱脂豆粕的原料大豆的成熟期在16个月，豆粕cp56％；b)离心分离：将步骤a)中的浸提液2800g离心力下卧螺离心机连续离心，得到一次豆渣和一次豆乳，向一次豆渣中加入4.5倍重量的水，水洗后2800g离心力下卧螺离心机连续离心，得到二次豆渣和二次豆乳，将一次豆乳和二次豆乳混合，得浸提豆乳；c)酸沉：将步骤b)制得的浸提豆乳采用质量分数为25％的盐酸溶液调节ph至4.9，进行等电点沉淀12min，2900g离心力下卧螺离心机连续离心，弃上清液，得酸性固相蛋白浆；d)中和：将步骤c)制得的酸性固相蛋白浆与5倍重量的水搅拌后，连续进入中和罐，同时将质量分数为25％的氢氧化钾溶液连续进入到中和罐，控制中和料液的ph为10.0，温度为8℃，白利糖度为12.5，进料20min后，停止氢氧化钾溶液入罐，当中和料液ph为8.4时，停止酸性固相蛋白浆入罐，6℃反应0.8h，得中和蛋白浆；e)杀菌：将步骤d)制得的中和蛋白浆在杀菌温度149℃进行高温瞬时杀菌8秒；f)真空脱气：将步骤e)杀菌后的中和蛋白浆真空脱气，在真空度为70kpa连续式脱气，并迅速降温至70℃，真空脱气脱除了豆腥味，避免蛋白过多变性；g)喷雾干燥：通过喷雾干燥制成蛋白粉，即为高凝胶强度大豆分离蛋白。实施例3一种高凝胶强度大豆分离蛋白的生产方法，步骤如下：a)浸提：以低温脱脂豆粕为原料，将低温脱脂豆粕与水按重量1:9的比例混合，加入氢氧化钠调节ph值至7.3，控制温度为28℃，搅拌40min后，使用多级均质泵粉碎后输送至储存罐，储存40min，得浸提液；其中，低温脱脂豆粕的原料大豆的成熟期在17个月，豆粕cp57％；b)离心分离：将步骤a)中的浸提液2900g离心力下卧螺离心机连续离心，得到一次豆渣和一次豆乳，向一次豆渣中加入4.8倍重量的水，水洗后2800g离心力下卧螺离心机连续离心，得到二次豆渣和二次豆乳，将一次豆乳和二次豆乳混合，得浸提豆乳；c)酸沉：将步骤b)制得的浸提豆乳采用质量分数为30％的盐酸溶液调节ph至4.7，进行等电点沉淀10min，3000g离心力下卧螺离心机连续离心，弃上清液，得酸性固相蛋白浆；d)中和：将步骤c)制得的酸性固相蛋白浆与5倍重量的水搅拌后，连续进入中和罐，同时将质量分数为10％的氢氧化钠溶液连续进入到中和罐，控制中和料液的ph为9.2，温度为7℃，白利糖度为12.0，进料25min后，停止氢氧化钠溶液入罐，当中和料液ph为8.3时，停止酸性固相蛋白浆入罐，6℃反应1h，得中和蛋白浆；e)杀菌：将步骤d)制得的中和蛋白浆在杀菌温度144℃高温瞬时杀菌7秒；f)真空脱气：将步骤e)杀菌后的中和蛋白浆真空脱气，在真空度为65kpa连续式脱气，并迅速降温至74℃，真空脱气脱除了豆腥味，避免蛋白过多变性；g)喷雾干燥：通过喷雾干燥制成蛋白粉，即为高凝胶强度大豆分离蛋白。实施例4一种高凝胶强度大豆分离蛋白的生产方法，步骤如下：a)浸提：以低温脱脂豆粕为原料，将低温脱脂豆粕与水按重量1:9的比例混合，加入氢氧化钾调节ph值至7.3，控制温度为28℃，搅拌40min后，使用多级均质泵粉碎后输送至储存罐，储存40min，得浸提液；其中，低温脱脂豆粕的原料大豆的成熟期在20个月，豆粕cp58％；b)离心分离：将步骤a)中的浸提液3000g离心力下卧螺离心机连续离心，得到一次豆渣和一次豆乳，向一次豆渣中加入5倍重量的水，水洗后3000g离心力下卧螺离心机连续离心，得到二次豆渣和二次豆乳，将一次豆乳和二次豆乳混合，得浸提豆乳；c)酸沉：将步骤b)制得的浸提豆乳采用质量分数为30％的盐酸溶液调节ph至4.8，进行等电点沉淀9min，2800g离心力下卧螺离心机连续离心，弃上清液，得酸性固相蛋白浆；d)中和：将步骤c)制得的酸性固相蛋白浆与5倍重量的水搅拌后，连续进入中和罐，同时将质量分数为25％的氢氧化钾溶液连续进入到中和罐，控制中和料液的ph为9.2，温度为7℃，白利糖度为11.5，进料25min后，停止氢氧化钾溶液入罐，当中和料液ph为8.3时，停止酸性固相蛋白浆入罐，8℃反应0.9h，得中和蛋白浆；e)杀菌：将步骤d)制得的中和蛋白浆在144℃高温瞬时杀菌7秒；f)真空脱气：将步骤e)杀菌后的中和蛋白浆真空脱气，在真空度为65kpa连续式脱气，并迅速降温至74℃，真空脱气脱除了豆腥味，避免蛋白过多变性；g)喷雾干燥：通过喷雾干燥制成蛋白粉，即为高凝胶强度大豆分离蛋白。实施例5一种高凝胶强度大豆分离蛋白的生产方法，步骤如下：a)浸提：以低温脱脂豆粕为原料，将低温脱脂豆粕与水按重量1:9的比例混合，加入氢氧化钠调节ph值至7.3，控制温度为28℃，搅拌35min后，使用多级均质泵粉碎后输送至储存罐，储存40min，得浸提液；其中，低温脱脂豆粕的原料大豆的成熟期在18个月，豆粕cp57％；b)离心分离：将步骤a)中的浸提液2700g离心力下卧螺离心机连续离心，得到一次豆渣和一次豆乳，向一次豆渣中加入4.7倍重量的水，水洗后2500g离心力下卧螺离心机连续离心，得到二次豆渣和二次豆乳，将一次豆乳和二次豆乳混合，得浸提豆乳；c)酸沉：将步骤b)制得的浸提豆乳采用质量分数为23％的盐酸溶液调节ph至4.6，进行等电点沉淀12min，2600g离心力下卧螺离心机连续离心，弃上清液，得酸性固相蛋白浆；d)中和：将步骤c)制得的酸性固相蛋白浆与5倍重量的水搅拌后，连续进入中和罐，同时将质量分数为25％的氢氧化钠溶液连续进入到中和罐，控制中和料液的ph为9.8，温度为7℃，白利糖度为11.3，进料25min后，停止氢氧化钠溶液入罐，当中和料液ph为8.2时，停止酸性固相蛋白浆入罐，7℃反应0.7h，得中和蛋白浆；e)杀菌：将步骤d)制得的中和蛋白浆在杀菌温度140℃进行高温瞬时杀菌7秒；f)真空脱气：将步骤e)杀菌后的中和蛋白浆真空脱气，在真空度为65kpa连续式脱气，并迅速降温至74℃，真空脱气脱除了豆腥味，避免蛋白过多变性；g)喷雾干燥：通过喷雾干燥制成蛋白粉，即为高凝胶强度大豆分离蛋白。对比例1一种大豆分离蛋白的生产方法，步骤如下：a)浸提：以低温脱脂豆粕为原料，将低温脱脂豆粕与水按重量1:8的比例混合，加入氢氧化钠调节ph值至6.8，控制温度为25℃，搅拌25min后，使用多级均质泵粉碎后输送至储存罐，储存50min，得浸提液；其中，低温脱脂豆粕的原料大豆的成熟期在1个月，豆粕cp54.5％；b)离心分离：将步骤a)中的浸提液2700g离心力下卧螺离心机连续离心，得到一次豆渣和一次豆乳，向一次豆渣中加入4.7倍重量的水，水洗后2500g离心力下卧螺离心机连续离心，得到二次豆渣和二次豆乳，将一次豆乳和二次豆乳混合，得浸提豆乳；c)酸沉：将步骤b)制得的浸提豆乳采用质量分数为25％的盐酸溶液调节ph至4.5，进行等电点沉淀9min，2600g离心力下卧螺离心机连续离心，弃上清液，得酸性固相蛋白浆；d)中和：将步骤c)制得的酸性固相蛋白浆与3倍重量的水搅拌后，连续进入中和罐，罐底加碱，ph控制在7.5，30℃反应0.5h，得中和蛋白浆；e)杀菌：将步骤d)制得的中和蛋白浆在杀菌温度139℃进行高温瞬时杀菌8秒；f)真空脱气：将步骤e)杀菌后的中和蛋白浆真空脱气，在真空度为60kpa连续式脱气，并迅速降温至74℃，真空脱气脱除了豆腥味，避免蛋白过多变性；g)喷雾干燥：通过喷雾干燥制成蛋白粉，即为大豆分离蛋白。对比例2一种大豆分离蛋白的生产方法，步骤如下：a)浸提：以低温脱脂豆粕为原料，将低温脱脂豆粕与水按重量1:8的比例混合，加入氢氧化钠调节ph值至7.2，控制温度为30℃，搅拌35min后，使用多级均质泵粉碎后输送至储存罐，储存50min，得浸提液；其中，低温脱脂豆粕的原料大豆的成熟期在9个月，豆粕cp55.5％；b)离心分离：将步骤a)中的浸提液2900g离心力下卧螺离心机连续离心，得到一次豆渣和一次豆乳，向一次豆渣中加入4.9倍重量的水，水洗后2900g离心力下卧螺离心机连续离心，得到二次豆渣和二次豆乳，将一次豆乳和二次豆乳混合，得浸提豆乳；c)酸沉：将步骤b)制得的浸提豆乳采用质量分数为25％的盐酸溶液调节ph至4.6，进行等电点沉淀9min，2900g离心力下卧螺离心机连续离心，弃上清液，得酸性固相蛋白浆；d)中和：将步骤c)制得的酸性固相蛋白浆与5倍重量的水搅拌后，连续进入中和罐，最后加碱，ph控制在7.5，35℃反应0.5h，得中和蛋白浆；；e)杀菌：将步骤d)制得的中和蛋白浆在杀菌温度139℃进行高温瞬时杀菌8秒；f)真空脱气：将步骤e)杀菌后的中和蛋白浆真空脱气，在真空度为60kpa连续式脱气，并迅速降温至74℃，真空脱气脱除了豆腥味，避免蛋白过多变性；g)喷雾干燥：通过喷雾干燥制成蛋白粉，即为大豆分离蛋白。实验例对实施例1-5及对比例1-2制备的大豆分离蛋白的热凝胶压值、水解度及赖氨酰丙氨酸进行检测与对比，其中：热凝胶压值的检测方法：称取(12.0±0.1)g大豆分离蛋白粉放入(88±1)ml氯化钠(2.5％)溶液中，用玻璃棒搅拌至无干粉后在豆浆机上(1000r/min)搅拌1min，然后倒入离心管中在离心机上(2500r/min)离心5min。取出后倒入小烧杯中在(80±1)℃水浴锅中加热30min。取出冷却至室温(25℃)后用物性分析仪进行检测。检测参数：p/5s探头，校准高度30mm，测试前速度2.0mm/s，测试中速度1.0mm/s，测试后速度10.0mm/s，下压距离20.00mm，触力2.0g。水解度的检测方法：1)样品预处理准确称取样品5.0000±0.1000g置于250ml烧杯中，加入100ml蒸馏水，将此烧杯置于磁力搅拌器上低速搅拌，保持温度40℃，搅拌1小时，再加入100ml蒸馏水，保持温度40℃，继续搅拌1小时；将搅拌完毕的萃取液转移至250ml的容量瓶中，冷却至室温后定容，将定容液充分摇匀倒入离心管中，4000rpm离心10分钟，将上清液用快速滤纸过滤，吸取50ml滤液置于250ml烧杯(已加入50ml10％的三氯乙酸溶液)中，轻轻搅拌2-3圈，然后静置30分钟，4000rpm离心10分钟，得上清液；2)将步骤1)上清液过滤，用50ml移液管取50ml过滤液进行蛋白含量测定，具体执行《蛋白质检测操作规程》；3)结果计算水解程度％＝((v1-v2)×c×0.014×k×10×100×100/m×(100-w))×100％式中：v2：滴定吸收液时消耗标准hcl溶液的体积(ml)。v1：滴定空白时消耗标准hcl溶液的体积(ml)。c：标准hcl溶液摩尔浓度。k：蛋白质系数(大豆分离蛋白国内通用6.25)。m：蛋白粉质量(g)。w：样品水分百分数(％)。赖氨酰丙氨酸的检测方法：自动氨基酸分析仪由离子交换树脂柱和输入缓冲溶液泵组成。赖氨酰丙氨酸标样首先用5.7mol/l盐酸水解24～48h，过滤，真空浓缩除去盐酸，中和，取一定量赖氨酰丙氨酸标样进行分析。样品中氨基酸首先结合在柱上，然后逐渐被洗脱下来，确定洗脱时间，由另一个泵将茚三酮试剂与洗脱液混和，通过加热产生颜色，然后用双波长分光光度计测定样品在570nm和440nm处吸光度，制作标准曲线。检测样品时，蛋白质样品首先用5.7mol/l盐酸水解24～48h，过滤，真空浓缩除去盐酸，中和，取一定量样品进行分析。样品中氨基酸首先结合在柱上，然后逐一被洗脱下来，根据洗脱时间收集赖氨酰丙氨酸，由另一个泵将茚三酮试剂与洗脱液混和，通过加热产生颜色，然后用双波长分光光度计测定样品在570nm和440nm处吸光度，根据标准曲线计算赖氨酰丙氨酸含量。检测结果如下表所示：表1.不同大豆分离蛋白的热凝胶压值、水解度及赖氨酰丙氨酸含量热凝胶压值/g水解度tca/％赖氨酰丙氨酸/ppm实施例11821.7＜5实施例22021.7＜5实施例32081.6＜5实施例42211.4＜5实施例52111.6＜5对比例11053.654对比例21121.6＜5由上表数据可知，按照本发明的生产方法制备的大豆分离蛋白的热凝胶压值明显高于对比例1-2中大豆分离蛋白的热凝胶压值，其水解度也较低，实施例1-5制备的大豆分离蛋白中赖氨酰丙氨酸含量均＜5ppm，远低于对比例1中的赖氨酰丙氨酸含量。因此按照本发明的生产方法制备的大豆分离蛋白产品品质高，而且本发明的工艺简便，无需复杂设备，生产周期短，易于工业化生产。当前第1页12