专利名称:酸溶性大豆蛋白分离物(“s800”)的制备的制作方法
酸溶性大豆蛋白分离物(“S800”)的制备
相关申请引用
本申请根据35 USC 119(e)要求2009年6月30日提交的美国临时专利申请号61/213,646的优先权。
发明领域
本发明涉及大 蛋白广品的制备。
发明背景
在2008年10月21日提交的美国临时专利申请号61/107，112 (7865-373)、2008年12 月 2 日提交的 61/193，457(7865-374)、2009 年 I 月 26 日提交的 61/202，070(7865-376)、2009年3月12日提交的60/202，553 (7865-383)、2009年7月7日提交的61/213，717 (7865-389) ,2009 年 9 月 3 日提交的 61/272，241 (7865-400)和 2009 年 10 月21日提交的美国专利申请号12/603,087(7865-415)(美国专利公开号2010-0098818)(其转让给本发明受让人且其公开通过引用结合到本文)中，描述了大豆蛋白产品，优选大豆蛋白分离物的制备，该产品在低PH值完全溶解，且能够在这样的低pH值提供透明和热稳定的溶液。这种大豆蛋白产品可用于蛋白强化，特别是软饮料和运动饮料以及其它酸性水系统的蛋白强化，而无蛋白沉淀。该大豆蛋白产品通过以下制备用天然PH的氯化钙水溶液提取大豆蛋白源，任选稀释所得大豆蛋白水溶液，将大豆蛋白水溶液的PH调节至约I. 5-约4. 4，优选约2. O-约4. O的pH，以制备酸化澄清的大豆蛋白溶液，可将其任选浓缩和/或渗滤然后干燥。
发明概述
我们现已发现，具有可比性质的大豆蛋白产品可通过以下程序形成，该程序包括用水提取大豆蛋白源，接着在浓缩之前或之后将氯化钙加入提取的蛋白溶液中。在后续加工之前除去加入氯化钙后形成的沉淀物。
本文提供的大豆蛋白产品在酸pH值可溶解以提供其透明和热稳定的水溶液。大豆蛋白产品可用于蛋白强化，特别是软饮料和运动饮料的蛋白强化，而无蛋白沉淀。
根据本发明一方面，提供制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25)基于干重(d. b.)，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含
(a)将大豆蛋白源用水在至少约1°C，优选约15° -约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液，
(b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离，
(c)将蛋白水溶液的蛋白浓度增加至约50-约400g/L，优选约100-约250g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供浓缩蛋白溶液，(d)任选渗滤浓缩蛋白溶液，
(e)将钙盐溶液，优选氯化钙水溶液加入浓缩蛋白溶液中至约5mS_约30mS，优选约15mS-约25mS的电导率以引起在浓缩蛋白溶液中形成沉淀物，[0015](f)从浓缩蛋白溶液中除去沉淀物，
(g)将澄清的浓缩蛋白溶液稀释在约2-约20体积水，优选约10-约15体积水中，水的温度为约2° -约90°C，优选约10° -约50°C，更优选约20° -约30°C，
(h)将所得溶液酸化至约I. 5-约4. 4，优选约2. O-约4. O的pH，以制备酸化澄清蛋白溶液，
(i)任选净化(polish)酸化澄清蛋白溶液，
(j)将酸化澄清蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供第二浓缩蛋白溶液，
(k)任选渗滤第二浓缩蛋白溶液，和
(I)任选干燥第二浓缩蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25)d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。
根据本发明可采用该程序的许多变化以得到在酸性水环境中可溶解，透明和热稳定的大 蛋白广品。
在一种此类变化中，可在从大豆蛋白源分离之后和将溶液浓缩之前将钙盐溶液，优选氯化钙水溶液加入蛋白水溶液中。在加入氯化钙后，除去在该步骤中形成的沉淀物。
可将所得大豆蛋白水溶液进一步通过浓缩、稀释、pH调节、进一步浓缩和干燥步骤加工,如上所述。
因此，根据本发明又一方面，提供制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25)d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含
(a)将大豆蛋白源用水在至少约1°C，优选约15° -约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液，
(b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离，
(c)将钙盐溶液，优选氯化钙水溶液加入蛋白水溶液中至约5-约30mS，优选约15-约25mS的电导率以引起在蛋白水溶液中形成沉淀物，
(d)从大豆蛋白水溶液除去沉淀物，
(e)将大豆蛋白溶液的蛋白浓度增加至约50-约400g/L，优选约100-约250g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供浓缩蛋白溶液，
(f)任选渗滤浓缩蛋白溶液，
(g)将浓缩和任选渗滤的蛋白溶液稀释在约2-约20，优选约10-约15体积水中，水的温度为约2° -约90°C，优选约10° -约50°C，更优选约20° -约30°C，
(h)将所得溶液酸化至约I. 5-约4. 4，优选约2. O-约4. O的pH，以制备酸化澄清蛋白溶液，
(i)任选净化酸化澄清蛋白溶液，
(j)将酸化澄清蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供第二浓缩蛋白溶液，
(k)任选渗滤第二浓缩蛋白溶液，和
(I)任选干燥第二浓缩蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25)d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。[0038]在另一种变化中，可在从大豆蛋白源分离之后和将溶液浓缩之前将钙盐溶液，优选含水氯化钙加入蛋白水溶液中。在加入氯化钙后，除去在该步骤中形成的沉淀物。[0039]可将所得大豆蛋白水溶液进一步通过部分浓缩、稀释、pH调节、进一步浓缩和干燥步骤加工。
因此，根据本发明又一方面，提供制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25)d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含
(a)将大豆蛋白源用水在至少约1°C，优选约15° -约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液，
(b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离，
(c)将钙盐溶液，优选氯化钙水溶液加入蛋白水溶液中至约5-约30mS，优选约15-约25mS的电导率以引起在蛋白水溶液中形成沉淀物，
(d)从大豆蛋白水溶液除去沉淀物，
(e)将蛋白水溶液部分浓缩至约50g/L或更小，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供部分浓缩的蛋白溶液，
(f)任选渗滤部分浓缩的蛋白溶液，
(g)将部分浓缩的蛋白溶液稀释在约0. 5-约20体积水，优选约I-约10体积水，更优选约2-约5体积水中，水的温度为约2。-约90°C，优选约10 ° -约50°C，更优选约20° -约 30°C，
(h)将所得溶液酸化至约I. 5-约4. 4，优选约2. 0_约4. 0的pH，以制备酸化澄清蛋白溶液，
(i)任选净化酸化澄清蛋白溶液，
(j)将酸化澄清蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供浓缩蛋白溶液，
(k)任选渗滤浓缩蛋白溶液，和
(I)任选干燥浓缩蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25) d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。
在另一种变化中，可在从大豆蛋白源分离之后和将溶液浓缩之前将钙盐溶液，优选含水氯化钙加入大豆蛋白水溶液中。在加入氯化钙后，除去在该步骤中形成的沉淀物。
可将所得大豆蛋白水溶液任选比如通过I体积水稀释，然后用酸调节pH。然后可将酸化溶液浓缩和任选渗滤以提供澄清、低PH溶液准备好干燥。
因此，在本发明另一方面，提供制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25) d. b.,优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含
(a)将大豆蛋白源用水在至少约1°C，优选约15° -约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液，
(b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离，
(c)将钙盐溶液，优选氯化钙水溶液加入蛋白水溶液中至约5-约30mS，优选约15-约25mS的电导率以引起在蛋白水溶液中形成沉淀物，[0059](d)从蛋 白溶液除去沉淀物，
(e)将澄清的溶液用约0. 5-约10体积水，优选约0. 5_约2体积水稀释，水的温度为约2°C -约90°C，优选约10°C -约50°C，更优选约20°C -约30°C，
(f)将所得溶液酸化至约I. 5-约4. 4，优选约2. 0-约4. 0的pH，以制备酸化澄清蛋白溶液，
(g)任选净化酸化澄清蛋白溶液，
(h)将酸化澄清蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/L蛋白浓度，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供浓缩蛋白溶液，
(i)任选渗滤浓缩蛋白溶液，和
(j)任选干燥浓缩蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25) d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。
在另一种此类变化中，可将钙盐溶液，优选含水氯化钙加入部分浓缩的大豆蛋白溶液中，从部分浓缩的大豆蛋白溶液除去所得沉淀物。然后在上文描述的稀释、PH调节、进一步浓缩和干燥步骤之前可将澄清的溶液放回膜系统上用于另外的浓缩。
因此，在本发明另外的方面，提供制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6.25)，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含
(a)将大豆蛋白源用水在至少约1°C，优选约15° -约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液，
(b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离，
(c)将蛋白水溶液部分浓缩至约50g/L或更小，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供部分浓缩的蛋白溶液，
(d)任选渗滤部分浓缩的蛋白溶液，
(e)将钙盐溶液加入部分浓缩的蛋白溶液中至约5-约30mS，优选15-约25mS的电导率，以引起在部分浓缩的蛋白溶液中形成沉淀物，
(f)从部分浓缩的蛋白溶液除去沉淀物，
(g)将部分浓缩的蛋白溶液的蛋白浓度进一步增加至约50-约400g/L，优选约100-约250g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供浓缩的蛋白溶液，
(h)任选渗滤浓缩蛋白溶液，
(i)将浓缩蛋白溶液稀释在约2-约20，优选约10-约15体积水中，水的温度为约2° -约90°C，优选约10° -约50°C，更优选约20° -约30°C，
(j)将所得溶液酸化至约I. 5-约4. 4，优选约2. 0_约4. 0的pH，以制备酸化澄清蛋白溶液，
(k)任选净化酸化澄清蛋白溶液，
(I)将酸化澄清蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/L蛋白浓度，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供第二浓缩蛋白溶液，
(m)任选渗滤第二浓缩蛋白溶液，和
(n)任选干燥第二浓缩蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25)d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。[0082]或者，在氯化钙处理澄清后，可将部分浓缩的大豆蛋白溶液充分稀释以降低电导率,调节pH，然后浓缩和渗滤,然后干燥。
因此，在本发明又一方面，提供制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25)，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含
(a)将大豆蛋白源用水在至少约1°C，优选约15° -约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液，
(b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离，
(c)将蛋白水溶液部分浓缩至约50g/L或更小的蛋白浓度，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供部分浓缩的蛋白溶液，
(d)任选渗滤部分浓缩的蛋白溶液，
(e)将钙盐溶液，优选氯化钙水溶液加入部分浓缩的蛋白溶液中至5-约30mS，优选约15-约25mS的电导率，以引起在部分浓缩的蛋白溶液中形成沉淀物，
(f)从部分浓缩的蛋白溶液中除去沉淀物，
(g)将澄清，部分浓缩的蛋白溶液稀释在约O. 5-约20体积水，优选约I-约10体积水，更优选约2-约5体积水中，水的温度为约2 ° -约90 °C，优选约10° -约50 °C，更优选约20° -约30°C，
(h)将所得溶液酸化至约I. 5-约4. 4，优选约2. O-约4. O的pH，以制备酸化澄清蛋白溶液，
(i)任选净化酸化澄清蛋白溶液，
(j)将酸化澄清蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变以提供浓缩蛋白溶液，
(k)任选渗滤浓缩蛋白溶液，和
(I)任选干燥浓缩蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25) d. b.,优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。
虽然本发明主要涉及大豆蛋白分离物的制备，但考虑可提供具有和大豆蛋白分离物类似性质的较小纯度的大豆蛋白产品。此类较小纯度的产品可具有至少约60%重量(NX6. 25)d.b的蛋白浓度。
可将本发明的新的大豆蛋白产品与粉状饮料共混，用于通过将其溶于水中形成含水软饮料或运动饮料。此类共混物可以是粉状饮料。可将本文提供的大豆蛋白产品作为其水溶液提供，所述水溶液在酸PH值具有高清澈度和在这些pH值热稳定。
在本发明另一方面，提供在低pH热稳定的本文提供的大豆产品的水溶液。水溶液可以是饮料，其可以是其中大豆蛋白产品完全溶解和透明的澄清饮料，或者其中大豆蛋白产品不增加不透明度的不透明饮料。大豆蛋白产品在约PH 7-约pH 8也具有优良的溶解 度，提供具有优良清澈度和热稳定性的水溶液。在约PH 7-约pH 8制备的大豆蛋白产品的水溶液可以是饮料。
根据本文方法制备的大豆蛋白产品缺乏大豆蛋白分离物的特征性大豆味，不仅适合酸性介质的蛋白强化，还可用于蛋白分离物的广泛的常规应用，包括但不限于加工食品和饮料的蛋白强化、油的乳化、作为烘焙品的成型剂和截留气体的产品中的发泡剂。此外，可将该大豆蛋白产品形成蛋白纤维，可用于仿肉制品、可用作蛋白代用品或其中用蛋白作为粘合剂的食品的填充剂。该大豆蛋白产品可用于营养补充。该大豆蛋白产品的其它用途是宠物食品、动物饲料和工业和化妆品应用和个人护理产品。
发明一般描述提供大豆蛋白产品的方法的初始步骤包括用水增溶来自大豆蛋白源的大豆蛋白。大豆蛋白源可以是大豆或者从大豆加工衍生的任何大豆产品或副产品，包括但不限于大豆粉、豆柏(soy flake)、豆沙(soy grit)和豆粉。大豆蛋白源可采用全脂形式、部分脱脂形式或全脱脂形式使用。当大豆蛋白源含有显著量脂肪时，在加工期间一般需要除油步骤。从大豆蛋白源回收的大豆蛋白可以是天然存在于大豆中的蛋白，或者蛋白材料可以是通过基因操纵修饰但具备天然蛋白的特征性疏水和极性性质的蛋白。
在分批过程中，蛋白的增溶在约1°C -约100°C，优选约15-约35°C温度进行，优选伴有搅动以减小增溶时间，其通常为约I-约60分钟。优选进行增溶以尽可能多地从大豆蛋白源基本提取蛋白，以便提供总体高的产品收率。
在连续过程中，从大豆蛋白源提取蛋白以符合从大豆蛋白源进行蛋白连续提取的任何方式进行。在一个实施方案中，将大豆蛋白源与水连续混合，并通过具有一定长度的管道或导管以一定流速运送混合物，停留时间足以根据本文所述参数进行期望的提取。在此类连续程序中，蛋白增溶步骤在至多约10分钟的时间内迅速进行，优选进行增溶以尽可能多地从大豆蛋白源基本提取蛋白。在连续程序中增溶在约l°c -约100°C，优选约15°C -约35 °C温度进行。
提取在大豆蛋白源/水系统的天然pH，一般为约5-约7进行。或者，可根据需要将提取的PH通过使用任何方便的酸(通常盐酸)或者碱(通常氢氧化钠)调节至约I. 5-约11，优选约5-约7范围内的任何期望值。
在增溶步骤期间大豆蛋白源在水中的浓度可宽泛变化。典型的浓度值是约5-约15% w/vo
用水提取蛋白的步骤具有增溶可能存在于大豆蛋白源中的脂肪的另外作用，其然后导致脂肪存在于水相中。
从提取步骤获得的蛋白溶液一般具有约5-约50g/L，优选约10-约50g/L的蛋白浓度。
在提取步骤期间可存在抗氧化剂。抗氧化剂可以是任何方便的抗氧化剂，比如亚硫酸钠或抗坏血酸。所用抗氧化剂的量可以在溶液的约O. 01-约I重量％变化，优选约O. 05重量％。抗氧化剂用于抑制蛋白溶液中任何酚类的氧化。
然后可按任何方便的方式(比如通过采用沉降式离心机)将提取步骤产生的水相与残留的大豆蛋白源分离，接着通过圆盘离心和/或过滤以除去残留的大豆蛋白源材料。可将分离的残留大豆蛋白源干燥丢弃。或者，将分离的残留大豆蛋白源加工以回收一些残留蛋白。例如，可将分离的残留大豆蛋白源通过常规等电沉淀程序或任何其它方便的程序加工以回收此类残留蛋白。
当大豆蛋白源含有显著量脂肪时，如美国专利号5，844，086和6，005, 076 (转让给本发明受让人且其公开通过引用结合到本文中)所述，则可对分离的蛋白水溶液进行其中描述的脱脂步骤。或者，蛋白水溶液的脱脂可通过任何其它方便的程序实现。[0111]可将大豆蛋白水溶液用吸附剂比如粉状活性炭或粒状活性炭处理，以除去颜色和/或气味化合物。此类吸附剂处理可在任何方便的条件，一般在分离的蛋白水溶液的环境温度下进行。对于粉状活性炭，采用约O. 025% -约5% w/v，优选约O. 05% -约2% w/v的量。可通过任何方便的方式比如通过过滤从大豆蛋白溶液除去吸附剂。[0112]作为在提取pH加工蛋白水溶液的替代，可在如下讨论的进一步加工之前，将提取步骤产生的大豆蛋白水溶液的pH调节至约5-约7范围。此类pH调节可适当用任何方便的酸(比如盐酸)或碱(比如氢氧化钠)进行。如果需要，在PH调节之后和进一步加工之前，可将蛋白溶液通过任何方便的程序比如离心或过滤澄清。
然后将大豆蛋白水溶液浓缩以增加其蛋白浓度，同时维持其离子强度基本不变。一般进行此类浓缩以提供蛋白浓度为约50-约400g/L，优选约100-约250g/L的浓缩蛋白溶液。
浓缩步骤可通过符合分批或连续操作的任何方便的方式进行，比如通过采用任何方便的选择性膜技术，比如超滤或渗滤，其使用膜，比如中空纤维膜或螺旋卷绕膜，所述膜具有合适的分子量截止，比如约3，000-约1，000, 000道尔顿，优选约5，000-约100，000道尔顿，这已考虑不同的膜材料和结构，对于连续操作，尺寸允许蛋白水溶液穿过膜时期望的浓缩程度。
众所周知，超滤和类似的选择性膜技术允许低分子量物种穿过其中而防止较高分子量物种穿过。低分子量物种包括从源材料提取的低分子量材料，比如碳水化合物、颜料、低分子量蛋白和抗营养因子，比如胰蛋白酶抑制剂，它们本身是低分子量蛋白。通常选择膜的分子量截止以确保显著比例的蛋白保留在溶液中，同时允许污染物穿过，这已考虑不同的膜材料和结构。
在完全浓缩之前或之后，可对蛋白溶液进行渗滤步骤，其使用水或与蛋白溶液相同电导率和pH的盐水溶液。此类渗滤可用约2-约40体积渗滤溶液，优选约5-约25体积渗滤溶液进行。在渗滤操作中，通过随着渗透液穿过膜，从大豆蛋白水溶液除去其它量污染物。可进行渗滤操作直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中。此类渗滤可用与浓缩步骤相同的膜进行。但是，如果期望，渗滤步骤可用具有不同分子量截止的单独的膜进行，比如具有约3，000-约1，000, 000道尔顿，优选约5，000-约100，000道尔顿范围的分子量截止的膜，这已考虑不同的膜材料和结构。
在渗滤步骤至少一部分期间在渗滤介质中可存在抗氧化剂。抗氧化剂可以是任何方便的抗氧化剂，比如亚硫酸钠或抗坏血酸。在渗滤介质中采用抗氧化剂的量取决于所用材料，可在约O. 01-约I重量％变化，优选约O. 05重量％。抗氧化剂用于抑制存在于大豆蛋白溶液中任何酚类的氧化。
浓缩步骤和任选渗滤步骤可在任何方便的温度(一般为约2。-约60°C，优选约20° -约35°C )进行一段时间以实现期望的浓缩和渗滤程度。使用的温度及其它条件在一定程度上取决于用于进行膜加工的膜设备溶液的期望的蛋白浓度和将污染物清除至渗透液的效率。
例如，浓缩和/或渗滤步骤可通过利于连同其它污染物除去渗透液中的胰蛋白酶抑制剂的方式操作。通过使用较大孔径比如约30，000-约1，000，OOODa的膜、在提高的温度比如约30-约60°C操作膜和采用较大体积比如约20-约40体积渗滤介质，促进胰蛋白酶抑制剂的清除。
此外，通过将大豆材料暴露于使抑制剂的二硫键断裂或重排的还原剂可实现胰蛋白酶抑制剂活性的减小。合适的还原剂包括亚硫酸钠、半胱氨酸和N-乙酰基半胱氨酸。
此类还原剂的添加可在整个过程的各阶段进行。可将还原剂在提取步骤连同大豆蛋白源材料加入、可在除去残留大豆蛋白源材料后加入澄清的大豆蛋白水溶液内、可在渗滤之前或之后加入浓缩蛋白溶液内、可在渗滤之前或之后加入酸化，浓缩的蛋白溶液内或者可与干燥的大豆蛋白产品干燥共混。还原剂的添加可与如上所述膜加工步骤或者如下所述热处理步骤组合。
如果期望保留活性胰蛋白酶抑制剂在浓缩蛋白溶液中，这可通过利用具有较小孔径的浓缩和渗滤膜、在较低温度操作膜、采用较小体积渗滤介质和不采用还原剂而实现。
如果需要，可对浓缩和任选渗滤的蛋白溶液进行进一步脱脂操作，如美国专利号5，844，086和6，005, 076所述。或者，浓缩和任选渗滤的蛋白溶液的脱脂可通过任何其它方便的程序实现。
可将浓缩和任选渗滤的蛋白水溶液用吸附剂比如粉状活性炭或粒状活性炭处理，以除去颜色和/或气味化合物。此类吸附剂处理可在任何方便的条件，一般在浓缩蛋白溶液的环境温度下进行。对于粉状活性炭，采用约O. 025% -约5% w/v，优选约O. 05% -约2% w/v的量。可通过任何方便的方式比如通过过滤从大豆蛋白溶液除去吸附剂。
可对浓缩和任选渗滤的大豆蛋白溶液进行巴氏杀菌以减小微生物负载。此类巴氏杀菌可在任何期望的巴氏杀菌条件下进行。一般，将浓缩和任选渗滤的大豆蛋白溶液加热至约55° -约70°C，优选约60° -约65°C温度，约30秒-约60分钟，优选约10分钟-约15分钟。然后可将巴氏杀菌的浓缩大豆蛋白溶液冷却用于如下所述进一步加工，优选冷却至约20° -约35 °C温度。
在浓缩步骤和任选渗滤、脱脂、吸附剂处理和巴氏杀菌步骤之后，可将钙盐，通常氯化钙溶液，加入所得溶液内。这种添加引起形成主要含植酸盐的沉淀物。加入充足氯化钙以提供电导率一般为约5-约30mS，优选约15-约25mS的溶液。
虽然通常用氯化钙溶液进行钙盐的添加，但可使用其它钙盐的溶液。或者，可加入干燥形式的钙盐，此外，可使用其它碱土金属盐。
钙盐的添加可在约2°C -约70°C，优选约20°C -约35°C温度进行。在添加钙盐后，通过任何方便的方式比如通过离心或过滤从蛋白溶液除去沉淀的材料。
然后将从植酸盐沉淀物浓缩的蛋白溶液通过将保留物与水混合而稀释，水的体积为达到期望的稀释度所需。一般将浓缩蛋白溶液稀释约2-约20倍，优选约10-约15倍。浓缩蛋白溶液与之混合的水具有约2° -约90°C，优选约10° -约50°C，更优选约20° -约30°C温度。浓缩蛋白溶液的稀释导致蛋白沉淀物的形成。稀释溶液的酸化使蛋白再增溶，产生透明溶液，如下文详述进一步加工。或者，可通过任何方便的方式收集和干燥沉淀物。
然后通过加入任何合适的酸(比如盐酸或磷酸)，将稀释的保留物调节pH至约I. 5-约4. 4，优选约2. O-约4. O,以得到澄清的大豆蛋白水溶液。可通过任何方便的方式比如过滤将稀释和酸化的蛋白溶液任选净化。
可对酸化澄清的大豆蛋白溶液进行热处理以使不耐热的抗营养因子(比如胰蛋白酶抑制剂)失活，所述抗营养因子由于提取步骤期间从大豆蛋白源材料提取而存在于此类溶液中。此类加热步骤还提供减小微生物负载的另外的益处。一般，将蛋白溶液加热至约70°C -约160°C，优选约80°C -约120°C，更优选约85°C -约95°C温度，约10秒-约60分钟，优选约30秒-约5分钟。然后可将热处理的酸化大豆蛋白溶液冷却用于进一步加工，如下文描述，优选冷却至约2V -约60°C，优选约20°C -约35°C温度。
将酸化澄清的大豆蛋白溶液浓缩以增加其蛋白浓度，同时维持其离子强度基本不变。一般进行此类浓缩以提供蛋白浓度为约50-约300g/L，优选约100-约200g/L的浓缩蛋白溶液。浓缩步骤可通过符合分批或连续操作的任何方便的方式进行，比如通过采用任何方便的选择性膜技术，比如超滤或渗滤，其使用膜，比如中空纤维膜或螺旋卷绕膜，所述膜具有合适的分子量截止，比如约3，000-约1，000, 000道尔顿，优选约5，000-约100，000道尔顿，这已考虑不同的膜材料和结构，对于连续操作，尺寸允许蛋白水溶液穿过膜时期望的浓缩程度。
众所周知，超滤和类似的选择性膜技术允许低分子量物种穿过其中而防止较高分子量物种穿过。低分子量物种不仅包括食品级盐的离子物种，还包括从源材料提取的低分子量材料，比如碳水化合物、颜料、低分子量蛋白和抗营养因子。通常选择膜的分子量截止以确保显著比例的蛋白保留在溶液中，同时允许污染物穿过，这已考虑不同的膜材料和结构。
在完全浓缩之前或之后，可对蛋白溶液用水或稀释盐水溶液进行渗滤步骤。渗滤溶液可在其天然PH或者在等于被渗滤的蛋白溶液的pH或者在其之间的任何pH值。此类渗滤可用约2-约40体积渗滤溶液，优选约5-约25体积渗滤溶液进行。在渗滤操作中，通过随着渗透液穿过膜，从澄清的大豆蛋白水溶液除去其它量污染物。可进行渗滤操作直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中或者直至保留物已经充分纯化，以便当干燥时，提供蛋白含量为至少约90重量％干基的干燥分离物。此类渗滤可用与浓缩步骤相同的膜进行。但是，如果期望，渗滤步骤可用具有不同分子量截止的单独的膜进行，比如具有约3，000-约1，000, 000道尔顿，优选约5，000-约100，000道尔顿范围分子量截止的膜，这已考虑不同的膜材料和结构。
在渗滤步骤至少一部分期间在渗滤介质中可存在抗氧化剂。抗氧化剂可以是任何方便的抗氧化剂，比如亚硫酸钠或抗坏血酸。在渗滤介质中采用抗氧化剂的量取决于所用材料，可在约O. 01-约I重量％变化，优选约O. 05重量％。抗氧化剂用于抑制存在于大豆蛋白溶液中任何酚类的氧化。
浓缩步骤和任选渗滤步骤可在任何方便的温度(一般约2°C -约60°C，优选约20°C -约35°C )进行一段时间，以实现期望的浓缩和渗滤程度。使用的温度及其它条件在一定程度上取决于用于进行膜加工的膜设备溶液的期望的蛋白浓度和将污染物清除至渗透液的效率。
在大豆中有两种主要的胰蛋白酶抑制剂，即Kunitz抑制剂(它是分子量约21，000道尔顿的不耐热分子)和Bowman-Birk抑制剂(分子量约8，000道尔顿的对热更稳定的分子)。最终大豆蛋白产品中的胰蛋白酶抑制剂活性水平可通过操纵各种加工变量而控制。
如上文指出，酸化澄清大豆蛋白溶液的热处理可用于使不耐热的胰蛋白酶抑制剂失活。还可将部分浓缩或完全浓缩的酸化澄清大豆蛋白溶液热处理以使不耐热的胰蛋白酶抑制剂 失活。
与在较高pH(3. 0-4. 4)加工溶液相比，在较低pH(l. 5-3. O)酸化和膜加工稀释的蛋白溶液可减小胰蛋白酶抑制剂活性。当将蛋白溶液在PH范围低端浓缩和渗滤时，可期望在干燥之前使保留物的pH上升。通过加入任何方便的食品级碱比如氢氧化钠，可使浓缩和渗滤的蛋白溶液的PH上升至期望的值，例如pH 3。
如上文提到，浓缩和/或渗滤步骤可通过利于连同其它污染物除去渗透液中的胰蛋白酶抑制剂的方式操作。通过使用较大孔径比如约30，000-约1，000, OOODa的膜、在提高的温度比如约30-约60°C操作膜和采用较大体积比如约20-约40体积渗滤介质，促进胰蛋白酶抑制剂的清除。
此外，通过将大豆材料暴露于使抑制剂的二硫键断裂或重排的还原剂可实现胰蛋白酶抑制剂活性的减小。合适的还原剂包括亚硫酸钠、半胱氨酸和N-乙酰基半胱氨酸。
如果期望保留活性胰蛋白酶抑制剂在浓缩蛋白溶液中，这可通过利用具有较小孔径的浓缩和渗滤膜、在较低温度操作膜、采用较小体积渗滤介质和不采用还原剂而实现。
可将浓缩和任选渗滤的酸化蛋白水溶液用吸附剂比如粉状活性炭或粒状活性炭处理，以除去颜色和/或气味化合物。此类吸附剂处理可在任何方便的条件，一般在浓缩蛋白溶液的环境温度下进行。对于粉状活性炭，采用约O. 025% -约5% w/v，优选约
O.05% -约2% w/v的量。可通过任何方便的方式比如通过过滤从大豆蛋白溶液除去吸附剂。
可将浓缩和任选渗滤的酸化澄清大豆蛋白水溶液通过任何方便的技术干燥，比如喷雾干燥或冷冻干燥。在干燥之前可对大豆蛋白溶液进行上文描述的巴氏杀菌步骤。干燥大豆蛋白产品具有约60重量％蛋白过量的蛋白含量。优选干燥大豆蛋白产品是含有至少约90重量％蛋白，更优选至少约100重量％ (NX6. 25)的分离物。该大豆蛋白产品的植酸含量低，一般小于约I. 5%重量。通过部分浓缩和/或部分渗滤大豆蛋白水溶液，可以只是部分除去污染物，从而产生较小纯度的干燥大豆蛋白产品。
如上文指出，对本文所述制备大豆蛋白产品的程序有几种变化，包括对本文列出步骤的几种修改。
本文制备的大豆蛋白产品可溶于酸性水环境，使产品理想地掺入饮料(碳酸和非碳酸两者)内，以为其提供蛋白强化。此类饮料具有大范围的酸性PH值，范围为约2. 5-约5。可将本文提供的大豆蛋白产品以任何方便的量加入此类饮料中，以为此类饮料提供蛋白强化，例如每份供应至少约5g大豆蛋白。加入的大豆蛋白产品溶于饮料中且不影响饮料的清澈度，即使在热加工后。在通过溶于水使饮料复原(reconstitution)之前可将大豆蛋白产品与干燥饮料共混。在一些情况下，当存在于饮料中的组分可能对组合物保持溶于饮料中的能力产生不良作用时可能需要修改正常配方。
实施例
实施例I :
本实施例说明根据本发明一个实施方案制备干燥大豆蛋白分离物。
将20kg脱脂，最低限度热处理的豆粉在环境温度下加入200L反渗透纯水中，搅动30分钟以提供蛋白水溶液。通过离心除去残留豆粉的主体以提供173L蛋白含量为3. 68%重量的溶液。加入足够氯化钙使溶液的电导率上升至19mS，形成沉淀物。通过离心除去该沉淀物以提供133L蛋白含量为2. 15%的溶液。将该溶液与133L反渗透纯水合并，通过加入稀HCl使pH下降至3。所得溶液具有I. 03%重量的蛋白含量和14. 53mS的电导率。将该溶液通过过滤净化。在澄清后，获得总体积293L蛋白含量为O. 81%重量的溶液。
将293L过滤的蛋白溶液通过在具有5，000道尔顿分子量截止的PVDF膜上浓缩使体积减小至28kg。然后将浓缩蛋白溶液用140L反渗透纯水渗滤。所得渗滤，浓缩的蛋白溶液具有7. 35%重量的蛋白含量，代表初始过滤的蛋白溶液的收率为83. 5重量％。然后将渗滤，浓缩的蛋白溶液干燥以得到产物，发现其蛋白含量为101.96% (NX6.25)d.b。该产物称为 S005-A14-09A S800。
制备S005-A14-09A S800在水中的3. 2 % w/v蛋白溶液，用以透射模式运行的 HunterLab ColorQuest XE仪器评估颜色和清澈度。还用pH计测量pH。
pH、颜色和清澈度值在下表I列出
表1-S005-A14-09A S800 的 3. 2%蛋白溶液的 pH 和 HunterLab 评分
pH L* a* b* 雾度(％) S005-A14-09A S800 335 97.03 Λ23 10.25 OO
如从表I可见，S800溶液的颜色非常浅，检测不到雾度。
还用反射模式的HunterLab ColorQuest XE仪器评估干燥粉末的颜色。颜色值在下表2列出
表2-S005-A14-09A S800 干燥粉末的 HunterLab 评分
a*b*
-
S005-A14-09A S80086.040.119.90
如从表2可见，干燥产品的颜色非常浅。
实施例2:
本实施例含有通过实施例I方法制备的大豆蛋白分离物(S800)在水中的热稳定性评价。
制备S005-A14-09A S800在水中的2 % w/v蛋白溶液，将pH调节至3。用HunterLab通过雾度测量评估该溶液的清澈度。然后将该溶液加热至95°C，在该温度保持30秒，然后立即在冰浴中冷却至室温。然后再次测量热处理溶液的清澈度。
蛋白溶液在加热之前和之后的清澈度在下表3列出
表3-热处理对S005-A14-09A S800溶液清澈度的作用
雾度(％)
加热之前32
加热之后3.4[0167]如从表3结果可见，S800的初始溶液具有非常小的雾度。热处理对雾度水平影响很小。
实施例3:
本实施例含有通过实施例I方法制备的大豆蛋白分离物(S800)在水中的溶解度评价。基于蛋白溶解度(称为蛋白法，Morr等，J. Food Sci. 50 :1715-1718的程序的修改版本)和总产品溶解度(称为颗粒法(pellet method))测试溶解度。
将供应O. 5g蛋白的足量蛋白粉称入烧杯内，然后加入少量反渗透(RO)纯水，搅拌混合物直至形成光滑糊状物。然后加入另外的水使体积达到约45ml。然后用磁力搅拌器将烧杯内容物缓慢搅拌60分钟。在蛋白分散后立即测定pH，并用稀NaOH或HCl将pH调节至适当水平(2、3、4、5、6或7)。还在天然pH制备样品。对于pH调节的样品，测量pH并在60分钟搅拌期间校正2次。搅拌60分钟后，将样品用RO水补足至50ml总体积，得到I % w/v蛋白分散体。用LecoFP528Nitrogen Determinator测量分散体的蛋白含量。然后将分散体的等分试样(20ml)转移至预称重的离心管内，该离心管已在100°C烘箱中干燥过夜然后在干燥器中冷却，将管盖好。将样品在7800g离心10分钟，这使不溶材料沉积，得到澄清的上清液。通过Leco分析测量上清液的蛋白含量，然后弃去上清液和管盖，将颗粒状材料在设定为100°C的烘箱中干燥过夜。第二天早上将管转移至干燥器，让其冷却。记录干燥颗粒状材料的重量。通过将所用粉末的重量乘以系数((100-粉末含水量))/100)计算初始蛋白粉末的干重。然后以两种不同方式计算产品的溶解度
I)溶解度(蛋白法)) = (%上清液的蛋白/%初始分散体的蛋白)XlOO
2)溶解度(颗粒法)(％ ) = (I-(干燥不溶性颗粒状材料重量/((20ml分散体重量/50ml分散体重量)X干燥蛋白粉末初始重量)))X 100
实施例I制备的蛋白分离物在水中(1%蛋白)的天然pH值显示于表4 :
表4-以I %蛋白在水中制备的S800溶液的天然pH
权利要求
1.一种制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25) d.b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含 (a)将大豆蛋白源用任选含有抗氧化剂的水，在至少约1°C，优选约15°-约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液， (b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离， (c)任选将蛋白水溶液用吸附剂处理以从蛋白水溶液除去颜色和/或气味化合物， (d)将蛋白水溶液的蛋白浓度增加至约50-约400g/L，优选约100-约250g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选采用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，以提供浓缩蛋白溶液， (e)任选渗滤浓缩蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其完全浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (f)任选将浓缩和任选渗滤的蛋白溶液巴氏杀菌，优选在约55°-约70°C温度约30秒-约60分钟，更优选在约60° -约65°C约10-约15分钟，接着任选冷却至约20°C -约35°C温度， (g)将钙盐溶液，优选氯化钙水溶液加入浓缩和任选渗滤的蛋白溶液中至约5-约30mS，优选约15-约25mS的电导率，以引起在浓缩蛋白溶液中形成沉淀物， (h)从浓缩蛋白溶液除去沉淀物， (i)将澄清的浓缩蛋白溶液稀释在约2-约20体积水，优选约10-约15体积水中，水的温度为约2° -约90°C，优选约10° -约50°C，更优选约20° -约30°C， (j)将所得溶液酸化至约I. 5-约4. 4，优选约2. O-约4. O的pH，以制备酸化澄清的蛋白溶液， (k)任选净化酸化澄清的蛋白溶液， (I)将酸化澄清的蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，以提供第二浓缩蛋白溶液， (m)任选渗滤第二浓缩蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其完全浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约3，000-约1，000，000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (η)任选将第二浓缩和任选渗滤的蛋白溶液用吸附剂处理以除去颜色和/或气味化合物，和 (ο)任选干燥第二浓缩和任选渗滤的蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％(NX 6. 25) d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。
2.一种制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25) d.b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含(a)将大豆蛋白源用任选含有抗氧化剂的水，在至少约1°C，优选约15°-约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液， (b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离， (c)任选将蛋白水溶液用吸附剂处理以从蛋白水溶液除去颜色和/或气味化合物， (d)将钙盐溶液，优选氯化钙水溶液加入蛋白水溶液中至约5-约30mS，优选约15-约25mS的电导率，以引起在蛋白水溶液中形成沉淀物， (e)从大豆蛋白水溶液除去沉淀物， (f)将大豆蛋白溶液的蛋白浓度增加至约50-约400g/L，优选约100-约250g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选采用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，以提供浓缩蛋白溶液， (g)任选渗滤浓缩蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其完全浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约3，000-约.1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (h)任选将浓缩和任选渗滤的蛋白溶液巴氏杀菌，优选在约55°-约70°C温度约30秒-约60分钟，更优选在约60° -约65°C约10-约15分钟，接着任选冷却至约20°C -约.35°C温度， (i)将浓缩和任选渗滤的蛋白溶液稀释在约2-约20，优选约10-约15体积水中，水的温度为约2° -约90°C，优选约10° -约50°C，更优选约20° -约30°C， (j)将所得溶液酸化至约I. 5-约4. 4，优选约2. O-约4. O的pH，以制备酸化澄清的蛋白溶液， (k)任选净化酸化澄清的蛋白溶液， (I)将酸化澄清的蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，以提供第二浓缩蛋白溶液， (m)任选渗滤第二浓缩蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其完全浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约.3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (η)任选将第二浓缩和任选渗滤的蛋白溶液用吸附剂处理以除去颜色和/或气味化合物，和 (ο)任选干燥第二浓缩和任选渗滤的蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％(NX 6. 25) d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。
3.一种制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25) d.b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含 (a)将大豆蛋白源用任选含有抗氧化剂的水，在至少约1°C，优选约15° -约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液， (b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离， (c)任选将蛋白水溶液用吸附剂处理以从蛋白水溶液除去颜色和/或气味化合物， (d)将钙盐溶液，优选氯化钙水溶液加入蛋白水溶液中至约5-约30mS，优选约15-约25mS的电导率，以引起在蛋白水溶液中形成沉淀物， (e)从大豆蛋白水溶液除去沉淀物， (f)将蛋白水溶液部分浓缩至约50g/L或更小的蛋白浓度，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选采用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，以提供部分浓缩的蛋白溶液， (g)任选渗滤部分浓缩的蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其部分浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (h)将部分浓缩和任选渗滤的蛋白溶液稀释在约O.5-约20，优选约I-约10，更优选约2-约5体积水中，水的温度为约2° -约90°C，优选约10° -约50°C，更优选约20° -约30。。， (i)将所得溶液酸化至约I.5-约4. 4，优选约2. O-约4. O的pH，以制备酸化澄清的蛋白溶液， (j)任选净化酸化澄清的蛋白溶液， (k)将酸化澄清的蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，以提供浓缩蛋白溶液， (I)任选渗滤浓缩蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其完全浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (m)将浓缩和任选渗滤的蛋白溶液任选用吸附剂处理以除去颜色和/或气味化合物，和 (η)任选将浓缩和任选渗滤的蛋白溶液巴氏杀菌，优选在约55° -约70°C温度约30秒-约60分钟，更优选在约60° -约65°C约10-约15分钟，接着任选冷却至约20°C -约35°C温度，和 (ο)任选干燥浓缩和任选渗滤的蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％(NX6. 25)d.b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。
4.一种制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25) d.b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含 (a)将大豆蛋白源用任选含有抗氧化剂的水，在至少约1°C，优选约15° -约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液，(b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离， (c)任选将蛋白水溶液用吸附剂处理以从蛋白水溶液除去颜色和/或气味化合物， (d)将钙盐溶液，优选氯化钙水溶液加入蛋白水溶液中至约5-约30mS，优选约15-约.25mS的电导率，以引起在蛋白水溶液中形成沉淀物， (e)从蛋白溶液除去沉淀物， (f)将澄清的溶液用约O.5-约10体积水，优选约O. 5-约2体积水稀释，水的温度为约.2°C -约90°C，优选约10°C -约50°C，更优选约20°C -约30°C， (g)将所得溶液酸化至约I.5-约4. 4，优选约2. O-约4. O的pH，以制备酸化澄清的蛋白溶液， (h)任选净化酸化澄清的蛋白溶液， (i)将酸化澄清的蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/L蛋白浓度，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选用分子量截止为约3，000-约.1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，以提供浓缩蛋白溶液， (j)任选渗滤浓缩蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其完全浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约3，000-约.1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (k)任选将浓缩和任选渗滤的蛋白溶液用吸附剂处理以除去颜色和/或气味化合物， (I)任选将浓缩和任选渗滤的蛋白溶液巴氏杀菌，优选在约55° -约70°C温度约30秒-约60分钟，更优选在约60° -约65°C约10-约15分钟，接着任选冷却至约20°C -约.35°C温度，和 (m)任选干燥浓缩和渗滤的蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25)d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。
5.一种制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25) d.b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含 (a)将大豆蛋白源用任选含有抗氧化剂的水，在至少约1°C，优选约15°-约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约.10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液， (b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离， (c)任选将蛋白水溶液用吸附剂处理以从蛋白水溶液除去颜色和/或气味化合物， (d)将蛋白水溶液部分浓缩至约50g/L或更小，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选采用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约.100, 000道尔顿的膜，以提供部分浓缩的蛋白溶液， (e)任选渗滤部分浓缩的蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其部分浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约.3，000-约1，000，000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (f)将钙盐溶液加入部分浓缩的蛋白溶液中至约5-约30mS，优选15-约25mS的电导率，以引起在部分浓缩的蛋白溶液中形成沉淀物， (g)从部分浓缩的蛋白溶液除去沉淀物， (h)将部分浓缩的蛋白溶液的蛋白浓度进一步增加至约50-约400g/L，优选约100-约.250g/L,同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选采用分子量截止为约3，000-约.1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，以提供浓缩的蛋白溶液， (i)任选渗滤浓缩的蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其完全浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约3，000-约.1，000, 000道尔顿，优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，更优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (j)任选将浓缩和任选渗滤的蛋白溶液巴氏杀菌，优选在约55° -约70°C温度约30秒-约60分钟，更优选在约60° -约65°C约10-约15分钟，接着任选冷却至约20°C -约.35°C温度， (k)将澄清的保留物稀释在约2-约20，优选约10-约15体积水中，水的温度为约.2° -约90°C，优选约10° -约50°C，更优选约20° -约30°C， (I)将所得溶液酸化至约I. 5-约4. 4，优选约2. O-约4. O的pH，以制备酸化澄清的蛋白溶液， (m)任选净化酸化澄清的蛋白溶液， (η)将酸化澄清的蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/L蛋白浓度，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选采用分子量截止为约3，000-约.1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，以提供第二浓缩蛋白溶液， (ο)任选渗滤第二浓缩蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其完全浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约.3，000-约1，000，000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (P)任选将第二浓缩和任选渗滤的蛋白溶液用吸附剂处理以除去颜色和/或气味化合物，和 (q)任选干燥第二浓缩和任选渗滤的蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％(NX 6. 25) d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。
6.一种制备蛋白含量为至少约60重量％ (NX6. 25)，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品的方法，其包含 (a)将大豆蛋白源用任选含有抗氧化剂的水，在至少约1°C，优选约15°-约35°C温度提取，以引起大豆蛋白源中的大豆蛋白的增溶，以及形成蛋白含量为约5-约50g/L，优选约.10-约50g/L和pH为约I. 5-约11，优选约5-约7的蛋白水溶液， (b)将蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离， (c)任选将蛋白水溶液用吸附剂处理以从蛋白水溶液除去颜色和/或气味化合物， (d)将蛋白水溶液部分浓缩至约50g/L或更小的蛋白浓度，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选采用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约.5，000-约100，000道尔顿的膜，以提供部分浓缩的蛋白溶液，(e)任选渗滤部分浓缩的蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其部分浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约.3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (f)将钙盐溶液，优选氯化钙水溶液加入部分浓缩的蛋白溶液中至5-约30mS，优选约.15-约25mS的电导率，以引起在部分浓缩的蛋白溶液中形成沉淀物， (g)从部分浓缩的蛋白溶液除去沉淀物， (h)将澄清，部分浓缩的蛋白溶液稀释在约O.5-约20体积水，优选约I-约10体积水，更优选约2-约5体积水中，水的温度为约2° -约90°C，优选约10° -约50°C，更优选约.20° -约 30°C， (i)将所得溶液酸化至约I.5-约4. 4，优选约2. O-约4. O的pH，以制备酸化澄清的蛋白溶液， (j)任选净化酸化澄清的蛋白溶液， (k)将酸化澄清蛋白溶液的浓度增加至约50-约300g/L，优选约100-约200g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变，优选采用分子量截止为约3，000-约1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，以提供浓缩蛋白溶液， (I)任选渗滤浓缩蛋白溶液，优选用水或稀释盐水溶液，在其完全浓缩之前或之后，优选用约2-约40体积渗滤溶液，更优选约5-约25体积，优选用分子量截止为约3，000-约.1，000, 000道尔顿，更优选约5，000-约100，000道尔顿的膜，优选在渗滤步骤至少一部分期间存在抗氧化剂，优选直至没有显著其它量污染物或可见颜色存在于渗透液中， (m)任选将浓缩和任选渗滤的蛋白溶液用吸附剂处理以除去颜色和/或气味化合物， (η)任选将浓缩和任选渗滤的蛋白溶液巴氏杀菌，优选在约55° -约70°C温度约30秒-约60分钟，更优选在约60° -约65°C约10-约15分钟，接着任选冷却至约20°C -约.35°C温度，和 (ο)任选干燥浓缩和任选渗滤的蛋白溶液以提供蛋白含量为至少约60重量％(NX 6. 25) d. b.，优选至少约90重量％，更优选至少约100重量％的大豆蛋白产品。
7.权利要求
1-6中任一项的方法，其中所述浓缩步骤和/或任选渗滤步骤以利于除去胰蛋白酶抑制剂的方式操作。
8.权利要求
1-6中任一项的方法，其中所述浓缩和任选渗滤步骤在约2-约60°C，优选约20° -约35 °C温度进行。
9.权利要求
1-6中任一项的方法，其中在提取步骤期间和/或在浓缩步骤和任选渗滤步骤期间和/或在干燥之前和/或干燥的大豆蛋白产品中存在或加入还原剂使胰蛋白酶抑制剂的二硫键断裂或重排以减小胰蛋白酶抑制剂活性。
10.权利要求
1-6中任一项的方法，其中将所述酸化大豆蛋白溶液、所述部分浓缩的大豆蛋白溶液和/或所述浓缩大豆蛋白溶液进行热处理，以使不耐热的抗营养因子，包括不耐热的胰蛋白酶抑制剂失活，所述热处理在约70° -约160°C温度进行约10秒-约60分钟，优选在约80 °C -约120 V进行约30秒-约5分钟，更优选在约85 ° -约95 °C进行约30秒-约5分钟，然后任选将热处理的大豆蛋白溶液冷却至约2° -约60°C，优选约20° -约35°C温度，用于进一步加工。
11.一种大豆蛋白产品，其通过权利要求
1-6中任一项的方法制备。
12.—种酸性溶液或具有接近中性pH比如在约6-约8pH范围的溶液，其具有权利要求
11的大豆蛋白产品溶于其中。
13.权利要求
12的水溶液，其是饮料。
14.权利要求
11的大豆蛋白产品，将其与水溶性粉状材料共混用于制备共混物的水溶液。
15.权利要求
14的共混物，其是粉状饮料。
16.权利要求
11的大豆蛋白产品，其具有低植酸含量，优选小于约I.5重量％。
专利摘要
一种蛋白含量为至少约60重量％(N×6.25)d.b.的大豆蛋白产品，优选蛋白含量为至少约90重量％(N×6.25)d.b.的分离物，其通过以下形成将大豆蛋白源用水提取以形成具有约1.5-约11，优选约5-约7的pH的蛋白水溶液，并将所得蛋白水溶液与残留大豆蛋白源分离。将蛋白水溶液的蛋白浓度增加至约50-约400g/L，同时用选择性膜技术维持离子强度基本不变。将所得浓缩蛋白溶液任选渗滤，将钙盐，优选氯化钙加入浓缩和任选渗滤的蛋白溶液至5-约30mS的电导率。除去由于加入钙盐而形成的沉淀物，将所得澄清保留物稀释在约2-约20体积水中，然后酸化至约1.5-约4.4的pH，以制备酸化澄清的蛋白溶液。然后将酸化澄清的蛋白溶液浓缩和任选渗滤和任选干燥。该程序的变化可用于制备在酸性含水环境中可溶解，透明和热稳定的大豆蛋白产品。
文档编号A23J1/14GKCN102639000SQ201080039565
公开日2012年8月15日 申请日期2010年6月30日
发明者B·E·格林, B·戈斯内尔, K·I·塞加尔, M·施维策尔, S·梅迪纳 申请人:伯康营养科学(Mb)公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan