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皇马vs维戈塞尔塔: 一種低值酸的大豆分離蛋白及其制備方法.pdf

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一種 低值 大豆 分離 蛋白 及其 制備 方法
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摘要
申請專利號:

CN201310377166.0

申請日:

2013.08.26

公開號:

CN103431159B

公開日:

2014.10.08

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):A23J 3/34申請日:20130826|||公開
IPC分類號: A23J3/34; A23J3/16 主分類號: A23J3/34
申請人: 華南理工大學
發明人: 楊曉泉; 楊娟; 王金梅; 肖武凱
地址: 510640 廣東省廣州市天河區五山路381號
優先權: 2013.05.16 CN 201310183095.0
專利代理機構: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245 代理人: 宮愛鵬
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310377166.0

授權公告號:

103431159B||||||

法律狀態公告日:

2014.10.08|||2014.01.15|||2013.12.11

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種低值酸的大豆分離蛋白及其制備方法,包括如下步驟:(1)首先將大豆濃縮蛋白與水混合,調節pH,攪拌,得到蛋白乳漿;(2)將蛋白乳漿進行膠體磨處理,然后進行噴射蒸煮,得到蛋白分散液;(3)再將上述蛋白分散液先進行酶解,再超濾;或者上述酶解和超濾任選其一進行;(4)將步驟(3)所得的漿液調pH,酸沉,離心,得到的蛋白沉淀重新溶于去離子水中,取可溶組分調節pH至中性,然后透析、噴霧干燥,即得大豆分離蛋白。所得產品具有良好的溶解性和較低的植酸含量,低可溶性糖及抗營養因子色澤較白、滋味清淡、無豆腥味,可作為專用蛋白配料應用于青少年及特定人群乳制品中。

權利要求書

權利要求書
1.  一種低值酸的大豆分離蛋白的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
(1)首先將大豆濃縮蛋白與水按1:10~1:15w/v的比例混合,調節pH7.0~9.0,攪拌1h~2h,得到蛋白乳漿;
(2)將蛋白乳漿進行膠體磨處理,然后將蛋白乳漿于120~150℃噴射蒸煮30~90s,得到蛋白分散液;
(3)再將上述蛋白分散液先進行酶解,再超濾;或者上述酶解和超濾任選其一進行;所述酶解是調pH5.0~7.0后,加入植酸酶和酸性磷酸酶,50℃攪拌酶解0.5h~2h;
(4)將步驟(3)所得的漿液調pH=4.5酸沉至少30min,再經離心,得到的蛋白沉淀重新溶于7~10倍體積去離子水中,取可溶組分調節pH至中性,然后在去離子水中透析、噴霧干燥,即得到低植酸、低異黃酮的大豆分離蛋白。

2.  根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,以每克大豆濃縮蛋白計,所述植酸酶和酸性磷酸酶的添加量分別為0.1g、0.05mg。

3.  根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述植酸酶的酶活為2萬U/g,酸性磷酸酯酶的酶活為3.0~10U/mg。

4.  根據權利要求1或2或3所述的制備方法,其特征在于,步驟(3)所述超濾選擇截留分子量80kD以上的超濾膜。

5.  根據權利要求1或2或3所述的制備方法,其特征在于,步驟(3)所述超濾之前先用紗布進行粗濾。

6.  根據權利要求1或2或3所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)所述膠體磨處理的條件為:角速度1000rpm,磨孔0.15mm,時間10min~20min。

7.  根據權利要求1或2或3所述的制備方法,其特征在于,步驟(4)所述離心條件為3000rpm~8000rpm,15~30min。

8.  根據權利要求1或2或3所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)蒸煮溫度為140℃。

9.  權利要求1~8任意一項方法制備的大豆分離蛋白,其特征在于,所述植酸含量≤6.41mg/g。

10.  根據權利要求9所述的大豆分離蛋白,其特征在于,所述蛋白產品植酸含量≤5.80mg/g,異黃酮含量≤0.074mg/g。

說明書

說明書一種低值酸的大豆分離蛋白及其制備方法
技術領域
本發明屬于食品加工技術領域,涉及具有低值酸、低異黃酮、低可溶性糖、溶解性好的大豆分離蛋白及制備方法。
背景技術
大豆濃縮蛋白(SPC)是用高質量的豆粕除去水溶性或醇溶性非蛋白部分后,所制得的含有65%(干基)以上蛋白質(N×6.25)的大豆蛋白產品。具有高凝膠性、乳化性或高分散性的特性,該蛋白可以提高產品的凈蛋白質含量,改善整體蛋白質氨基酸的可消化利用性,清除可溶性糖分從而減少多種抗營養因子的危害,也起到了降低美拉德反應在大豆加熱過程中對賴氨酸利用效率影響的作用;即蛋白消化利用率高、氨基酸含量高且組成平衡,抗營養因子含量較低且pH值及味道中性,制粒性能和流動性也較好,更加價格實惠,容易獲得。另一方面,大豆濃縮蛋白經醇提工藝制備后普遍存在溶解性不高、氮溶指數范圍只在5~12之間的問題,一些經過改造處理的商業大豆濃縮蛋白其使用特性也并非理想,由于加工工藝中除去了水溶性或醇溶性非蛋白部分,異黃酮等小分子物質含量較少,但植酸(P肌醇六磷酸,分子式:C6H18O24P6)含量并未減少。商業大豆濃縮蛋白中的植酸含量可達1%~2%,在SPC應用于乳制品生產中時,植酸的含量過高,不僅會直接影響到溶解特性,降低了乳制品中鈣的含量,也很大程度上影響了人體對乳制品中金屬元素如Ca、Mg、Zn、Cu和Fe等營養元素的吸收。在生理pH下,植酸與鈣形成不溶性鹽,使得鈣的利用率低。
按照常規方法制備的大豆分離蛋白存在植酸、雌激素類物質(異黃酮)、胰蛋白酶抑制物、抗營養因子、大豆抗原、鋁等問題。而大豆濃縮蛋白又存在著溶解性較差、色澤差、功能性受限和感官特性差的不足,嚴重影響了大豆蛋白在嬰兒奶粉等產品中的應用。現有大豆蛋白中,大豆分離蛋白中植酸含量約為19.37mg/g,商業大豆濃縮蛋白中植酸含量約為20.59mg/g。如單獨采用2萬U/g的食品級植酸酶,一般只能將植酸含量降低為原來的50%左右。而大豆異黃酮在大豆分離蛋白中存在也比較普遍,大豆分離蛋白中異黃酮總量約為0.72mg/g,商業SPC中的異黃酮含量約為0.44mg/g,且不容易去除。以上都是制約高品質大豆蛋白制備的因素。
發明內容
為了解決上述現有技術的不足之處,本發明的目的在于提供一種低值酸的大豆分離蛋白的制備方法,該方法克服了現有制備功能性大豆蛋白配料植酸(鹽)含量偏高不利于耐鈣以及植物雌激素異黃酮偏高的缺陷,也改善了商業功能性大豆濃縮蛋白溶解性差、色澤差、功能性受限和感官特性差的不足。
本發明的另一目的在于提供上述方法制備的高品質(低異黃酮、低值酸、低可溶性糖、溶解性好等)的大豆分離蛋白。
本發明的目的通過下述技術方案實現:
一種低植酸大豆分離蛋白的制備方法,包括如下步驟:
(1)首先將大豆濃縮蛋白與水按1:10~1:15w/v的比例混合,調節pH7.0~9.0,攪拌1h~2h,得到蛋白乳漿;
(2)將蛋白乳漿進行膠體磨處理,然后將蛋白乳漿于120~150℃噴射蒸煮30~90s,得到蛋白分散液;
(3)再將上述蛋白分散液先進行酶解,再用超濾膜過濾;或者上述酶解和超濾任選其一進行;所述酶解是調pH5.0~7.0后,加入植酸酶和酸性磷酸酶,50℃攪拌酶解0.5h~2h;
(4)將步驟(3)所得的漿液調pH=4.5酸沉至少30min,再經離心,得到的蛋白沉淀重新溶于7~10倍體積去離子水中,取可溶組分調節pH至中性,然后在去離子水中透析、噴霧干燥,即得到低植酸、低異黃酮的大豆分離蛋白。
優選地,以每克大豆濃縮蛋白計,所述植酸酶和酸性磷酸酶的添加量分別為0.1g、10mg。
優選地,所述植酸酶的酶活為2萬U/g,酸性磷酸酯酶的酶活為3.0~10U/mg。
優選地,步驟(3)所述超濾膜選擇截留分子量80kD以上的超濾膜。
優選地,步驟(3)所述超濾之前先用紗布進行粗濾。
優選地,步驟(2)所述膠體磨處理的條件為:角速度1000rpm,磨孔0.15mm,時間10min~20min。
優選地,步驟(4)所述離心條件為3000rpm~8000rpm,15~30min。
優選地,步驟(2)蒸煮溫度為140℃。
上述方法制備的大豆分離蛋白,其中植酸含量≤5.80mg/g,異黃酮含量≤0.074mg/g。
本發明采用商業的大豆濃縮蛋白(可以是任何形式的商業濃縮大豆蛋白)或者功能性的商業大豆濃縮蛋白為原料,利用連續高溫熱處理器直接對濃縮蛋白漿液進行噴射蒸煮處理,使其在高溫、高壓、高剪切的條件下進行充分的變性與反應,使原本處于蛋白質內部的疏水氨基酸殘基伸展,暴露于溶劑中,蛋白質三級結構展開,從而降低了蛋白質表面的 荷電量,進而減弱了蛋白質與鈣之間的靜電相互作用,并且由于高溫下植酸(鹽)一定程度的分解,從而使產品中的植酸含量下降,不僅降低了植酸與鈣等金屬離子的共沉淀作用,又減少了大豆球蛋白與金屬離子結合的有效位點,與此同時,連續水熱處理能夠大幅度提高蛋白的分子量,使75%以上的蛋白質分子量處于100kD以上,這為選擇截留分子量80kD或以上的超濾膜提供可能。總之,本發明在噴射蒸煮及復合酶處理之后,采用壓力驅動下的篩分小分子物質的超濾過程,即以切割分子量的大小作為標準,對料液進行進一步的分離以及濃縮,以達到進一步去除植酸等小分子物質的作用。
相對于現有技術,本發明具有如下優點和有益效果:
(1)本發明所得的經噴射蒸煮和雙酶并結合超濾技術制備的低值酸、低異黃酮的分離蛋白相對普通大豆濃縮蛋白具有良好的蛋白含量和氮溶指數,其中蛋白含量由制備前的63.57%提高到71.62~80.63%,氮溶指數由原來的8.77%提高到55.74%~76.48%。
(2)本發明噴射蒸煮所采用物料在高壓空氣作用下以高速湍流方式通過閃蒸閥,并與經過噴嘴的高溫蒸汽迅速混合,該溫度可達到140℃,可以一定程度的降解植酸(鹽)的作用。商業功能性大豆濃縮蛋白植酸含量20.59mg/g經噴射蒸煮、酶解、超濾后植酸可低于5.80mg/g(降為原來植酸(鹽)含量的≤28.17%)。同普通分離蛋白相比,大豆異黃酮含量可由0.74mg/g降為低于原來的10%,即≤0.074mg/g。
(3)本發明所得的經噴射蒸煮等方法制備的低值酸、低異黃酮的分離蛋白具有良好的色澤、滋味清淡、無豆腥味。
(4)本發明的粉末狀大豆蛋白使得低異黃酮、低值酸大豆蛋白作為特殊人群食品配料變得可能。該大豆蛋白制品具有低異黃酮和低植酸的特性,兼備了良好的溶解性和感官特性、可溶性糖含量低、,成本低廉、食用安全,加工工藝簡單,適于連續化生產,可作為高溶解性耐鈣、低異黃酮、低抗營養因子的蛋白專用配料應用于特定人群乳制品專用蛋白產品中。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明,但本發明要求?;さ姆段Р⒉瘓窒抻謔凳├硎齙姆段?。
對比實施例1
低溫脫脂豆粕粉200g(NSI=89,蛋白含量51%)過60目篩,以1:10w/v固液比分散于3L水溶液,用2mol/L氫氧化鈉調節pH值至8.0,室溫攪拌2小時后紗布過渣,8000rmp×20min離心并收集上清液。所得溶液用2mol/L鹽酸調pH4.5,靜置30分鐘后, 以6000rmp×15min離心,所得沉淀用去離子水清洗表面多次,吸掉殘留清蛋白,然后用濕重10倍水重新分散,再用2mol/L氫氧化鈉調pH值至7.5,去離子水透析,其中換水3次,噴霧干燥備用。
對比實施例2
商業功能性大豆濃縮蛋白。(蛋白含量63.57%,氮溶指數8.77%,植酸含量2.59%,異黃酮含量0.15mg/g)
實施例1
一種低植酸大豆分離蛋白的制備方法,包括如下步驟:
步驟一:200g的SPC(蛋白含量63.57%,氮溶指數8.77%,植酸含量2.59%,異黃酮含量0.15mg/g)以1:15w/v固液比分散于3000mL水溶液,調節pH9.0,室溫下攪拌2h;
步驟二:步驟一的分散液以角速度1000rpm,磨孔0.15mm,膠體磨處理10min;
步驟三:步驟二的處理液置于噴射蒸煮器中,140℃噴射蒸煮90s;
步驟四:步驟三蛋白漿液調pH4.5酸沉30min,再經離心后的蛋白沉淀重新溶于7倍體積去離子水中,取可溶組分調節pH至中性后去離子水中透析、噴霧干燥即可得到。
表1各對比實施例及實施例1的參數變化
 對比實施例1對比實施例2實施例1蛋白含量(%)88.363.5771.62NSI------8.7773.47蛋白提取率29.3-----55.55溶解性較好較差較好植酸含量(mg/g)19.3720.5914.81異黃酮(mg/g)0.740.15≤0.15接枝度2.883.721.89
經計算,同對比實施例2相比較,實施例1蛋白含量由63.57%提高為71.62%,NSI由8.77%提高到73.47%,植酸含量變為14.81mg/g,大豆異黃酮含量未發生明顯的變化,植酸含量下降為原來的71.93%,所制備的蛋白具有較好的溶解性,但植酸含量和異黃酮含量未顯著降低。
實施例2
一種低植酸大豆分離蛋白的制備方法,包括如下步驟:
步驟一:200g的SPC(蛋白含量63.57%,氮溶指數8.77%,植酸含量2.59%,異黃酮含量0.15mg/g)以1:15w/v固液比分散于3000mL水溶液,調節pH9.0,室溫下攪拌2h;
步驟二:步驟一的分散液以角速度1000rpm,磨孔0.15mm膠體磨處理10min;
步驟三:步驟二的處理液以140℃90s進行噴射蒸煮處理;
步驟四:將步驟三分散液調pH5.0后,加入20g植酸酶(2萬U/g)和10mg酸性磷酸酶(3.0~10U/mg),50℃攪拌酶解2h,水解植酸(鹽)后滅酶;
步驟五:步驟四蛋白漿液調pH4.5酸沉30min,再經離心后的蛋白沉淀重新溶于7倍體積去離子水中,取可溶組分調節pH至中性后,于去離子水中充分透析、噴霧干燥,即可得到。
表2各對比實施例及實施例2的參數變化
 對比實施例1對比實施例2實施例2蛋白含量(%)88.363.5777.19NSI-----8.7770.42蛋白提取率29.3-----48.61溶解性較好較差較好植酸含量(mg/g)19.3720.595.94異黃酮(mg/g)0.740.15≤0.15接枝度2.883.722.64
經計算,同對比實施例2相比較,蛋白含量由63.57%提高為77.19%,NSI由8.77%提高到70.42%,植酸含量變為5.94mg/g,大豆異黃酮含量未發生明顯的變化,植酸含量下降為原來的28.85%,所制備的蛋白具有較好的溶解性。
實施例3
一種低植酸大豆分離蛋白的制備方法,包括如下步驟:
步驟一:SPC200g(蛋白含量63.57%,氮溶指數8.77%,植酸含量2.59%,異黃酮含量0.15mg/g)以1:15w/v固液比分散于3000mL水溶液,調節pH9.0,室溫下攪拌2h;
步驟二:步驟一的分散液以角速度1000rpm,磨孔0.15mm膠體磨處理10min;
步驟三:步驟二的處理液以140℃90s進行噴射蒸煮處理;
步驟四:步驟三分散液調pH5.0后,加入20g植酸酶(2萬U/g)和10mg酸性磷酸酶(3.0~10U/mg),50℃攪拌酶解2h,水解植酸(鹽)后滅酶;
步驟五:步驟四分散液4層紗布粗濾后采用截留量80kDa超濾膜過濾。
步驟六:步驟五蛋白漿液調pH4.5酸沉30min,離心后的蛋白沉淀重新溶于7倍體積去離子水中,取可溶組分調節pH至中性后,于去離子水中充分透析、噴霧干燥,即可得到。
表3各對比實施例及實施例3的參數變化
 對比實施例1對比實施例2實施例3蛋白含量(%)88.363.5779.65NSI------8.7755.74蛋白提取率29.3------26.04溶解性較好較差良好植酸含量(mg/g)19.3720.595.80異黃酮(mg/g)0.740.15≤0.074接枝度2.883.722.13
經計算,與對比實施例2相比,蛋白含量由63.57%提高為79.65%,NSI由8.77%提高到55.74%,植酸含量變為5.80mg/g,植酸含量較實施例2降低0。14mg/mL,植酸含量下降為原來的28.17%,大豆異黃酮含量降為0.074mg/g,制備的蛋白具有較好的溶解性。
實施例4
一種低植酸大豆分離蛋白的制備方法,包括如下步驟:
步驟一:SPC200g(蛋白含量63.57%,氮溶指數8.77%,植酸含量2.59%,異黃酮含量0.15mg/g)以1:15w/v固液比分散于3L水溶液,調節pH9.0,室溫下攪拌2h;
步驟二:步驟一的分散液以角速度1000rpm,磨孔0.15mm膠體磨處理10min步驟三:
步驟二的處理液以140℃90s進行噴射蒸煮處理;
步驟四:步驟三分散液4層紗布粗濾后采用截留量80kDa超濾膜過濾;
步驟五:步驟四蛋白漿液調pH4.5酸沉30min,再經離心后的蛋白沉淀重新溶于7倍體積去離子水中,取可溶組分調節pH至中性后于去離子水中充分透析、噴霧干燥,即可得到。
表4各對比實施例及實施例4的參數變化
 對比實施例1對比實施例2實施例4蛋白含量(%)88.363.5780.63NSI------8.7776.48蛋白提取率29.3-----20.40溶解性較好較差良好植酸含量(mg/g)19.3720.596.41異黃酮(mg/g)0.740.15≤0.074接枝度2.883.722.49
同對比實施例2相比,蛋白含量由63.57%提高為80.63%,NSI由8.77%提高到76.48%,植酸含量變為6.41mg/g,略低于實施例3的5.80mg/g,植酸含量下降為原來的31.11%,大豆異黃酮含量降為0.074mg/g,制備的蛋白具有較好的溶解性,其溶解特性接近于對比實施例1,但蛋白的提取率相對較低。
附注:各蛋白粉色澤如下。
表5各實施例蛋白產品的色澤

測定了四種制備方法得到的SPI和商業大豆濃度蛋白的顏色。由表可知,以商業大豆濃縮蛋白作為對照,4種實施例色澤均白于商業的濃縮大豆蛋白。對應顏色的差值△Eab*大小排列順序為實施例4>實施例3>實施例2>實施例1。

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