一種酸溶性大豆蛋白及其制備方法和在酸性飲料中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及大豆蛋白深加工及其應(yīng)用，特別是涉及一種超濾-滲濾膜分離技術(shù)制 備的大豆蛋白及其在功能性飲料中的應(yīng)用，屬于功能性食品領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 膜分離技術(shù)的成熟為SPI的制備開辟了一條新的途徑。用膜分離代替?zhèn)鹘y(tǒng)生產(chǎn)工 藝中的酸沉操作，生產(chǎn)濃縮蛋白或分離蛋白，可以提高蛋白質(zhì)的功能性，降低蛋白質(zhì)中的植 酸和酚類化合物的含量，提高生物學(xué)效價(jià)；降低蛋白質(zhì)中植酸、酚類化合物和鋁的含量，提 高蛋白質(zhì)的生物學(xué)效價(jià)：豆柏中含有胰蛋白酶抑制劑（分子量800?24000)通常被認(rèn)為是 有毒性或抗?fàn)I養(yǎng)的成分，它較耐高溫，不易失活，通過超濾法能夠有效除去；分離過程中溶 液的pH值不存在大的波動(dòng)、不存在相轉(zhuǎn)變，這樣蛋白質(zhì)的變性程度很小，能最大限度的保 持蛋白質(zhì)的天然特性；超濾膜能夠截留大豆乳清蛋白，從而提高蛋白質(zhì)回收率，避免環(huán)境污 染。但是，傳統(tǒng)的分離膜是由高分子聚合物材料制成的，其結(jié)構(gòu)型式有螺旋卷式、平板式和 多通道式，并已被許多分離過程所采用。但由于材料和結(jié)構(gòu)上的局限性，在使用溫度、壓力、 PH范圍、防震動(dòng)以及使用壽命方面均受到一定的限制。不銹鋼膜的出現(xiàn)則在一定程度上解 決了這些問題，主要利用透過液的流向和物料流向成垂直，高速流動(dòng)的液流不斷沖刷膜表 面，從而不會(huì)在過濾膜的表面形成濾餅而保持高的過濾速率。它使膜分離的應(yīng)用范圍有了 較大拓寬，可以在更苛刻的條件下獲得應(yīng)用。
[0003] 美國專利飲料US 20120295008A1和US 20130078355A1均公開了以CaCl2為提取 液，采用膜分離法制備了酸性飲料的大豆蛋白及其在運(yùn)動(dòng)飲料中的應(yīng)用，但是制備過程中 不涉及植酸酶的處理，所得產(chǎn)品植酸酶含量仍然較高，產(chǎn)品在水中溶解度有限；另外所用膜 分離器無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于采用不銹鋼膜超濾-滲濾技術(shù)制備一種酸溶性的大豆蛋白。本 發(fā)明所用的循環(huán)超濾滲濾濃縮系統(tǒng)設(shè)備簡單，成本低廉，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模操作，產(chǎn)率較高。
[0005] 本發(fā)明另一目的是提供酸溶性大豆蛋白在酸性飲料如運(yùn)動(dòng)飲料、碳酸飲料、果汁 飲料中的應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] 一種酸溶性大豆蛋白的制備方法，包括如下步驟：
[0008] (1)將豆柏與大豆蛋白提取液按1 :10?I :15(w/v，g/mL)的比例混合，攪拌30? 60min后離心15?20min，過濾棄去沉淀，取上清液，加入NaHSO 3，使其在上清液中的濃度為 0· 8?L 5g/L，靜置10?20min，加酸調(diào)pH至4. 0?5. 0 ;所述提取液為0&(：12或MgCl 2溶 液，豆柏為低溫脫脂豆柏或富含7S脫脂豆柏；
[0009] (2)向步驟⑴所得清液中加入植酸酶，在30?50°C下進(jìn)行酶解25?40min，酶 解完成后向溶液中加入1?2倍體積的蒸餾水，并加酸調(diào)pH至3. 0?4. 0 ;
[0010] (3)將步驟（2)中得到的溶液在30?50°C水浴條件下進(jìn)行循環(huán)超濾滲濾濃縮， 待體積濃縮為原來的1/8?1/12后，加入蒸餾水使其恢復(fù)至初始體積，重復(fù)超濾滲濾3? 5次，最后一次超濾滲濾后無需加入蒸餾水，將濃縮蛋白液直接經(jīng)巴氏殺菌、噴霧干燥后，即 得酸溶性大豆蛋白。
[0011] 所述提取液濃度為〇. 1?〇. 5mol/L的水溶液；所述調(diào)節(jié)pH的酸為醋酸、鹽酸、硫 酸、硝酸中的一種。
[0012] 所述離心的速率為3000?8000rmp。
[0013] 所述過濾采用紗布，所述紗布孔徑為200?400目。
[0014] 所述巴氏殺菌條件為85?95°C，5?20min。
[0015] 所述噴霧干燥條件為進(jìn)口溫度設(shè)為150?200°C，出口溫度設(shè)為50至100°C。
[0016] 所述循環(huán)超濾滲濾的膜材料選用不銹鋼膜；超濾滲濾設(shè)備參數(shù)為中空不銹鋼膜的 內(nèi)徑為1. 2?I. 6mm，外徑為2. 1?2. 5mm，其截留相對分子質(zhì)量為70?90kD ;蠕動(dòng)泵流量 范圍200?2300mL/min，轉(zhuǎn)速100?600r/min，轉(zhuǎn)速分辨率0· lr/min，功率40?60w，工作 環(huán)境0?40°C。
[0017] 該大豆蛋白的蛋白純度高達(dá)90?99%，植酸含量僅為0.665?0.694% ;在 pH3. 0?4. 0內(nèi)氮溶指數(shù)高達(dá)45?90% ;在酸性范圍內(nèi)，電位可達(dá)到30mV穩(wěn)定值，粒度集 中在10?50 μπι范圍內(nèi)。
[0018] 采用酸性飲料溶解所得大豆蛋白制得0. 5?1%濃度的蛋白復(fù)合液。
[0019] 所述酸性飲料為運(yùn)動(dòng)飲料、碳酸飲料、果汁飲料。
[0020] 本發(fā)明的酸溶性大豆蛋白是采用超濾-滲濾膜分離技術(shù)制備，所制備的大豆蛋白 的蛋白純度高達(dá)90?99%，植酸含量僅為0. 665?0. 694% ;在pH3. 0?4. 0內(nèi)氮溶指數(shù) 高達(dá)45?90%;酶解液起泡性較好，泡沫穩(wěn)定性較優(yōu)，泡沫細(xì)密呈乳白色；對Ca2+的耐受性 較好，對K +的耐受性較差；在酸性范圍內(nèi)，電位可達(dá)到30mV穩(wěn)定值，粒度集中在10?50 μ m 范圍內(nèi)。
[0021] 本發(fā)明還提供所述的酸溶性大豆蛋白在酸性飲料的應(yīng)用；如可用于佳得樂、脈動(dòng)、 雪碧、芬達(dá)、可口可樂、鮮榨果汁等溶解所得大豆蛋白制備功能性飲料。本發(fā)明的酸溶性大 豆蛋白采用運(yùn)動(dòng)飲料、碳酸飲料、果汁分別溶解制得0. 5?1%濃度的蛋白復(fù)合液，此復(fù)合 液具有低酸澀味，口感良好，澄清度較高等優(yōu)點(diǎn)；電子舌仿生學(xué)檢測結(jié)果推測此大豆蛋白的 添加對飲料原有風(fēng)味影響較小；通過體外模擬蛋白液與口腔唾液相互作用實(shí)驗(yàn)，顯微鏡觀 察結(jié)果也證明兩者混合后，大豆蛋白聚集程度較低。
[0022] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] 1)本發(fā)明所制備的酸溶性大豆蛋白采用超濾-滲濾膜分離技術(shù)制備，提高了蛋白 質(zhì)的功能性，降低蛋白質(zhì)中的酚類化合物、胰蛋白酶抑制劑等有毒有害物質(zhì)的含量。
[0024] 2)同時(shí)采用不銹鋼膜，高速流動(dòng)的液流不斷沖刷膜表面，從而不會(huì)在過濾膜的表 面形成濾餅而保持高的過濾速率，相比于現(xiàn)有技術(shù)僅能達(dá)到90%以下的蛋白產(chǎn)率，本發(fā)明 的蛋白廣率尚達(dá)90?99%，是一種真正的尚效率尚廣率技術(shù)。
[0025] 3)本發(fā)明所制備的酸溶性大豆蛋白制備階段加入了植酸酶進(jìn)行處理，有效降低了 植酸的含量，從而增大了大豆蛋白在水中的溶解度。
[0026] 4)本發(fā)明所制備的酸溶性大豆蛋白分離過程中溶液的pH值不存在大的波動(dòng)、不 存在相轉(zhuǎn)變，蛋白質(zhì)的變性程度很小，能最大限度的保持蛋白質(zhì)的天然特性；超濾膜能夠截 留大豆乳清蛋白，從而提高蛋白質(zhì)回收率，避免環(huán)境污染。
[0027] 5)由于膜分離具有分離和濃縮功能，可以簡化傳統(tǒng)食品生產(chǎn)的生產(chǎn)流程（取代兩 個(gè)或者更多的操作單元），進(jìn)行分級膜分離可提高處理效果；膜分離過程沒有相變，不破壞 天然大分子的天然結(jié)構(gòu)：與冷凍干燥、蒸發(fā)相比，膜分離的能耗較少；根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要 膜分離可以在低溫、常溫和較高的溫度下進(jìn)行，能夠保證熱敏性物質(zhì)不被破壞。
[0028] 6)本發(fā)明所采用的原料為富含7S組分的大豆脫脂豆柏，提取出的酸溶性大豆蛋 白中含有較多7S，具備降血脂、荷載鈣離子等功能性質(zhì)