專利名稱：制備大豆蛋白水分散體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及制備具有降低粘度的大豆蛋白水分散體的方法。本發(fā)明大體上還涉及通過本發(fā)明的方法制備的具有降低粘度的大豆蛋白水分散體及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
淀粉和蛋白質(zhì)已在各種粘合劑、粘結(jié)劑和涂料應(yīng)用中使用多年。例如，淀粉已被作為粘結(jié)劑用于紙張涂料的制備中，用于將顏料顆粒粘結(jié)在一起，以在紙張表面形成光滑的涂料基質(zhì)，而淀粉糊精已被用于紙張粘合劑的制備中，用于將密封劑再潤(rùn)濕以及用于紙箱的膠粘。蛋白質(zhì)也已作為粘結(jié)劑用于紙張涂料中。在另一個(gè)實(shí)例中，蛋白質(zhì)已與防水樹脂組合作為諸如尿素/甲醛樹脂等樹脂的替代品用于膠合板制備中。盡管淀粉和蛋白質(zhì)各自提供某些益處，但它們都分別具有各自的缺陷。例如，淀粉帶來例如經(jīng)濟(jì)和易于使用的益處，但是它們的粘結(jié)能力和諸如印刷光澤的表面涂料性質(zhì)差。具體而言，與其他粘合劑相比較，淀粉糊精受到相對(duì)低的干粘結(jié)強(qiáng)度的不利影響并且不能為干粘合劑提供顯著的防水性。蛋白質(zhì)具有優(yōu)于淀粉的粘結(jié)能力，然而，它們具有高分子量，并且與淀粉相比較極為粘稠。這使得它們更加難以使用。例如，蛋白質(zhì)需要在使用前進(jìn)行化學(xué)改性和/或解聚，以獲得適當(dāng)?shù)耐坎颊扯人?。相似地，盡管蛋白質(zhì)和防水樹脂的組合為粘合劑提供了良好的粘結(jié)能力以及良好的防水性，但與使用尿素/甲醛的制劑相比較，這種制劑，特別是使用未改性蛋白質(zhì)的那些制劑，受到高粘度和低固體含量的不利影響，這會(huì)不利地影響干燥時(shí)間和整體的產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方案中，描述了用于制備具有降低粘度的大豆蛋白水分散體的方法， 所述方法包括以下步驟(a)將大豆蛋白物質(zhì)與水組合，以形成具有初始粘度的大豆蛋白水分散體；和(b)將所述大豆蛋白水分散體保持在約20°C至約70°C的溫度下，并持續(xù)足夠的時(shí)長(zhǎng)以降低所述大豆蛋白水分散體的初始粘度。在第二個(gè)實(shí)施方案中，描述了用于制備具有降低粘度的大豆蛋白水分散體的方法，其中所述方法包括以下步驟(a)將大豆蛋白物質(zhì)與水組合，以形成具有初始粘度并且包含少于約1重量％添加劑的大豆蛋白水分散體；和(b)將所述大豆蛋白水分散體保持在約20°C至約70°C的溫度下，并持續(xù)足夠的時(shí)長(zhǎng)以降低所述大豆蛋白水分散體的初始粘度。在第三個(gè)實(shí)施方案中，描述了用于制備粘合劑或粘結(jié)劑的方法，所述方法包括以下步驟(a)將大豆蛋白物質(zhì)與水組合，以形成大豆蛋白水分散體；(b)將所述大豆蛋白水分散體保持在約20°C至約70°C的溫度下，并持續(xù)足夠的時(shí)長(zhǎng)以降低所述大豆蛋白水分
4散體的初始粘度；并且在步驟(b)之后將所述大豆蛋白水分散體與添加劑組合。在另一個(gè)方面，所述添加劑選自由以下組成的組中殺生物劑、分散劑、染料、填充劑、不溶粘料 (insolubilizers)、潤(rùn)滑劑、熒光增白劑、色素、增塑劑、樹脂、流變改進(jìn)劑、鹽、增粘劑、粘度穩(wěn)定劑、保水劑、及它們的混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，描述了包含通過以下方法形成的包括大豆蛋白水分散體的粘合劑、粘結(jié)劑、食品或飼料(a)將大豆蛋白物質(zhì)與水組合，以形成具有初始粘度的大豆蛋白水分散體；和(b)將所述大豆蛋白水分散體保持在約20°C至約70°C的溫度下，并持續(xù)足夠的時(shí)長(zhǎng)以降低所述大豆蛋白水分散體的初始粘度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，描述了通過以下方法形成的具有降低粘度的大豆蛋白水分散體(a)將大豆蛋白物質(zhì)與水組合，以形成具有初始粘度的大豆蛋白水分散體；和(b)將所述大豆蛋白水分散體保持在約20°C至約70°C的溫度下，并持續(xù)足夠的時(shí)長(zhǎng)以降低所述大豆蛋白水分散體的初始粘度。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明大體上涉及用于制備具有降低粘度的大豆蛋白水分散體的方法、所得的大豆蛋白水分散體及其應(yīng)用。通常，用于制備和使用粘合劑制劑的方法開始于將大豆蛋白物質(zhì)與水和一種或多種添加劑例如分散劑、染料、增塑劑、樹脂等組合。隨后，將粘合劑制劑涂布至待連接的表面，將表面壓在一起以獲得初始的結(jié)合，隨后將粘合劑在升高的溫度和壓力下固化一段時(shí)間，然后最終冷卻。在粘合劑制劑中，粘度是重要的特性。如果過于粘稠，則粘合劑制劑可能在待連接的物質(zhì)表面上很差地流動(dòng)/流入，很差地流過加工設(shè)備，并且當(dāng)與其他粘合劑成分混合時(shí)可能不會(huì)形成真正均勻的組合物。降低粘度的嘗試已包括降低粘合劑制劑的總固體含量。這些粘合劑制劑較不粘稠，但它們同樣固化過于緩慢，固化不佳，并且粘著性過低，以致無法使表面保持在一起直至固化完成。本文所述的發(fā)明通過改變制備這些粘合劑制劑的方法而解決了這些粘合劑制劑的粘度問題。在一個(gè)實(shí)施方案中，將大豆蛋白物質(zhì)與水組合以形成大豆蛋白水分散體，所述大豆蛋白水分散體經(jīng)處理以制備具有降低粘度并因此可被用于配制各種粘合劑和粘結(jié)劑以及食物和飼料產(chǎn)品的大豆蛋白水分散體。此方法利用了包含在大豆蛋白物質(zhì)中的一種或多種酶。在本發(fā)明的一個(gè)方面，在遺傳自起始大豆種子的大豆蛋白物質(zhì)中，來自起始大豆種子的種子預(yù)生長(zhǎng)酶仍然具有活性。水使這些酶活化，并且熱增加了這種活化/反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。已報(bào)道各種淀粉酶、脂肪酶、氧化酶和蛋白酶在能萌發(fā)的大豆種子中均具有活性。然而， 應(yīng)注意的是蛋白酶使大豆蛋白物質(zhì)中的蛋白質(zhì)解聚，這由此降低了由包含添加的蛋白酶的大豆蛋白物質(zhì)制備的粘合劑和粘結(jié)劑組合物的粘合和粘結(jié)能力。酶通常是熱敏感的。與可能會(huì)使大豆蛋白物質(zhì)經(jīng)歷可能抑制這些酶的溫度的傳統(tǒng)方法不同，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)在使這些酶活化方面特別有效的溫度。本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)大豆蛋白水分散體的粘度降低被添加劑和雜質(zhì)抑制。因此，在另一個(gè)方面，本發(fā)明將大豆蛋白物質(zhì)與水組合，并且允許在其他物質(zhì)例如添加劑與大豆蛋白水分散體組合之前進(jìn)行粘度降低過程。本發(fā)明提供了若干優(yōu)點(diǎn)。例如，使用本公開方法的大豆蛋白水分散體可以用于增加淀粉糊精基粘合劑的干強(qiáng)度和防水性以及降低蛋白質(zhì)基粘合劑制劑的粘度，而不影響蛋白質(zhì)的結(jié)合能力，由此允許增加的固體制劑。此外，期望包含新蛋白質(zhì)的組合物可以用于制備具有高于淀粉基粘結(jié)劑制劑的粘結(jié)強(qiáng)度和改善光澤的紙張涂料組合物和涂劑組合物。大豆蛋白物質(zhì)在本發(fā)明的一個(gè)方面，大豆蛋白物質(zhì)包括來自脫脂的含油種子的物質(zhì)。通過許多不同的方法可以將脂肪基本上從脫殼的含油種子除去。例如，可以通過簡(jiǎn)單地?cái)D壓脫殼的種子除去脂肪。也可以通過用有機(jī)溶劑例如己烷提取而從脫殼的種子除去脂肪。溶劑提取方法通常在被弄平成片的脫殼的含油種子上進(jìn)行。這種提取的產(chǎn)物被稱為含油種子“白片”(white flake)。例如，大豆白片通常通過將脫殼的大豆壓成平片并且通過己烷提取從片除去大部分殘留油內(nèi)含物而獲得?？梢酝ㄟ^許多方法將殘留的溶劑從得到的“白片”除去。在一個(gè)過程中，通過使含油種子白片經(jīng)過包含熱溶劑蒸氣的室來提取溶劑。隨后可以通過在至少約75°C的溫度下，使大豆白片經(jīng)過包含己烷蒸氣的室而除去殘留的己烷。在這樣的情況下，大量的殘留己烷從片中揮發(fā)，并且可以隨后使用例如真空提取的方法移除。通過此步驟產(chǎn)生的物質(zhì)被稱為“閃蒸脫溶劑的含油種子白片”。隨后，通常將閃蒸脫溶劑的含油種子白片研磨以產(chǎn)生顆粒物質(zhì)。然而，如果需要，可以將閃蒸脫溶劑的含油種子白片直接用于本發(fā)明的方法中。適用于本發(fā)明方法的另一種大豆蛋白物質(zhì)來自這樣的物質(zhì)，此物質(zhì)通過被稱為 “烘烤”的方法從含油種子白片除去己烷而獲得。在此方法中，將己烷提取的含油種子白片在至少約105°C的溫度下通過包含蒸氣的室。這導(dǎo)致片中的溶劑揮發(fā)并且與蒸氣一起被帶走。生成的產(chǎn)品被稱為“經(jīng)烘烤的含油種子白片”。這類含油種子物質(zhì)例如大豆粉用于廣泛的各種其他應(yīng)用中并且可容易地由商業(yè)來源獲得?？蛇m合使用的含油種子物質(zhì)的其他實(shí)例包括油菜籽粉(canola meal)、亞麻籽粉、葵花粉、棉籽粉、花生粉、羽扇豆粉及它們的混合物。來源于谷物的蛋白質(zhì)例如小麥面筋或玉米面筋粉對(duì)于此應(yīng)用而言也可能是適合的蛋白質(zhì)來源。大豆蛋白物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)可以根據(jù)含油種子片或粉的受熱歷程而改變?？梢杂糜趲椭u(píng)價(jià)含油種子片或粉內(nèi)蛋白質(zhì)的熱沖擊程度或加熱程度的度量是蛋白質(zhì)分散指數(shù)(Protein Dispersability Index, PDI)。PDI是研磨程度的度量，脫溶劑的含油種子片或粉可以分散在水中，而沒有顆粒沉降。PDI通常根據(jù)AOCS Ba 10a_05，在標(biāo)準(zhǔn)化條件下通過測(cè)量可分散于水中的樣品中氮的百分比來測(cè)定。PDI經(jīng)常被用于確定含油種子片或粉。例如，未額外加熱(未烘烤)而制備的常規(guī)大豆蛋白片將具有大于85的PDI值，并且片中的蛋白質(zhì)的特征在于是天然的(未變性)， 其中變性是指以下過程通過該過程，蛋白質(zhì)由于化學(xué)(酸、堿、離散劑、水解酶等)或物理 (熱、剪切等)方法而失去天然構(gòu)型和構(gòu)象。大豆蛋白物質(zhì)的性質(zhì)還可能顯示出取決于片中存在的天然蛋白和變性蛋白的程度。因此，PDI可以被用作大豆蛋白物質(zhì)的某些化學(xué)和物理性質(zhì)的指標(biāo)。大豆蛋白物質(zhì)的這種性質(zhì)的實(shí)例包括在天然PH下的蛋白質(zhì)溶解度、粘度、 顏色和賴氨酸改性的程度。因此，與幾乎沒有熱歷程(PDI為70)至沒有熱歷程(PDI為90) 的大豆蛋白片相比，具有強(qiáng)的熱歷程且PDI為20的大豆蛋白片通常形成更粘稠的分散體。通?？色@得的大豆粉的三個(gè)等級(jí)為90PDI (未烘烤的)、70PDI (略微烘烤的)和 20PDI (強(qiáng)烈烘烤的)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到可以制備多個(gè)中間的等級(jí)，并且甚至更強(qiáng)的加熱會(huì)產(chǎn)生更低PDI的粉末。商業(yè)上銷售的研磨蛋白質(zhì)粉通常以研磨篩分粒度(Ground Mesh Size)/PDI表示。例如，100/90是通過100目篩并且蛋白質(zhì)分散指數(shù)為90% 的研磨大豆蛋白粉。另一方面，200/20大豆蛋白粉是指粉通過200目篩，但PDI僅為20%。在一個(gè)實(shí)施方案中，大豆蛋白物質(zhì)的PDI值為約20至約90。在另一個(gè)實(shí)施方案中，大豆蛋白物質(zhì)的PDI值為約70至約90。水在本公開的方法中，已發(fā)現(xiàn)水質(zhì)量可能對(duì)大豆蛋白水分散體的粘度降低率和程度有影響。盡管一些無機(jī)化合物似乎不會(huì)影響粘度降低過程，但一些有機(jī)物質(zhì)似乎會(huì)抑制粘度降低。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中將大豆蛋白物質(zhì)與基本上干凈的水組合，并且允許粘度降低過程在將其他化合物添加至分散體混合物前進(jìn)行。合適水的來源包括例如飲用水、蒸餾水及它們的混合物。添加劑本發(fā)明描述了用于制備具有降低粘度的大豆蛋白水分散體以及粘合劑或粘結(jié)劑的方法，其包括形成具有初始粘度并且包含少于約1重量％添加劑的大豆蛋白水分散體。 在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述添加劑可以選自以下組成殺生物劑、分散劑、染料、填充劑、不溶粘料、潤(rùn)滑劑、熒光增白劑、色素、增塑劑、樹脂、流變改進(jìn)劑、鹽、增粘劑、粘度穩(wěn)定劑、保水劑、及它們的混合物。^^可以任何方式和順序?qū)⑺痛蠖沟鞍孜镔|(zhì)組合。在一個(gè)方面，將大豆蛋白物質(zhì)加入水中。在另一個(gè)方面，將水加入大豆蛋白物質(zhì)中以產(chǎn)生大豆蛋白水分散體。在第二個(gè)方面，將水在與大豆蛋白物質(zhì)組合之前預(yù)加熱。在另一個(gè)方面，大豆蛋白水分散體的溫度為約 20°C至約70°C?？蛇x地，大豆蛋白水分散體的溫度為約30°C至約60°C。在另一個(gè)方面，大豆蛋白水分散體的溫度為約40°C至約50°C。本發(fā)明的方法可以持續(xù)進(jìn)行任何時(shí)長(zhǎng)，以足以降低大豆蛋白水分散體的粘度，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能夠根據(jù)大豆蛋白水分散體的溫度、大豆蛋白物質(zhì)和期望的粘度來確定合適的時(shí)長(zhǎng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，約5分鐘至約20小時(shí)的時(shí)間段足以獲得具有降低粘度的大豆蛋白水分散體。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以使用約30分鐘至約3個(gè)小時(shí)的時(shí)間段。本發(fā)明的方法可以在任何固體水平下進(jìn)行。通常，大豆蛋白水分散體的固體重量％的值在約至約50%的范圍內(nèi)?？蛇x地，大豆蛋白水分散體的固體％的值在約10% 至約40%的范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，大豆蛋白水分散體的固體％的值在約20%至約 40%的范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，大豆蛋白水分散體的固體％的值在約30%至約40% 的范圍內(nèi)。大豆蛋白水分散體的降低粘度可以是粘度與起始值相比較的任何降低。通常，所述降低粘度可以在初始值的約95%至初始值的約的范圍內(nèi)，通過用最終的粘度值除以初始粘度值再乘以100而確定。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述降低粘度可以在初始值的約80% 至初始值的約2%的范圍內(nèi)。通過本發(fā)明的方法制備的包含大豆蛋白水分散體的組合物可以用于制備粘合劑和粘結(jié)劑。粘合劑(adhesive)應(yīng)用的實(shí)例包括但不限于石膏、連接復(fù)合物、密封劑、瓦楞紙板、層壓粘合劑(laminating adhesives)、紙箱密封劑、再潤(rùn)濕粘合劑、木膠、膠合板粘合劑、刨花板(strand board)粘合劑等。粘結(jié)劑(binder)應(yīng)用的實(shí)例包括但不限于墻板、顆粒板、吊頂板材(ceiling tile)、紙張涂料(paper coatings)和涂劑(paints) 0在本公開的內(nèi)容中，粘合劑是用于將存在的基質(zhì)膠粘在一起的物質(zhì)，粘結(jié)劑是用于將其他物質(zhì)粘結(jié)在一起以形成新基質(zhì)的物質(zhì)。然而，應(yīng)理解粘合劑和粘結(jié)劑制劑可以包含相似的成分。還應(yīng)理解，許多含水的粘合劑和粘結(jié)劑制劑利用具有不同純度的水。本公開的方法使用基本上可飲用的水，然而可能地可以利用任何水來源例如生產(chǎn)用水。本公開用于制備大豆蛋白水分散體的方法可以用于提供層壓操作中的粘合劑性質(zhì)。通常，層壓制劑包含20份的粘合劑例如糊精、10份的填充劑例如粘土或碳酸鈣、5份作為增塑劑的尿素或甘油、5份作為增粘劑和粘度穩(wěn)定劑的硼砂，水分散體中的總固體含量為 40-50%。通過本公開的方法生成的蛋白質(zhì)組合物可用于取代環(huán)糊精成分，以改善層壓材料的干粘附，并改善粘合劑的防水性。本公開用于制備大豆蛋白水分散體的方法可以用于制備膠合板。在膠合板生產(chǎn)中，粘合劑例如尿素-甲醛通常用于將板的各層粘結(jié)在一起以形成多層膠合板。通過本公開方法制備的蛋白質(zhì)組合物與防水樹脂的組合可用于代替膠合板生產(chǎn)中的尿素-甲醛粘合劑。在通常的制劑中，可以將50份的蛋白質(zhì)組合物添加至92份的溫水(通常為 40°C至50°C )，其隨后反應(yīng)約2至3小時(shí)。隨后將其與10份的防水樹脂例如Kymene樹脂 (Hercules, Inc.)以及20份的增塑劑例如尿素組合，以提供用于膠粘多膠合板的41 %總固體的粘合劑制劑。根據(jù)需要，也可以使用其他添加劑例如流變改進(jìn)劑、殺生物劑、鹽、保水劑寸。此外，用于制備本公開的大豆蛋白水分散體的方法可以用在涂料例如紙張涂料和涂劑的制備中。例如，通過本公開方法制備的蛋白質(zhì)組合物可以用作紙張涂料制劑生產(chǎn)中的粘結(jié)劑。優(yōu)選地，當(dāng)用于紙張涂料的制備中時(shí)，通過本公開方法制備的蛋白質(zhì)組合物為分散的形式。通常，紙張涂料制劑包括色素例如粘土、硫酸鈣或碳酸鈣；粘結(jié)劑例如乳膠、 聚乙烯醇、淀粉、或蛋白質(zhì)、及它們混合物；以及各種其他添加劑例如潤(rùn)滑劑、不溶粘料、流變改進(jìn)劑、熒光增白劑、保水劑、分散劑、殺生物劑、染料等。期望在紙張涂料中使用通過本公開方法制備的新蛋白質(zhì)組合物能夠使經(jīng)涂布的產(chǎn)品具有改善的疏水性、改善的墨水保持 (holdout)和改善的印刷性質(zhì)。通常，在紙張涂料制備中，使用約100份量的色素。紙張涂料的粘結(jié)劑組分通常以基于色素約5至約20份的量使用。紙張涂料組合物中期望的任何其他成分例如潤(rùn)滑劑、流變改進(jìn)劑、保水劑等可以公知的常規(guī)量例如基于色素0. 5份的量使用。包括通過本公開方法制備的大豆蛋白水分散體的涂料可以任何常規(guī)方式涂布至表面，例如纖維素網(wǎng)的表面。通常，可以通過使用輥涂機(jī)、棒式涂布機(jī)、刮刀涂布機(jī)、薄膜壓式涂布機(jī)、氣刀涂布機(jī)、簾幕涂飾機(jī)、噴涂機(jī)等將涂料涂布至表面上。此外，用于制備本公開大豆蛋白水分散體的方法可以用于鑄造廠應(yīng)用。例如，在鐵燧石小球的制備中，本公開的大豆蛋白水分散體可以用于在燒制以形成鐵燧石小球之前粘結(jié)綠鐵燧石礦石。在用于燒掉有機(jī)物質(zhì)并產(chǎn)生強(qiáng)度足以經(jīng)受向鑄造廠運(yùn)輸?shù)牡V物質(zhì)小球的初始燒制步驟之前，可以將通過本公開方法制備的大豆蛋白水分散體與量足以允許形成能夠抵抗崩解的綠鐵燧石小球的研磨鐵燧石礦石組合。此外，用于制備本公開大豆蛋白水分散體的方法可以用于制備各種食物和飼料產(chǎn)品。植物蛋白對(duì)于制造的食品和許多動(dòng)物飼料組合物而言是有用的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑。通過本公開方法制備的大豆蛋白水分散體可用于其中降低粘度對(duì)食品或飼料產(chǎn)品而言為有益性質(zhì)的那些情況。實(shí)施例在以下實(shí)施例中說明了根據(jù)本發(fā)明一些方面的方法。以下測(cè)試步驟用于評(píng)價(jià)實(shí)施例中提供的產(chǎn)品的性質(zhì)以及產(chǎn)品的應(yīng)用。測(cè)試步驟粘合劑的通用制備如下所述，以在水中的干粉末分散體的形式制備大豆蛋白粉組合物。例如，在干法制備中，在稱量天平上稱量大豆蛋白粉，精確至0. Olg，將干粉末緩慢地加入至750ml金屬燒杯中的預(yù)加熱的水中，所述金屬燒杯固定在熱水浴中。通過具有擠壓型(implosion-type)刀片設(shè)計(jì)的Lightning混合器提供機(jī)械攪拌。將分散體攪拌5分鐘，轉(zhuǎn)移至500ml可密封的玻璃缸中并蓋上蓋子。將內(nèi)含物連續(xù)地加熱，直至所示時(shí)間和溫度為止。粘合劑制劑的應(yīng)用在標(biāo)準(zhǔn)的 6X5/8 英寸(15X1. 75cm)壓舌板(tongue depressors) (Crosstex)上繪制2-英寸線。自壓舌板末端至2-英寸線的計(jì)算的面積等于1平方英寸。將獲自以下實(shí)施例的粘合劑分散體添加至壓舌板，自2-英寸線開始，涂布至壓舌板的末端，直至大致深度為1英寸的1/8。將具有粘合劑的壓舌板的樣品置于正方形的標(biāo)準(zhǔn)TAPPI吸墨紙(blotter paper)上，并將其置于標(biāo)準(zhǔn) TAPPI 手抄紙印刷機(jī)(handsheet press) (Noram,Ponte Clare, Quebec, Canada)的底部壓印盤(bottom platen)上。將第二個(gè)壓舌板置于涂布有粘合劑的各壓舌板上方，使得2-英寸標(biāo)線匹配圓形壓舌板邊緣的邊緣。將第二個(gè)吸墨紙方塊置于樣品組上，并且向手抄紙印刷機(jī)的頂部壓印盤添加快速螺栓，并用快速螺栓固定。將樣品在60 ^的壓力下壓5.5分鐘。這被認(rèn)為是濕壓循環(huán)。在濕壓循環(huán)之后，從手抄紙印刷機(jī)移除樣品，并且在250 0F的溫度下將樣品置于Emerson快速干燥器(Emerson Apparatus, Portland,Maine)組上。在快速干燥器蓋上方放置30磅的重量，并且將樣品熱壓15分鐘。 這被認(rèn)為是熱壓循環(huán)。15分鐘之后，將樣品自快速干燥器移除，并且在環(huán)境實(shí)驗(yàn)室條件下置于一旁冷卻和平衡約20小時(shí)。在測(cè)試前將測(cè)試帶邊緣上的過量粘合劑除去。隨后通過下述方法對(duì)單獨(dú)的樣品進(jìn)行粘合強(qiáng)度測(cè)試。粘合劑制劑的強(qiáng)度測(cè)試使用我們自己設(shè)計(jì)的粘合強(qiáng)度測(cè)試評(píng)價(jià)不同組合物的粘結(jié)能力。在與具有數(shù)字顯不器(EltctroCraft⑧，Model Motomatic II，Reliance Motion Control，Inc.，Eden Prairie, MN)的電子控制器連接的電動(dòng)馬達(dá)上裝配1/4英寸軸(馬達(dá)驅(qū)動(dòng))。3英寸直徑的橡膠0-環(huán)將此軸連接至另一個(gè)具有1. 5英寸滑輪的驅(qū)動(dòng)軸/軸承組件(固定驅(qū)動(dòng))上。 將15英寸尼龍繩的一端固定至此軸，繩的游離端中具有固定的圈。調(diào)節(jié)馬達(dá)速度，使得1.5 英寸滑輪以12rpm旋轉(zhuǎn)。通過水平的U形壓印盤將膠粘的壓舌板的測(cè)試樣品固定在末端。 將成圈的尼龍繩的末端置于處于膠粘區(qū)域中心的測(cè)試帶的周圍。這允許測(cè)試樣品的中心通過與電動(dòng)馬達(dá)的尼龍繩的圈被自由地拉扯，而測(cè)試帶的邊緣被水平的U形壓印盤固定。通過相對(duì)于固定驅(qū)動(dòng)升高或降低馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而調(diào)節(jié)0-環(huán)的張力，以在3. 0-3. 5盎司-英寸的活動(dòng)馬達(dá)上得到空白的讀數(shù)。在各系列測(cè)試帶評(píng)價(jià)之前進(jìn)行無負(fù)載空白。對(duì)于單個(gè)測(cè)試樣品，
9從記錄的破壞轉(zhuǎn)矩中減去此平均空白讀數(shù)。為了測(cè)量測(cè)試樣品，將馬達(dá)打開并且由于膠粘的測(cè)試樣品的抵抗力而使繩變得繃緊。數(shù)字顯示器表明馬達(dá)上的轉(zhuǎn)矩升高。檢測(cè)轉(zhuǎn)矩顯示直至測(cè)試樣品在中心破壞，記錄最大轉(zhuǎn)矩讀數(shù)。最少制備5個(gè)測(cè)試樣品，并且測(cè)量各情況下的強(qiáng)度，5個(gè)測(cè)試帶度數(shù)各自減去無負(fù)載空白讀數(shù)。記錄平均值。粘度測(cè)定使用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子套件，在20rpm下，在Brookfield粘度計(jì)Model RVDV-I+(Brookfield Engineering Labs, Inc.，Middleboro, MA)上測(cè)量粘度。通常使用的轉(zhuǎn)子數(shù)為2至7。在各實(shí)施例中所示的反應(yīng)溫度下進(jìn)行測(cè)量。將測(cè)試樣品平衡至所示溫度，并且將轉(zhuǎn)子浸入樣品中，直至轉(zhuǎn)子軸上所示的標(biāo)志。記錄各測(cè)定的轉(zhuǎn)子和RPM，在10秒的剪切時(shí)間之后或在觀察到穩(wěn)定的度數(shù)之后度數(shù)。實(shí)施例1-在30°C下制備20%固體90PDI大豆蛋白水分散體粘合劑分散體在此實(shí)施例中，使用可獲自Cargill Inc.的100/90大豆蛋白粉。在頂加載天平的塑料稱量舟中稱量87. 5g Prolia 100/90，并且在攪拌下將干粉末緩慢加至350mL 去離子水中，所述去離子水在插入并夾持入設(shè)為33°C的熱水浴中的金屬燒杯中溫?zé)?，這使得樣品的溫度為30°C。將20%固體分散體混合5分鐘。在4分30秒時(shí)加入3滴MCA 270 消泡劑(可獲自Hydrite Inc.)并且繼續(xù)攪拌至5分鐘。隨后將分散的蛋白質(zhì)產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至 500mL可密封的缸中，進(jìn)行粘度測(cè)量，并將密封的缸置于設(shè)為30°C的強(qiáng)制空氣烘箱中。進(jìn)行粘度測(cè)量并且以30分鐘的間隔進(jìn)行粘合強(qiáng)度測(cè)定，直至3小時(shí)。實(shí)施例2-實(shí)施例1的粘度和粘合強(qiáng)度評(píng)價(jià)測(cè)量實(shí)施例1中制備的大豆蛋白粉粘合劑的粘度和干強(qiáng)度性質(zhì)。通常，在測(cè)量粘度之前在強(qiáng)制空氣烘箱中將樣品保持在30°C的溫度下，制備粘合強(qiáng)度測(cè)試帶。進(jìn)行粘度測(cè)量，并且粘合強(qiáng)度測(cè)試帶彼此在1-2分鐘內(nèi)制備。使用所示的轉(zhuǎn)子，在20rpm的測(cè)量速度下在Brookfiled粘度計(jì)(DV-I+)上進(jìn)行粘度測(cè)量。對(duì)于實(shí)施例1中所示的各時(shí)間，使用所述的“粘合方法應(yīng)用”制備5個(gè)用于粘合強(qiáng)度評(píng)價(jià)的測(cè)試帶。使用所述“強(qiáng)度測(cè)試方法”進(jìn)行粘合強(qiáng)度測(cè)定。實(shí)施例1-5的結(jié)果匯集在下表1和2中。表I-Brookfield粘度測(cè)量(厘泊)由表1中的數(shù)據(jù)觀察到以下結(jié)果。隨著大豆蛋白粉分散體進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)量粘度的突然下降。在反應(yīng)約2小時(shí)后，分散體的粘度基本上穩(wěn)定。表2描述了粘合強(qiáng)度測(cè)定的結(jié)果。表2-干強(qiáng)度粘合破壞轉(zhuǎn)矩測(cè)量(盎司-英寸)
權(quán)利要求
1.制備大豆蛋白水分散體的方法，所述方法包括以下步驟(a)將大豆蛋白物質(zhì)與水組合，以形成具有初始粘度的大豆蛋白水分散體；和(b)將所述大豆蛋白水分散體保持在約20°C至約70°C的溫度下，持續(xù)足夠的時(shí)長(zhǎng)以降低所述大豆蛋白水分散體的初始粘度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述大豆蛋白水分散體包含小于約1重量％的添加劑。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述添加劑選自由以下組成的組中殺生物劑、分散劑、染料、填充劑、不溶粘料、潤(rùn)滑劑、熒光增白劑、色素、增塑劑、樹脂、流變改進(jìn)劑、鹽、增粘劑、粘度穩(wěn)定劑、保水劑、及它們的混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將所述大豆蛋白水分散體與消泡劑組合的步馬聚ο
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在將水與所述大豆蛋白物質(zhì)組合之前，將所述水加熱至約20°C至約70°C的溫度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述水為飲用水、蒸餾水或它們的混合物。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述大豆蛋白物質(zhì)包含蛋白質(zhì)分散指數(shù)為約20至約 90的大豆蛋白粉。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述大豆蛋白物質(zhì)包含蛋白質(zhì)分散指數(shù)為約70至約 90的大豆蛋白粉。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述大豆蛋白水分散體保持在約40°C至約50°C的溫度下。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述大豆蛋白水分散體保持約5分鐘至約20小時(shí)的時(shí)長(zhǎng)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述大豆蛋白水分散體保持約30分鐘至約3小時(shí)的時(shí)長(zhǎng)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述大豆蛋白水分散體的固體含量為約至約 50%。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述大豆蛋白水分散體的固體含量為約30%至約 40%。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述大豆蛋白水分散體的初始粘度降低約至約 95%。
15.如權(quán)利要求1所述方法制備的大豆蛋白水分散體。
16.如權(quán)利要求15所述的大豆蛋白水分散體，其中所述大豆蛋白水分散體包含蛋白質(zhì)分散指數(shù)為約70至約90的干大豆蛋白物質(zhì)，并且其中所述大豆蛋白水分散體已在約40°C 至約50°C的溫度下保持了約30分鐘至約3小時(shí)的時(shí)長(zhǎng)。
17.粘合劑或粘結(jié)劑，包含如權(quán)利要求1所述方法制備的大豆蛋白水分散體。
18.如權(quán)利要求17所述的粘合劑組合物，其中所述粘合劑組合物為木材粘合劑。
19.如權(quán)利要求17所述的粘合劑組合物，其中所述粘合劑組合物為層壓粘合劑。
20.如權(quán)利要求17所述的粘結(jié)劑組合物，其中所述粘結(jié)劑組合物為木材粘結(jié)劑。
21.如權(quán)利要求17所述的粘結(jié)劑組合物，其中所述粘結(jié)劑組合物為紙張涂料。
22.如權(quán)利要求17所述的粘結(jié)劑組合物，其中所述粘結(jié)劑組合物為涂劑。
23.制備粘合劑或粘結(jié)劑的方法，所述方法包括以下步驟(a)將大豆蛋白物質(zhì)與水組合，以形成大豆蛋白水分散體；和(b)將所述大豆蛋白水分散體保持在約20°C至約70°C的溫度下，持續(xù)足夠時(shí)間以降低所述大豆蛋白水分散體的粘度；和(c)在步驟(b)之后將所述大豆蛋白水分散體與添加劑組合。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述添加劑選自由以下組成的組中殺生物劑、分散齊 、染料、填充齊 、不溶粘料、潤(rùn)滑齊 、熒光增白齊 、色素、增塑齊 、樹脂、流變改進(jìn)齊 、鹽、增粘劑、粘度穩(wěn)定劑、保水劑、及其混合物。
25.食品組合物，包含如權(quán)利要求1所述方法制備的大豆蛋白粉水分散體。
26.飼料組合物，包含如權(quán)利要求1所述方法制備的大豆蛋白粉水分散體。
全文摘要
本公開提供制備具有降低粘度的大豆蛋白粉水分散體的方法。本公開還提供具有降低粘度的大豆蛋白粉分散體及具有降低粘度的大豆蛋白粉分散體的應(yīng)用。
文檔編號(hào)A23J3/16GK102448320SQ201080023255
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者K·R·安德森 申請(qǐng)人:嘉吉公司