專利名稱：一種大豆分離蛋白的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及大豆分離蛋白的制備方法，特別是從醇法大豆?jié)饪s蛋白進一步分離提取蛋 白的一種大豆分離蛋白的制備方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的大豆分離蛋白是利用大豆蛋白溶解性隨溶液的pH值變化規(guī)律采用堿溶酸沉法
從脫脂豆片中提取的。生產過程中通常要采用1: 10-15的固液比進行多次提取才能保證高
的提取率，因此生產1噸分離蛋白通常要產生20-30噸廢水，并且這種廢水很難用平常的 方法處理。這主要是因為在堿溶過程中，脫脂豆片的乳清蛋白和可溶性多糖成分也被溶出， 但是不能隨蛋白被酸沉，導致廢水中有機污染物含量非常高。廢水問題成為發(fā)展大豆分離 蛋白工業(yè)的主要制約因素，所以目前世界大豆產業(yè)都傾向于生產無廢水污染的醇法大豆?jié)?縮蛋白產品來替代分離蛋白運用于肉制品加工業(yè)。
醇法大豆蛋白與傳統(tǒng)大豆分離蛋白相比雖然具有無污染排放、色澤較淺、風味清淡等 優(yōu)點，但也存在功能性差的缺點。通過商業(yè)化改性技術，可將醇法大豆?jié)饪s蛋白轉化為的 功能性大豆?jié)饪s蛋白，但其溶解性仍不太理想，氮溶解指數(shù)(NSI)僅為60-70%，蛋白質 干基含量也僅為68%左右，所以大豆?jié)饪s蛋白在對溶解度要求較高的飲料領域難以完全替 代大豆分離蛋白。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是采用水熱處理低溫真空干燥所得的醇法大豆?jié)饪s蛋白，使其溶解性比 以往的改性處理有更大幅度的提高，進而提供一種從醇法大豆?jié)饪s蛋白中提取大豆分離蛋 白新的生產方法，該方法既有效地解決了大豆分離蛋白的污水處理問題，所得蛋白在具有 普通分離蛋白的高溶解性、高蛋白含量的同時又具有醇法濃縮蛋白的豆腥味低、色澤淺的 優(yōu)點。
本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用如下技術方案 一種大豆分離蛋白的制備方法包括以 下步驟
(1) 真空干燥醇法大豆?jié)饪s蛋白粉的制備 將商業(yè)大豆脫脂坯片過篩篩去碎屑，置于浸出器篩網上，用乙醇溶液進行多階段逆流
萃取，將所得萃余物大豆?jié)饪s蛋白，在真空干燥容器內干燥，出料后粉碎、包裝即得真空 干燥醇法大豆?jié)饪s蛋白粉；
(2) 溶液配制及熱處理
將所得大豆?jié)饪s蛋白粉分散于水中，用氫氧化鈉調節(jié)溶液的pH值至堿性；加熱至 60-14rC，并在此溫度下保持ls-30min后冷卻到室溫；
(3) 酸沉調中性
加入鹽酸調節(jié)步驟(2)所得的溶液至pH為酸性，靜置，離心分離出酸沉蛋白，洗滌 酸沉蛋白后，將酸沉蛋白分散于水中，用氫氧化鈉調節(jié)酸沉蛋白分散液pH值至7.0;
(4)瞬時加熱滅菌及噴霧干燥
快速加熱步驟(3)所得酸沉蛋白分散液至60-14rC，并在此溫度下保持ls-30min后 冷卻到室溫即完成滅菌，對滅菌后的酸沉蛋白進行噴霧干燥、所得產品密封保存。
步驟(1)所述過篩是過20目篩；乙醇濃度為65%-75%;逆流萃取次數(shù)為4-8次；所 述真空干燥容器內干燥溫度為40-80°C，干燥1-2h;出料后粉碎成100-200目。
步驟(2)所述大豆?jié)饪s蛋白粉以1: 10-20固液比分散于水溶液；用2mol/L氫氧化鈉； 調節(jié)pH值至8. 0-10. 0。
步驟(3)所述鹽酸濃度為2mol/L;調節(jié)pH為3.0-5.0;靜置時間為5-15min;離心 轉速為4000-6000rpm/min;去離子水洗滌次數(shù)為2次；氫氧化鈉濃度為2mol/L。
于步驟(4)所述噴霧干燥條件為進風溫度180-200°C，出風溫度80-90°C。
本發(fā)明的原理是利用低溫真空干燥工藝來脫除酒精浸出濕粕中的水分，這樣獲得的大 豆?jié)饪s蛋白只受到醇變性作用而基本沒有受到熱變性的影響。以此為起始原料在堿性條件 下水熱處理，可以獲得比目前商業(yè)化大豆?jié)饪s蛋白為起始原料更好的溶解度效果。熱處理 所得的完全熱變性、可溶性的大豆蛋白可以具有比低變性蛋白更高的溶解性，并且一樣可 以被堿溶、酸沉。新型分離蛋白同傳統(tǒng)分離蛋白一樣，經過超高溫短時熱處理(UHT)并不 會使大豆蛋白的溶解度大幅度下降。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果
1、 新型大豆分離蛋白的工藝流程比傳統(tǒng)型的大豆分離蛋白生產工藝相比，增加了醇法 大豆?jié)饪s蛋白的制備步驟和熱處理增溶步驟。盡管增加了幾個步驟，但是由于新工藝中的 大豆乳清和多糖在濃縮蛋白制備階段就己經被含水酒精洗去，因此后續(xù)的堿溶、酸沉操作 步驟所產生的廢水中有機污染物含量比傳統(tǒng)型大豆蛋白的廢水大大降低。
2、 醇變性和熱變性是兩種性質截然不同的變性行為，雖然單純醇變性和熱變性一樣會 使大豆蛋白喪失大部分溶解性，但是醇變性所造成的溶解性喪失只要在堿性溶液中以蛋白 低濃度和低離子強度下加熱，就可以恢復大部分的溶解性，其機理是堿性條件下加熱可以 使變性大豆蛋白聚集體中的組成亞基解離重組，形成可溶性蛋白聚合物。本發(fā)明制備的大 豆?jié)饪s蛋白采用單一低溫真空干燥手段脫溶，其產品由差示量熱掃描儀(DSC)檢測的熱變 性程度為50%，優(yōu)于目前商業(yè)化大豆?jié)饪s蛋白的100%熱變性，以它為起始原料進行水熱處 理就可以使蛋白的溶解性提高到80%，這使得進一步提取可溶性蛋白制備新型大豆分離蛋 白成為可能。
綜上所述，采用水熱處理手段從真空干燥醇法大豆?jié)饪s蛋白中繼續(xù)提取可溶性蛋白， 為大豆分離蛋白的制備開辟了一種新方法。新方法得到的大豆分離蛋白不僅在質量上明顯 優(yōu)于傳統(tǒng)方法，而且解決了傳統(tǒng)大豆分離蛋白的生產廢水嚴重污染環(huán)境的問題。 具體實施例
實施例l:
將大豆脫脂坯片過20目檢驗篩，篩上物移入容器，用65%的乙醇以1: 5固液比浸泡， 逆流4級萃取，濾去濾液。將萃余物置于真空干燥箱內以真空度0. lbar以上4(TC連續(xù)干 燥2小時后取出，將干燥后的大豆?jié)饪s蛋白用粉碎機打碎，過200目篩后裝袋保存即得真 空干燥醇法大豆?jié)饪s蛋白粉。
將所得大豆?jié)饪s蛋白粉以1: IO固液比分散于水溶液，用2mol/L氫氧化鈉調節(jié)pH值 至8.0。將溶液加熱至6(TC，并在此溫度下保持l min時間后冷卻到室溫。
將所得溶液用2mol/L鹽酸調pH 4. 5，靜置5分鐘后，用離心機4000rpm/min分離出 酸沉蛋白，用同體積的去離子水洗漆酸沉蛋白2次，酸沉蛋白在水中形成酸沉蛋白分散液， 再用2mol/L氫氧化鈉調pH值至7. 0。
采用高溫瞬時殺菌(UHT)裝置，30s快速加熱所得酸沉蛋白分散液至IOCTC沸騰，繼 續(xù)保持沸騰15s后，加入冰塊迅速冷卻到室溫。將滅菌后的蛋白噴霧干燥后即為本發(fā)明所
指的新型大豆分離蛋白產品。噴霧干燥條件為進風溫度180°C，出風溫度80°C。 實施例2:
將大豆脫脂坯片過20目檢驗篩，篩上物移入容器，用75°/。的乙醇以1: 4固液比浸泡， 逆流萃取8級萃取，濾去濾液。將萃余物置于真空干燥箱內以真空度0. lbar以上55。C連 續(xù)干燥l小時后取出，將干燥后的大豆?jié)饪s蛋白用粉碎機打碎，過100目篩后裝袋保存即 得真空干燥醇法大豆?jié)饪s蛋白粉。
將所得大豆?jié)饪s蛋白粉以1: 15固液比分散于水溶液，用2mol/L氫氧化鈉調節(jié)pH值 至9.0。將溶液加熱至9(TC，并在此溫度下保持l s時間后冷卻到室溫。
將所得溶液用2mol/L鹽酸調pH為3. 0，靜置10分鐘后，用離心機5000rpm/min分離 出酸沉蛋白，用同體積的去離子水洗滌酸沉蛋白2次，酸沉蛋白在水中形成酸沉蛋白分散 液，再用2mol/L氫氧化鈉調pH值至7. 0。
采用電爐快速加熱所得酸沉蛋白分散液至6(TC，繼續(xù)保持30min后，加入冰塊迅速冷 卻到室溫。將滅菌后的蛋白噴霧干燥后即為本發(fā)明所指的新型大豆分離蛋白產品。噴霧干
燥條件為進風溫度19(TC，出風溫度90°C。 實施例3:
將大豆脫脂坯片過20目檢驗篩，篩上物移入容器，用70%的乙醇以1: 3固液比浸泡， 逆流萃取6級萃取，濾去濾液。將萃余物置于真空干燥箱內以真空度0. lbar以上8(TC連 續(xù)干燥l小時后取出，將干燥后的大豆?jié)饪s蛋白用粉碎機打碎，過200目篩后裝袋保存即 得真空干燥醇法大豆?jié)饪s蛋白粉。
將所得大豆?jié)饪s蛋白粉以1: 20固液比分散于水溶液，用2mol/L氫氧化鈉調節(jié)pH值 至IO.O。壓力反應釜將溶液快速加熱至14rC，并在此溫度下保持30min時間后冷卻到室溫。
將所得溶液用2mol/L鹽酸調pH 5，靜置15分鐘后，用離心機6000rpm/min分離出酸 沉蛋白，用同體積的去離子水洗滌酸沉蛋白2次，酸沉蛋白在水中形成酸沉蛋白分散液， 再用2mol/L氫氧化鈉調pH值至7. 0。
采用高溫瞬時殺菌(UHT)裝置，lrain內快速加熱所得酸沉蛋白分散液至141-C,繼續(xù) 保持ls后，加入冰塊迅速冷卻到室溫。將滅菌后的蛋白噴霧干燥后即為本發(fā)明所指的新型 大豆分離蛋白產品。噴霧干燥條件為進風溫度20(TC，出風溫度85°C。
為了說明使用本發(fā)明方法制備的新型大豆分離蛋白較目前傳統(tǒng)型大豆分離蛋白性能優(yōu) 異，特采用實施例l的產品，做一系列比較。 1.兩種大豆分離蛋白產品質量比較
兩種分離蛋白的質量比較如表l所示。由表中可見，新型大豆分離蛋白雖然為完全變 性蛋白，但溶解度反而高于低變性的傳統(tǒng)型分離蛋白。通常熱變性有利于破壞大豆蛋白中 的胰蛋白抑制劑等抗營養(yǎng)成分，有利于人體的吸收消化。新型大藕分離蛋白的蛋白含量和 氣味都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)型分離蛋白。
表l兩種大豆分離蛋白的質量指標對比
傳統(tǒng)型大豆分離蛋白 新型大豆分離蛋白
蛋白含量(干基％) 90以上 95以上
氮溶解指數(shù)(NSI， ％) 60-90 最高可達95
氣味 有豆腥味 氣味清淡
熱變性程度(％) 40 100
2.兩種大豆分離蛋白制備工藝污水排放情況比較
傳統(tǒng)方法生產大豆分離蛋白中有機物含量較高，BODs為5000-8000mg/L， COD為 18000-20000mg/L。目前，該廢水的處理方法主要采用多級生物處理，利用厭氧和好氧生物 處理法降低廢水中的COD和B0D5，處理工藝復雜，設備投資大，能耗高，且很難達標排 放。大部分廠家未經處理就直接排放了，經過河流、溝渠等最終進入海洋。以新型工藝生 產大大豆分離蛋白若在醇洗制備大豆?jié)饪s蛋白階段能將脫脂大豆坯片中的可溶性多糖和乳 清洗去98%，就基本能達到普通污水處理廠C0D=500mg/L， BOD=400mg/L的進水要求。
權利要求
1.一種大豆分離蛋白的制備方法，其特征在于主要包括以下步驟(1)真空干燥醇法大豆?jié)饪s蛋白粉的制備將商業(yè)大豆脫脂坯片過篩篩去碎屑，置于浸出器篩網上，用乙醇溶液進行多階段逆流萃取，將所得萃余物大豆?jié)饪s蛋白，在真空干燥容器內干燥，出料后粉碎、包裝即得真空干燥醇法大豆?jié)饪s蛋白粉；(2)溶液配制及熱處理將所得大豆?jié)饪s蛋白粉分散于水中，用氫氧化鈉調節(jié)溶液的pH值至堿性；加熱至60-141℃，并在此溫度下保持1s-30min后冷卻到室溫；(3)酸沉調中性加入鹽酸調節(jié)步驟(2)所得的溶液至pH為酸性，靜置，離心分離出酸沉蛋白，洗滌酸沉蛋白后，將酸沉蛋白分散于水中，用氫氧化鈉調節(jié)酸沉蛋白分散液pH值至7.0；(4)瞬時加熱滅菌及噴霧干燥快速加熱步驟(3)所得酸沉蛋白分散液至60-141℃，并在此溫度下保持1s-30min后冷卻到室溫即完成滅菌，對滅菌后的酸沉蛋白進行噴霧干燥、所得產品密封保存。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)所述過篩是過20目篩；乙醇濃 度為65%-75%;逆流萃取次數(shù)為4-8次；所述真空干燥容器內干燥溫度為40-80°C，干燥 l-2h;出料后粉碎成100-200目。
3、 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(2)所述大豆?jié)饪s蛋白粉以 1: 10-20固液比分散于水溶液；用2mol/L氫氧化鈉調節(jié)pH值至8. 0-10.0。
4、 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(3)所述鹽酸濃度為2mol/L 調節(jié)pH為3.0-5.0;靜置時間為5-15min;離心轉速為4000-6000rpm/min;去離子水洗滌 次數(shù)為2次；氫氧化鈉濃度為2mol/L。
5、 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(4)所述噴霧干燥條件為進 風溫度180-20CrC，出風溫度80-90°C。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大豆分離蛋白的制備方法，包括以下步驟(1)真空干燥醇法大豆?jié)饪s蛋白粉的制備；(2)溶液配制及熱處理；(3)酸沉調中性；(4)瞬時加熱滅菌及噴霧干燥。用本發(fā)明方法制備的大豆分離蛋白既具有普通分離蛋白的高溶解性、高蛋白含量的優(yōu)點，又具有豆腥味低，色澤淺，抗營養(yǎng)物質活性低，排放污水易于處理等普通大豆分離蛋白不具備的優(yōu)點，是生產飲料型大豆分離蛋白的理想制備方法。
文檔編號C07K1/00GK101372501SQ200810199120
公開日2009年2月25日 申請日期2008年10月14日 優(yōu)先權日2008年10月14日
發(fā)明者楊曉泉, 鄭恒光, 齊軍茹 申請人:華南理工大學