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一种大豆蛋白的清洁加工方法

阅读：1029发布：2020-06-25

专利汇可以提供一种大豆蛋白的清洁加工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种大豆蛋白的清洁加工方法，主要包括：豆粕水洗及分离、水洗豆粕加热萃取、蛋白质溶液后处理。该清洁加工方法在大豆蛋白的加工过程中，无酸、碱的使用或极大程度减少了酸、碱的用量，减少产品与化学试剂的接触，使加工过程更加绿色健康，产品安全性更高，产品更加清洁；另外，未变性粕产品蛋白含量提高至94.72％，可作高纯度蛋白应用于特定领域，如肽产品生产。变性粕经过高温或醇洗处理后，极大程度降低了豆腥味、抗营养因子含量，口感风味好，可用于食品多种领域。该发明产品因减少了酸沉中和工艺，因此产品较传统大豆蛋白产品钠含量(灰分)低，为低钠产品。，下面是一种大豆蛋白的清洁加工方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种大豆蛋白的清洁加工方法，其特征在于，主要包括：豆粕水洗及分离、水洗豆粕加热萃取、蛋白质溶液后处理。
2.如权利要求1所述的大豆蛋白的清洁加工方法，其特征在于，具体过程如下：
(1)豆粕水洗及分离：将豆粕原料与低温水按一定的比例混合、搅拌，然后分离，获得水洗豆粕，备用；
(2)水洗豆粕加热萃取：将水洗豆粕与热水按一定的比例混合后，对水洗豆粕进行萃取，然后离心，分离豆乳与豆渣，获得大豆蛋白溶液；
(3)蛋白溶液后处理：将大豆蛋白溶液均质、杀菌处理后，根据需求进行浓缩处理。
3.如权利要求2所述的大豆蛋白的清洁加工方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的豆粕原料为变性豆粕或非变性豆粕，其中变性豆粕为热变性豆粕或醇洗变性豆粕，非变性豆粕为低温豆粕。
4.如权利要求3所述的大豆蛋白的清洁加工方法，其特征在于，所述热变性豆粕的NSI在15～75％范围内；醇洗变性豆粕所用乙醇的体积分数为15～95％，以保持蛋白的可溶出性；低温豆粕为低温生产豆粕，NSI在大于70％。
5.如权利要求2所述的大豆蛋白的清洁加工方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述低温水的温度范围为0～30℃，水洗时间在0～20min范围内，低温水与豆粕原料的重量比为1:4～16。
6.如权利要求2所述的大豆蛋白的清洁加工方法，其特征在于，在步骤(2)中，将水洗豆粕与热水按一定的比例混合后，向混合液中加入蛋白酶。
7.如权利要求6所述的大豆蛋白的清洁加工方法，其特征在于，当加入蛋白酶时，蛋白酶的加入量为0.05％-5％；所述蛋白酶为中性蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶、菠萝蛋白酶或木瓜蛋白酶中的一种或几种。
8.如权利要求2所述的大豆蛋白的清洁加工方法，其特征在于，在步骤(2)中，将水洗豆粕与热水按一定的比例混合后，向混合液中加入碳酸钠调节混合溶液的pH。
9.如权利要求8所述的大豆蛋白的清洁加工方法，其特征在于，当用碳酸钠调节混合溶液的pH时，调整溶液的pH范围为6～9。
10.如权利要求2或6-9任一项所述的大豆蛋白的清洁加工方法，其特征在于，在步骤(2)中，热水的温度范围为40～90℃，水洗豆粕与热水的重量比为1:4～20，萃取时间在10～
90min范围内。

说明书全文

一种大豆蛋白的清洁加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及大豆蛋白加工技术领域，具体涉及一种大豆蛋白的清洁加工方法。

背景技术

[0002] 食品作为人类赖以生存的物质基础，其安全、卫生与人们身体健康甚至生命安全息息相关，也是社会文明程度的重要标志之一。绿色食品是食品发展的主流方向，对绿色食品的要求不仅包括食品本身的安全及卫生要求，还包括其生产加工过程的“零浪费”和“绿色加工”等，因此，绿色食品理念对农作物加工等行业长远发展来说具有重要意义，要求通过技术创新实现人类健康和环境的可持续性。

[0003] 大豆蛋白是一种优质的蛋白质来源，是植物性的完全蛋白质，其含有的八种人体必需氨基酸的量符合人体需求量，是最具营养的植物蛋白质。不仅如此，大豆是中国的主要农作物之一，大豆蛋白还兼具来源广、价格低等特点。

[0004] 现有的大豆蛋白加工方法主要以碱溶酸沉法、膜过滤法进行蛋白质提取；其中，碱溶酸沉法生产的大豆蛋白由于在生产过程中使用较多的化学试剂，因此使其在推广使用过程中具有一定的局限性，且工业污水处理成本高，热能、电能等能源浪费严重，加之生产成本的透明化，一系列问题使生产者生产成本高、负担过重、利润微末，不利于大豆蛋白的绿色加工。

[0005] 为减少化学试剂的使用，膜过滤的方式逐渐出现，然而，在使用膜过滤方法时，过滤过程中经过多次膜过滤、离子交换等处理，使其具有工序复杂、成本较高的缺点，同时，获得的产品纯度受工艺影响严重，产品的功能性需要进一步改善；增加了生产成本，不符合绿色加工的理念。

[0006] 除了对绿色加工进行了改进，现有技术中，为提高大豆蛋白在食用过程中的口感和气味，也进行了各种技术改进，如将豆粕进行改性，改性后采用醇提、然后用碱溶酸沉的方式进行生产的加工过程；在采用醇提和碱溶酸沉的方式处理后，获得的目标蛋白的溶解性、乳化性有一定程度的提高，并且所得产品无豆腥味、风味良好，但是在加工过程中，仍使用了化学试剂，对于产品的绿色加工方面仍无改善。

发明内容

[0007] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种大豆蛋白的清洁加工方法，该清洁加工方法在大豆蛋白的加工过程中，无酸、碱的使用或极大程度减少了酸、碱的用量，减少产品与化学试剂的接触，使加工过程更加绿色健康，产品安全性更高，产品更加清洁；另外，未变性粕产品蛋白含量提高至94.72％，可作高纯度蛋白应用于特定领域，如肽产品生产。变性粕经过高温或醇洗处理后，极大程度降低了豆腥味、抗营养因子含量，口感风味好，可用于食品多种领域。该发明产品因减少了酸沉中和工艺，因此产品较传统大豆蛋白产品钠含量(灰分)低，为低钠产品。

[0008] 本发明的技术方案如下：

[0009] 一种大豆蛋白的清洁加工方法，主要包括：豆粕水洗及分离、水洗豆粕加热萃取、蛋白质溶液后处理。

[0010] 上述大豆蛋白的清洁加工方法，具体过程如下：

[0011] (1)豆粕水洗及分离：将豆粕原料与低温水按一定的比例混合、搅拌，然后分离，获得水洗豆粕，备用；

[0012] (2)水洗豆粕加热萃取：将水洗豆粕与热水按一定的比例混合后，对水洗豆粕进行萃取，然后离心，分离豆乳与豆渣，获得大豆蛋白溶液；

[0013] (3)蛋白溶液后处理：将大豆蛋白溶液均质、杀菌处理后，可根据需求进行浓缩处理。

[0014] 优选的，在步骤(1)中，所述的豆粕原料为变性豆粕或非变性豆粕，其中变性豆粕为热变性豆粕或醇洗变性豆粕，非变性豆粕为低温豆粕。

[0015] 优选的，所述热变性豆粕的NSI在15～75％范围内；醇洗变性豆粕所用乙醇的体积分数为15～95％，以保持蛋白的可溶出性；低温豆粕为低温生产豆粕，NSI在大于70％。

[0016] 优选的，在步骤(1)中，所述低温水的温度范围为0～30℃，水洗时间在0～20min范围内，低温水与豆粕原料的重量比为1:4～16。

[0017] 优选的，在步骤(2)中，将水洗豆粕与热水按一定的比例混合后，向混合液中加入蛋白酶。

[0018] 优选的，当加入蛋白酶时，蛋白酶的加入量为0.05％-5％；所述蛋白酶为中性蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶、菠萝蛋白酶或木瓜蛋白酶中的一种或几种；通过加入酶，对水洗豆粕进行酶解，促进蛋白的溶出，提高蛋白产量。

[0019] 优选的，在步骤(2)中，将水洗豆粕与热水按一定的比例混合后，向混合液中加入碳酸钠调节混合溶液的pH。

[0020] 优选的，当用碳酸钠调节混合溶液的pH时，调整溶液的pH范围为6～9，促进蛋白的溶出，提高蛋白产量。

[0021] 优选的，在步骤(2)中，热水的温度范围为40～90℃，水洗豆粕与热水的重量比为1:4～20，萃取时间在10～90min范围内。

[0022] 相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

[0023] 1、使用本发明提供的加工方法生产大豆蛋白的过程中，不使用无机酸、碱[0024] 等加入或极大程度的降低了酸、碱的使用，减少产品与化学试剂的接触，[0025] 使加工过程更加绿色健康，产品安全性更高，产品标签更加清洁；

[0026] 2、使用本发明提供的加工方法，未变性粕产品蛋白含量提高至94.72％，可[0027] 作高纯度蛋白应用于特定领域，如肽产品生产。

[0028] 3、使用本发明提供的加工方法，在经过高温或醇洗处理后，极大程度降低[0029] 了豆腥味、抗营养因子含量，口感风味好，可用于食品多种领域。

[0030] 4、该发明产品因减少了酸沉中和工艺，因此产品较传统大豆蛋白产品钠含量(灰分)低，为低钠产品。

具体实施方式

[0031] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0032] 本发明实施例中，非变性豆粕的参数为：蛋白含量(干基)＞40％，NSI(可溶性氮指数)＞70％；蒸汽热处理豆粕的参数为：蛋白含量(干基)＞40％，NSI＞40％。

[0033] 实施例1

[0034] 非变性豆粕1300g，加入热水10.4kg，即料液比1:8，此时料液的pH为6.04，温度为52.4℃；分散机高速剪切2min，加入氢氧化钠调整pH为6.85，使用200r/min的转速搅拌，对料液萃取40min；3500r/min离心5min，分离获得豆乳Ⅰ与豆渣Ⅰ；向豆渣Ⅰ加入7.8kg热水进行二次萃取，使用200r/min的转速搅拌，萃取20min；3500r/min5min，分离豆乳Ⅱ与豆渣Ⅱ；合并豆乳Ⅰ与豆乳Ⅱ，此时合并豆乳的pH为6.96，温度为29.3℃；向合并豆乳中加入18％盐酸调整pH为4.5，进行酸沉；酸沉液3500r/min离心5min，得蛋白凝乳1.38kg，加入水至4.11kg，此时温度为12.6℃，向其中加入氢氧化钠调整pH为6.87，固形物含量11.5％；喷雾干燥后的粉体SPI；对大豆蛋白的得率和干基蛋白含量进行测定。

[0035] 此实施例作为对照。

[0036] 盐酸用量(浓度30％)：约7.4％(原料豆粕计)

[0037] 氢氧化钠用量(浓度30％)：约7.4％(原料豆粕计)

[0038] 产品得率：39.85％

[0039] 实施例2

[0040] (1)豆粕水洗及分离：非变性豆粕580g，低温水5.8kg，低温水温度为15℃，混合，此时料液的pH为6.55，温度为10.7℃，分散机剪切1min，200r/min搅拌10min后，3500r/min离心5min进行分离，获得水洗豆粕Ⅰ和水洗液Ⅰ，向水洗豆粕Ⅰ中加入15℃的低温水6.96kg，200r/min搅拌2min，3500r/min离心5min，获得水洗豆粕Ⅱ和水洗液Ⅱ；其中，水洗液Ⅰ：
3.30kg，固形物含量6.495％，蛋白含量3.612％；水洗液Ⅱ：3.00kg，固形物含量1.798％，蛋白含量0.881％；水洗液中蛋白含量占总蛋白含量的53.13％。

[0041] (2)向水洗豆粕Ⅱ中加入温度为55℃的热水3.3kg，然后加入碳酸钠调整pH为9.00，调整后温度为48.2℃；在200r/min的转速下搅拌40min，3500r/min离心5min，分离豆乳Ⅰ与豆渣Ⅰ；向豆渣Ⅰ中加入温度为50℃的热水4.3kg，在200r/min的转速下搅拌20min；
3500r/min离心5min，分离豆乳Ⅱ与豆渣Ⅱ；

[0042] (3)将豆乳Ⅰ与豆乳Ⅱ合并，得7.55kg蛋白液，固形物含量1.346％，蛋白含量1.421％(干基蛋白＝蛋白含量1.346％/固形物含量1.421％＝94.72％)。在140℃条件下
25sUHT杀菌，得液体蛋白产品。对大豆蛋白的得率和干基蛋白含量进行测定。

[0043] 碳酸钠添加量：约1.5％(原料豆粕计)

[0044] 产品得率：20.28％(蛋白干基94.72％)

[0045] 实施例3

[0046] (1)豆粕水洗及分离：蒸汽热处理豆粕660g，冷却至室温后加温度为17℃的冷水5.28kg，此时料液的pH为6.31，温度为17.0℃，在200r/min的转速下搅拌5min，3500r/min离心5min，分离获得水洗液Ⅰ与水洗豆粕Ⅰ；水洗豆粕Ⅰ加入温度为13℃冷水3.96kg，在200r/min转速下搅拌2min，3500r/min离心5min，获得水洗液Ⅱ与水洗豆粕Ⅱ；水洗豆粕Ⅱ加入温度13℃冷水3.96kg，在200r/min转速下搅拌2min，3500r/min离心5min，获得水洗液III与水洗豆粕III。共得水洗液11.88kg，固形物含量1.446％，蛋白含量0.257％。

[0047] (2)向水洗豆粕III中加入温度为50℃的热水2.64kg，分散机剪切1min，恒温50℃，在200r/min的转速下搅拌40min，3500r/min离心5min，分离豆乳Ⅰ与豆渣Ⅰ；豆渣Ⅰ加入温度为50℃的热水5.28kg，此时料液的pH为6.38，温度为49.1℃，在200r/min转速下搅拌10min；3500r/min离心5min，分离豆乳Ⅱ与豆渣Ⅱ；

[0048] (3)将豆乳Ⅰ与豆乳Ⅱ合并，得6.50kg蛋白液，固形物含量3.038％，蛋白含量2.252％(干基蛋白＝蛋白含量2.252％/固形物含量3.038％＝74.13％)。在90℃温度下，杀菌20min，得液体蛋白产品。对大豆蛋白的得率和干基蛋白含量进行测定。

[0049] 产品得率：32.80％(蛋白干基74.13％)

[0050] 实施例4

[0051] (1)豆粕水洗及分离：蒸汽热处理豆粕1010g，加入冷水7.36kg，剪切处理1min，搅拌4min，离心分离，获得水洗液Ⅰ与水洗豆粕Ⅰ；水洗豆粕Ⅰ加水4kg，水洗2min后离心分离，获得水洗液Ⅱ与水洗豆粕Ⅱ；

[0052] (2)将水洗豆粕Ⅱ加入热水4.0kg，调整温度50℃，萃取10min，加入碳酸钠调整pH至8.02，加入碱性蛋白酶Alcalase 2.4L 1.92g，恒温酶解60min，以促进蛋白溶出。离心分离，获得豆乳Ⅰ与豆渣Ⅰ；然后向豆渣Ⅰ中加入温度为50℃的热水4.9kg，离心分离，获得豆乳Ⅱ与豆渣Ⅱ；豆乳Ⅰ3.32kg，固形物5.64％，蛋白含量5.39％；豆乳4.67kg，固形物4.40％，蛋白含量3.33％。

[0053] (3)将豆乳Ⅰ与豆乳Ⅱ合并，得8.71kg蛋白液，固形物含量4.508％，蛋白含量3.839％(干基蛋白＝蛋白含量3.839％/固形物含量4.508％＝85.16％)。加热至80～90℃，保持20min杀菌，喷雾干燥后得蛋白产品。对大豆蛋白的得率和干基蛋白含量进行测定。

[0054] 碳酸钠添加量：约0.8％(原料豆粕计)

[0055] 蛋白酶：0.19％(原料豆粕计)

[0056] 产品得率：42.67％(蛋白干基85.16％)

[0057] 实施例5

[0058] (1)豆粕水洗及分离：非变性豆粕660g，加入20％乙醇水溶液5.28kg，料液比1:8；搅拌200r/min，保持5min；3500r/min离心5min，得水洗液Ⅰ与水洗豆粕Ⅰ；水洗豆粕Ⅰ加入冷水5.28kg，200r/min搅拌2min，3500r/min离心5min，水洗液Ⅱ与水洗豆粕Ⅱ；冷水温度为10℃；

[0059] (2)水洗豆粕Ⅱ加入热水3.84kg，分散机剪切1min，此时pH为6.20，温度为51.4℃；200r/min搅拌40min，3500r/min离心5min，分离豆乳Ⅰ与豆渣Ⅰ；豆渣Ⅰ加入热水2.4kg，此时pH为6.48，温度为51.6℃，200r/min搅拌10min；3500r/min离心5min，分离豆乳Ⅱ与豆渣Ⅱ；
热水温度为55℃；

[0060] (3)将豆乳Ⅰ与豆乳Ⅱ合并，得7.50kg蛋白液，固形物含量3.156％，蛋白含量2.350％(干基蛋白＝蛋白含量2.350％/固形物含量3.156％＝74.46％)。UHT杀菌(温度140℃，时间20s，真空-0.8bar)，得液体蛋白产品。对大豆蛋白的得率和干基蛋白含量进行测定。

[0061] 乙醇：160％(原料豆粕计)

[0062] 产品得率：40.54％(蛋白干基74.46％)

[0063] 实施例6

[0064] (1)豆粕水洗及分离：非变性豆粕250g，加入20％乙醇水溶液3000g；搅拌200r/min，保持5min；3500r/min离心5min，得水洗液Ⅰ与水洗豆粕Ⅰ；水洗豆粕Ⅰ加入冷水1500g，200r/min搅拌2min，3500r/min离心5min，水洗液Ⅱ与水洗豆粕Ⅱ；冷水温度为14.2℃；水洗液共3.782kg，固形物含量1.704kg，蛋白含量0.588％；

[0065] (2)水洗豆粕Ⅱ加入热水1.50kg，分散机剪切20s，此时pH为6.30，温度为42℃；200r/min搅拌40min，3500r/min离心5min，分离豆乳Ⅰ与豆渣Ⅰ；豆渣Ⅰ加入热水1.50kg，加入碱性蛋白酶Alcalase 2.4L 0.5390g，200r/min搅拌萃取60min；3500r/min离心5min，分离豆乳Ⅱ与豆渣Ⅱ；

[0066] (3)将豆乳Ⅰ与豆乳Ⅱ合并，得2.90kg蛋白液，固形物含量2.975％，蛋白含量2.601％(干基蛋白＝蛋白含量2.601％/固形物含量2.975％＝87.43％)。UHT杀菌(温度140℃，时间20s，真空-0.8bar)后得液体蛋白产品。对大豆蛋白的得率和干基蛋白含量进行测定。

[0067] 乙醇：240％(原料豆粕计)

[0068] 蛋白酶：0.05％(原料豆粕计)

[0069] 产品得率：37.83％(蛋白干基87.43％)

[0070] 分析：

[0071] 对实施例1～6进行加工条件统计并分析，见表1：

[0072] 表1各实施例加工条件

[0073]

[0074] 如表1所示，对照实施例1的生产需要添加大量盐酸与氢氧化钠，提高生产成本的同时，过度接触化学试剂对产品也会造成一定污染，与环保与健康食品的理念相违背。实施例2、实施例4只需要添加少量碳酸钠，大大减少碱的添加量，而且碳酸钠是我国传统制作馒头的辅料，更易于被人们接受。且不需添加酸，降低生产成本的同时产品的安全性大大提高，符合健康、绿色食品加工理念，为清洁加工；实例3更是实现了零添加，加工过程更为绿色健康(清洁)；实施例5、实施例6均无酸碱添加，但添加了乙醇，虽然大部分乙醇以水溶液的形式除去，产品经UHT杀菌后乙醇含量大幅降低，但仍有微量残留，不过乙醇危害性较酸碱等试剂小，此残留对产品安全性几乎无影响，因此实施例5和实施例6亦在清洁加工范畴。

[0075] 对实施例1～6进行结果进行统计并分析，见表2：

[0076] 表2各实施例产品结果

[0077]

[0078] 产品得率(％)＝豆乳质量*豆乳中固形物含量/原料豆粕干基质量*100[0079] 如表2所示，实施例2与实施例1(常规碱溶酸沉法)相比，产品得率大幅降低，但产品蛋白含量提高，且无酸碱添加，无需酶解处理，工序简单，产品天然健康，可作为极佳的食物蛋白来源。对于产品得率来说，虽然清洁产品得率降低，但水洗液中蛋白含量极多，占总蛋白含量的53.13％，水洗液中蛋白含量(％)＝水洗液质量*水洗液中蛋白质量分数/(原料豆粕干基*豆粕蛋白质量分数)，可进行常规的酸沉或其它方法获得SPI产品。因此总体蛋白得率约90％，不低于常规碱溶酸沉生产方式。

[0080] 实施例3蒸汽处理粕制备SPI，水洗后常规萃取，产品得率与蛋白含量均较低。但实施例4萃取加碱调整pH后，产品得率与产品蛋白含量均大幅升高，得率超过实施例1，但蛋白含量稍低。

[0081] 实施例5乙醇(20％)处理豆粕制备SPI，水洗后常规萃取，产品得率较高，但产品蛋白含量较低。实施例6增加酶解步骤后蛋白含量有所提高，接近分离蛋白，得率降低可能与料液比升高有关。醇洗产品经喷干后测定NSI，均在90％左右，说明20％醇洗后对产品功能性影响较小。

[0082] 小结：对于非变性粕而言，保证产品得率与产品蛋白含量均较高的关键在于水洗温度与水洗时间。对于变性粕而言，萃取阶段蛋白促溶是提高产品得率与蛋白含量的关键。相比于热变性而言，醇洗粕操作简便，得率较高，为变性粕优选。

[0083] 尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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一种大豆蛋白的清洁加工方法

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