一种高白度低腥味大豆分离蛋白制备方法与流程

本发明属于大豆深加工和食品用植物蛋白精制改性，具体涉及一种以低温脱脂豆粕为原料，在湿态生产线上依次实施液相瞬时灭酶、具有固液分离边界的两级酸沉、两类回收蛋白差异化水洗、按干基比例受控汇合以及蛋白质谷氨酰胺酶与κ-卡拉胶分步复合的高白度低腥味大豆分离蛋白制备方法（κ表示卡拉胶的κ型亚型）。

背景技术：

1、大豆分离蛋白通常以低温脱脂豆粕为原料，经碱浸、固液分离、酸沉、中和和干燥等步骤制得。工业生产中，白度、豆腥味、蛋白回收率以及溶解、乳化和凝胶等功能性相互影响。提高回收率往往需要延长湿态处理或增加回收步骤，较长的液相停留过程又容易增加氧化风味和色素夹带；强化水洗虽有利于去除杂质，也可能增加用水量和蛋白损失。

2、现有工艺已分别采用短时高温灭酶、分步酸沉、多级水洗、酶法改性以及蛋白与多糖复合等手段改善产品性能，但不同工序之间的衔接仍存在实际难点。尤其在一级酸沉后继续回收上清液蛋白时，二级回收蛋白中容易夹带较多可溶性杂质、色素和醛类风味物质；若过早与主沉淀蛋白混合，后续便难以根据两类蛋白的差异分别精制。

3、此外，蛋白质谷氨酰胺酶改性和κ-卡拉胶复合对物料状态的要求不同。在高固形物蛋白浆中同时加入时，多糖带来的增黏可能影响酶与蛋白底物接触，也不利于稳定控制反应终点。因此，需要一种在提高蛋白回收率的同时兼顾色泽、风味和功能性，并能在现有大豆分离蛋白生产线上连续实施的制备方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是：在一级酸沉后继续回收上清液蛋白的情况下，兼顾二级回收带来的收率提升与色泽、风味和功能性的稳定。为此，需要在酸沉前控制氧化，在两级酸沉之间保持清楚的固液分离边界，对两类沉淀分别精制，并在水洗后按干基比例复配，再依次完成酶改性、灭酶和κ-卡拉胶湿态复合，使整条工艺能够在现有大豆分离蛋白生产线上连续实施。

3、技术方案

4、为解决上述问题，本发明按照湿态物料的实际流向设置各工序，使前一步形成的物料状态能够直接衔接下一步。所述方法依次包括碱浸和管式瞬时热处理、两级酸沉与分流、差异化水洗、按干基复配、蛋白质谷氨酰胺酶改性、热灭酶后κ-卡拉胶复合，以及均质、浓缩和喷雾干燥。具体如下。

5、s1，先对低温脱脂豆粕进行碱浸并除去豆渣，得到澄清蛋白浸提液。澄清蛋白浸提液进入管式瞬时热处理段，在110～115℃保持6～15s，随后立即进入连续换热或真空闪急降温段。该步骤安排在两级酸沉之前，目的是在后续物料停留时间增加以前降低脂肪氧化酶活性，使后续水洗主要承担移除已有杂质的作用，减少处理过程中继续形成新的氧化风味。优选地，豆粕与水的质量比为1:9，将体系ph值调至7.1，其中ph值用于表征体系酸碱度，在48℃浸提30min；瞬时热处理后将料液快速降至42℃。

6、s2，对灭酶蛋白浸提液先进行一级酸沉，将ph调节至4.4～4.6，使主要蛋白形成一级沉淀，并完成第一次固液分离。第一次固液分离后，主沉淀蛋白饼和一级上清液进入不同物料支路；仅将一级上清液继续调节至ph3.7～4.0进行二级酸沉并完成第二次固液分离。这样，二级酸沉回收的不是与主沉淀混在一起的“再次沉淀”，而是具有明确来源的上清液沉淀蛋白，为后续针对该部分蛋白实施更强精制提供工艺边界。

7、s3，在两类沉淀蛋白汇合前分别进行水洗。主沉淀蛋白饼优选采用常温清水洗涤2次；上清液沉淀蛋白饼采用12～16℃、3～5级逆流水洗。逆流水洗时，蛋白湿料由前级向后级推进，新鲜水从末级进入并逐级向前回用。这样，最接近最终产品的蛋白接触最洁净的洗涤水，同时通过水的逆向回用降低总水耗。与主沉淀蛋白相比，二级回收蛋白接受更低温和更多级的洗涤，用于降低其较高的色素、醛类及其他小分子杂质负荷。

8、s4，两类湿蛋白只有在完成各自水洗以后才汇合。汇合时不直接按湿重固定比例投料，而是根据含水率把各自湿料换算成干基质量，再按75～85:15～25的干基质量比复配，即按干基质量份计，主沉淀蛋白为75～85份，上清液沉淀蛋白为15～25份。汇合后补加工艺水，将混合蛋白浆液固形物调整至20～24wt%，其中wt%表示质量百分数，再采用食品级稀碱液把ph调至5.3～5.7、温度调至40～45℃。在该物料状态下加入以蛋白干基质量计0.10～0.15wt%的蛋白质谷氨酰胺酶，反应2.5～3.5h。按干基控制可避免两类湿蛋白含水率波动直接改变最终产品中两类蛋白的真实比例。

9、s5，蛋白质谷氨酰胺酶反应结束后，将混合蛋白浆液加热至72～78℃进行热灭酶；确认酶反应阶段结束后，再加入以蛋白干基质量计0.55～0.70wt%的κ-卡拉胶。κ-卡拉胶优选先采用70～80℃的部分调浆用水预分散，并把这部分水计入前述调浆总水量，再缓慢加入仍处于较高温度的灭酶蛋白浆液中并充分搅拌。这样能够减少直接投粉形成团块，同时使酶反应阶段和多糖复合阶段在时间上分开。

10、s6，将蛋白-多糖复合浆液冷却到适合均质的温度后进行高压均质，再进行真空浓缩和喷雾干燥。优选冷却至45℃后在28mpa条件下均质，其中mpa表示兆帕；真空浓缩至固形物33wt%，随后以175℃进风、80℃出风喷雾干燥。后处理主要用于获得均匀、可储运的粉体，同时尽量避免已经完成改性的浆液再经历不必要的长时间高温。

11、进一步地，在工业连续生产中，可根据管式保温段的实际有效容积和实时体积流量匹配料液停留时间，使其稳定在6～15s；可分别检测主沉淀蛋白和上清液沉淀蛋白的含水率，按干基质量换算控制两路喂料；还可在逆流水洗回路设置洗涤水温度和流向联锁，避免新鲜水误从首级进入或洗涤温度长时间偏离设定范围。上述控制用于稳定物料流向和关键工艺条件，便于连续生产时重复获得相同的处理效果。

12、有益效果

13、1.本发明把管式瞬时热处理放在一级酸沉之前，在后续二级回收和多级水洗延长物料停留以前先降低氧化酶活性。这样，二级回收带来的更长流程不再同步放大新的氧化风味生成，后续低温水洗能够更有效地针对已有色素和醛类杂质进行置换。

14、2.两级酸沉之间设置真实的第一次固液分离，并且只让一级上清液进入二级酸沉，使主沉淀蛋白和上清液沉淀蛋白形成来源清楚的两条物料支路。由此能够只对杂质负荷较高的二级回收蛋白实施12～16℃、3～5级逆流水洗，而主沉淀蛋白维持较低的水洗强度，兼顾蛋白回收和精制损失。

15、3.两类湿蛋白完成各自水洗后再按干基质量比复配，含水率波动通过湿料喂料量修正，不直接传递到最终配比。与“按湿重固定投料”相比，这种做法更适合连续生产，也使实施例的参数能够在不同批次原料和不同离心脱水状态下重复实现。

16、4.功能改性采用“蛋白质谷氨酰胺酶反应-热灭酶-再加κ-卡拉胶”的明确时序。先完成脱酰胺有利于改善蛋白的水化和分散状态，随后再进行κ-卡拉胶湿态复合，可避免多糖提前增黏对酶与底物接触造成不利影响；热灭酶后再投胶也使反应终点更容易控制。

17、5.本发明主要通过前段抑制氧化、中段差异化水洗和后段生物酶/多糖改性取得白度、低腥味和功能性改善，不以亚硫酸盐、过氧化物或着色遮蔽剂作为漂白或掩味手段，更适合清洁标签类食品配料。

18、6.全部关键改性均在湿态蛋白浆中完成，可与现有大豆分离蛋白生产线的浸提、离心、换热、调浆、均质、浓缩和喷雾干燥设备衔接，避免先制粉再复溶改性的重复干燥步骤，具有明确的工业实施基础。