[发明专利]一种用于制备未变性植物蛋白分离物的方法

说明书

本发明涉及一种用于制备高质量植物蛋白质分离物的方法，该方法允许在最终产品中保持起始材料中的蛋白质的天然生物活性的营养价值和特定功能性；本发明还涉及通过该方法获得的植物蛋白质分离物及其在食品行业中的用途。

技术领域

本发明总体上涉及植物原料的加工领域，并且更准确地说，它涉及一种用于制备高质量植物蛋白质分离物的方法，其允许在最终产品中保持起始植物原料的蛋白质的营养价值和特定功能。本发明还涉及通过该方法获得的未变性植物蛋白质分离物及其在食品行业中的应用。

背景技术

近年来，在工业成品和工业半成品产品中，消费者对保证植物来源并保留起始原料的质量特性、以及其生物价值和其自然功能性、还适当考虑到环境状况的产品的需求也在增加。

为了追求具有这些特性的产品，起始植物材料显然必须经受处理，这些处理反过来又必须不仅保证处理后产品的所期望的生态学，而且还要保证方法本身的条件和用于执行它的试剂和溶剂的所期望的生态学。目前，所使用的生产方法的质量、其环境可持续性和最终产品中原料特性的保存，特别是在食品行业中-以及在诸如畜牧业的相关行业中-代表了工业化国家市场的主要需求。

在过去的几十年中，人类和动物饮食中补充剂的使用也已增加，特别是蛋白质补充剂的使用。这些补充剂以蛋白质分离物或浓缩物的形式分别具有相对于干物质按重量计约90％或70％的蛋白质含量，这些补充剂原样使用并通常以粉末形式作为补充剂使用。或者它们被用于工业中，不仅增加食品的蛋白质含量，还通过由它们展现的液体和脂质的保留以及它们的乳化能力来改善它们的稠度，特别是具有改进生面团的能力。目前，蛋白质分离物已经存在于几种常用产品中，诸如，动物饲料、早餐谷物、甜点、产品、肉类替代品、酱汁和汤。

普遍用于从植物原料(诸如，大豆)开始生产蛋白质分离物的方法是基于将原料悬浮于水性介质中，随后分离不溶性组分，主要是不溶性碳水化合物，并随后等电沉淀蛋白质、随后通过离心来分离蛋白质沉淀物。蛋白质组分的沉淀通常是通过加入盐酸将水性溶液的pH调至蛋白质的等电点(pH 4.5左右)来实施的[1]。沉淀物一旦分离并可能被中和，就会呈现为浓稠的奶油状，然后通常通过使用高温的技术将其干燥，以使该过程更快且在工业上可持续。用这些技术获得的产品是粉末形式并可具有高蛋白质含量。然而，这些蛋白质分离物中的蛋白质质量受到生产方法的影响，特别是受第一步中在水中悬浮使用的NaOH的影响，这导致最终蛋白质分离物中的高钠含量。此外，最终蛋白质分离物的质量还受到在该生产方法中加入强矿物酸(诸如HCl)用于在等电点的沉淀以及受最终干燥步骤使用高温的影响。在这样的情况下，在最终蛋白质分离物中发现了氯化物，并检测到存在蛋白质的变性，随之带来它们功能性的损失。变性是指结构和化学表面活性的改变，涉及空间化学变化，和与原本与蛋白质本身相互作用的分子之间的相互作用的变化，以及因此的生物功能的改变以及工艺能力中的改变，其中该功能允许被利用。影响这些方法的经济和环境可持续性的另一个缺点是，总是与使用强酸有关，因此需要在该方法的后续步骤中通过加入强碱来中和，从中形成盐，随后必须通过反复洗涤和使用大量水来消除。

通过使用超滤作为从蛋白质材料开始分离蛋白质组分的唯一方法，而不是用强酸在等电点沉淀，可以获得更大程度的蛋白质保存[2]。用这种方法获得的蛋白质分离物的产率也更高，但是由于高能耗，超滤方法的时间和固有成本上的不足，因此使得在工业上不适用于大规模生产。

由于这些原因，迄今为止，仍然需要提供一种植物蛋白质分离物的生产方法，该方法是生态的，但具有简单的工业实用性，能够提供高产量高质量的产品，其中起始蛋白质保有其天然形式，具有它们在起始原料中所具有的营养和功能特性。

发明内容

现在，申请人已发现具有高蛋白质含量的植物原料，特别是植物种子，诸如，大豆或豌豆种子，如果根据下文详细描述的方法溶解在水中并用弱有机酸和用CO₂沉淀，导致最终产品是蛋白质分离物。它具有非常高的蛋白质含量，还保持了起始植物原料中同样蛋白质的功能性。