具有低含量植酸、异黄酮和灰分的改性植物蛋白.pdf

在本发明的各个方面中的植物蛋白组合物具有小于0.6mg苷元/克植物蛋白的异黄酮含量，至少约5000mg/kg的核糖核酸(RNA)含量，以肌醇-6-磷酸(IP6)含量、肌醇-5-磷酸(IP5)含量、肌醇-4-磷酸(IP4)含量和肌醇-3-磷酸(IP3)含量的总和测得的小于约8μmol/克植物蛋白的总肌醇磷酸含量、以及按所述植物蛋白组合物的总重量计小于0.4％重量的植酸。本发明的还有一个方面是由含蛋白的材料来制备植物蛋白组合物的方法，所述方法包括用不具有蛋白酶所附额外活性的肌醇六磷酸酶处理植物蛋白凝乳以形成肌醇六磷酸酶处理过的植物蛋白材料；并且溶解和分离肌醇六磷酸酶处理过的植物蛋白材料以形成植物蛋白组合物的步骤。用于该方法的含水萃取剂对蛋白材料的重量比率为16∶1至70∶1。

1.  植物蛋白组合物，所述组合物具有小于0.6mg苷元/克植物蛋白的异黄酮含量，至少约5,000mg/kg的核糖核酸(RNA)含量，以肌醇-6-磷酸(IP6)含量、肌醇-5-磷酸(IP5)含量、肌醇-4-磷酸(IP4)含量和肌醇-3-磷酸(IP3)含量的总和测得的小于约8μmol/克植物蛋白的总肌醇磷酸含量，以及按所述植物蛋白组合物的总重量计小于约0.4％重量的植酸。

2.  权利要求1的组合物，其中水解度小于约6.5％。

3.  权利要求1的组合物，其中水解度小于约5.7％。

4.  权利要求2或3的组合物，其中所述植物蛋白是未水解的。

5.  权利要求1至4中任一项的组合物，所述组合物具有按原样计小于2.5％的灰分含量。

6.  权利要求1至5中任一项的组合物，所述组合物具有小于约10ppm的锰含量。

7.  权利要求1至6中任一项的组合物，所述组合物具有按无水基计大于约90％的蛋白质含量。

8.  权利要求1至7中任一项的组合物，所述组合物当以10％的固体含量并且在室温下测量时具有小于10cps的粘度。

9.  权利要求1至8中任一项的组合物，所述组合物具有约1.2∶1至约2.5∶1的钙对磷的重量比率。

10.  权利要求1至9中任一项的组合物，其中所述植物蛋白是大豆蛋白、玉米蛋白、低芥酸菜籽蛋白、油菜籽蛋白、豌豆蛋白、小麦蛋白、大米蛋白、或它们的组合。

11.  权利要求1至9中任一项的组合物，其中所述植物蛋白是大豆蛋白。

12.  权利要求1至9中任一项的组合物，其中所述植物蛋白是低芥酸菜籽蛋白。

13.  权利要求1的组合物，其中所述植物蛋白组合物包含大豆分离蛋白，所述大豆分离蛋白具有小于0.7mg苷元/克大豆蛋白的异黄酮含量，至少约5,000mg/kg的核糖核酸(RNA)含量，以肌醇-6-磷酸(IP6)含量、肌醇-5-磷酸(IP5)含量、肌醇-4-磷酸(IP4)含量和肌醇-3-磷酸(IP3)含量的总和测得的小于约8μmol/克植物蛋白的总肌醇磷酸含量，以及按所述大豆分离蛋白的总重量计小于约0.4％重量的植酸。

14.  权利要求13的分离蛋白，其中水解度小于约6.5％。

15.  权利要求13的分离蛋白，其中水解度小于约5.7％。

16.  权利要求14或15的分离蛋白，其中所述大豆蛋白是未水解的。

17.  权利要求13至16中任一项的分离蛋白，具有按原样计小于2.5％的灰分含量。

18.  权利要求13至17中任一项的分离蛋白，具有小于约10ppm的锰含量。

19.  权利要求13至18中任一项的分离蛋白，当以10％的固体含量并且在室温下测量时具有小于10cps的粘度。

20.  权利要求13至19中任一项的分离蛋白，具有约1.2∶1至约2.5∶1的钙对磷的重量比率。

21.  由含蛋白材料来制备植物蛋白组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
用不具有蛋白酶所附额外活性的肌醇六磷酸酶处理植物蛋白凝乳以形成肌醇六磷酸酶处理过的植物蛋白材料；并且
溶解和分离所述肌醇六磷酸酶处理过的植物蛋白材料以形成所述植物蛋白组合物
其中用于所述方法的含水萃取剂对所述含蛋白材料的重量比率为16∶1至70∶1。

22.  权利要求21的方法，其中用于所述方法的含水萃取剂对含蛋白材料的重量比率为30∶1至70∶1。

23.  食物产品，所述产品包含权利要求1至20中任一项的植物蛋白组合物或大豆分离蛋白。

24.  权利要求23的食物产品，所述产品选自饮料、小吃品、肉、以及肉的替代品。

25.  权利要求24的食物产品，其中所述饮料选自干混合的饮料、即饮型饮料、即食型产品、婴儿代乳品、以及它们的混合物。

26.  权利要求24的食物产品，其中所述小吃品选自谷类食物和干棒小吃。

具有低含量植酸、异黄酮和灰分的改性植物蛋白
发明领域
本发明涉及植物蛋白组合物，所述组合物具有低的植酸含量、低的异黄酮含量以及中等含量的RNA。所述植物蛋白组合物还可具有增加的钙对磷的比率和与当前可获得的植物蛋白组合物相比低的灰分含量。
背景技术
植酸由以下分子式I表示。
分子式I
植酸或肌醇六磷酸是肌醇的六磷酸酯(1，2，3，4，5，6-环己六醇磷酸)，存在于许多种子和谷物中。其作为磷和肌醇两者主要的储存形式，并且差不多占种子和谷物中总磷含量的50％。植物中的植酸以钙、镁和钾盐的形式出现，其通常被称为植酸钙镁。种子的大部分磷含量储存在这些化合物中。例如，大豆中约70％的总磷由植酸钙镁提供。当本文使用术语肌醇六磷酸或植酸时，其旨在包括植酸的盐和植酸与其它植物组分的分子络合物。
在典型的商业大豆蛋白分离工艺中，用水和碱将脱脂大豆薄片或大豆粉浆化，并且在介于8.0和10.0的pH值下提取以使蛋白质溶液化。将该浆液离心以将不溶解的部分从溶液中分离出。通过在接近蛋白质的等电点的pH(4.5)下沉淀，通过离心将其分离出，用水洗涤沉淀，在pH 7下再分散，并且将其喷雾干燥成粉末，从该溶液中收取主要的蛋白馏分。在此类工艺中，植酸将跟随着蛋白质，并且趋于集中在所得的大豆蛋白产品中。商业大豆分离蛋白的植酸含量在约1.2％至约3％的范围内，而大豆的植酸含量通常在1％至2％植酸的范围内。
许多食品和饮料产品包括蛋白质补充剂，其来源于植物原料如大豆、菜豆、豌豆、其它豆类，以及芸苔如低芥酸菜籽、油菜籽和芥菜。植物蛋白材料，尤其是大豆，通过增加代乳品的营养值用于强化婴儿代乳品，并且提供接近人母乳蛋白质含量的蛋白质含量。
为了使植物蛋白组合物更加接近人的母乳，需要低含量的异黄酮、植酸、肌醇六磷酸、灰分、以及与植酸和肌醇六磷酸结合的矿物质如磷、钙、镁、锰、氯、铁、锌和铜。希望提供改善的大豆分离蛋白的组合物和具有低含量的这些组分的大豆蛋白浓缩物。
发明概述
本发明涉及植物蛋白组合物和用于制备它们的方法，所述组合物具有低的植酸浓度、低的异黄酮浓度和低的灰分，其中包含此类组合物的液体是贮藏稳定的。
在本发明的各个方面中的植物蛋白组合物具有小于0.6mg苷元/克植物蛋白的异黄酮含量，至少约5,000mg/kg的核糖核酸(RNA)含量，以肌醇-6-磷酸(IP6)含量、肌醇-5-磷酸(IP5)含量、肌醇-4-磷酸(IP4)含量和肌醇-3-磷酸(IP3)含量的总和测得的小于约8μmol/克植物蛋白的总肌醇磷酸含量，以及按所述植物蛋白组合物的总重量计小于约0.4％重量的植酸。
另一方面是大豆分离蛋白具有小于0.7mg苷元/克大豆蛋白的异黄酮含量，至少约5,000mg/kg的核糖核酸(RNA)含量，以肌醇-6-磷酸(IP6)含量、肌醇-5-磷酸(IP5)含量、肌醇-4-磷酸(IP4)含量和肌醇-3-磷酸(IP3)含量的总和测得的小于约8μmol/克大豆蛋白的总肌醇磷酸含量，以及按所述大豆分离蛋白的总重量计小于约0.4％重量的植酸。
以上所述的方面还可具有许多其它的特性。例如，水解度小于约6.5％；小于约5.7％；或者所述植物蛋白可以是未水解的。此外，以上所述的组合物当在10％的固体含量和室温下测量时可具有按原样计小于2.5％的灰分含量，小于约10ppm的锰含量，按无水基计大于约90％的蛋白质含量，和/或小于10cps的粘度。此外，本文所述的组合物还可具有约1.2∶1至约2.5∶1的钙对磷的重量比率。
本发明的还有一个方面是由含蛋白的材料制备植物蛋白组合物的方法，所述方法包括用不具有蛋白酶所附额外活性的肌醇六磷酸酶处理植物蛋白凝乳以形成肌醇六磷酸酶处理过的植物蛋白材料；并且溶解和分离肌醇六磷酸酶处理过的植物蛋白材料以形成植物蛋白组合物的步骤。用于该方法的含水萃取剂对蛋白材料的重量比率为16∶1至70∶1。
以上所述的方法可具有16∶1至70∶1、20∶1至70∶1、30∶1至70∶1、40∶1至70∶1、50∶1至70∶1、或60∶1至70∶1的含水萃取剂对用于该方法的起始含蛋白质进料的重量比率。
以上所述的方法还可包括提取含蛋白材料以形成增溶的蛋白浆液。并且，以上所述的方法还可包括沉淀增溶的蛋白浆液以形成沉淀的蛋白质凝乳和含水的乳清。此外，以上所述的方法还可包括将沉淀的蛋白质凝乳与含水的乳清分离。此外，以上所述的方法还可包括溶解和分离肌醇六磷酸酶处理过的蛋白质凝乳以形成植物蛋白组合物。
本发明的还有一个方面是包含以上所述的植物蛋白组合物或大豆分离蛋白的食物产品。
其它的目标和特征将在下文中部分显现和部分指出。

附图简述
图1是描述具有一个溶解和离心步骤的本发明的一个实施方案的流程图。
图2是描述具有两个溶解和离心步骤的本发明的一个实施方案的流程图。
发明详述
本发明的包含植物原料的蛋白质可以是任何的植物或动物蛋白质。用于本发明组合物中的优选的蛋白质来源包括大豆蛋白、玉米蛋白、低芥酸菜籽蛋白、油菜籽蛋白、豌豆蛋白、小麦蛋白、大米蛋白、以及它们的组合。在优选的实施方案中，玉米蛋白、低芥酸菜籽、小麦谷朊粉和大豆是蛋白质的来源。最优选地，大豆是蛋白质的来源。在所述方法中，可在不同的阶段添加专门的肌醇六磷酸酶(具有或不具有蛋白酶所附额外活性)以降低植酸的含量。所述肌醇六磷酸降解酶提供容易的且商业上有吸引力的用于制备低肌醇六磷酸和无肌醇六磷酸的大豆分离蛋白的方法，而不用使蛋白质暴露在高碱性下，其降低了它们的营养值，并且在高碱性下形成非常轻的悬浮的肌醇六磷酸沉淀，其不能用商业的连续分离装置分离。所述肌醇六磷酸降解酶还可提供无肌醇六磷酸的大豆分离蛋白，而不用使蛋白质暴露在65℃以上的温度下，其可能影响蛋白质的溶解度和其它功能特性。也不需要使大豆蛋白与活的微生物接触和昂贵且耗时的纯化步骤，如超滤和离子交换处理。此外，使用大的增溶以有利于从组合物中除去矿物质和异黄酮。
植物蛋白组合物
本发明的植物组合物具有低含量的异黄酮、低含量的植酸和/或肌醇六磷酸、和中等含量的核糖核酸。在许多优选的实施方案中，另外描述的植物组合物当与未用不具有蛋白酶所附额外活性的肌醇六磷酸酶处理过的同样组合物比较时具有一个或多个以下特性：高的蛋白质含量，低的锰含量，低的灰分含量，以及增强的贮存稳定性。在尤其优选的实施方案中，所述植物蛋白组合物是大豆蛋白组合物。
有利的是，所述植物组合物具有低含量的植酸和/或肌醇六磷酸。植酸也被称为肌醇-6-磷酸(IP6)，而肌醇-5-磷酸(IP5)、肌醇-4-磷酸(IP4)和肌醇-3-磷酸(IP3)总称为肌醇六磷酸。在各种实施方案中，总的肌醇磷酸含量(作为IP6含量、IP5含量、IP4含量和IP3含量的总和测得)小于约8μmol/克植物蛋白。在许多实施方案中，IP6含量、IP5含量、IP4含量和IP3含量的总和小于约7、6.5、6、5.5或5μmol/克植物蛋白。肌醇磷酸含量可使用N.G.Carlsson，N.G.；E.L.Bergman；K.Hasselblad和A.S.Sandberg，Rapid Analysis of Inositol Phosphates，J.Agri.Food Chem.2001，第49卷，第1695至1701页中所述的方法测量。植酸含量可使用Official Methods of Analysis of the AOAC，(1995)第16版，Method 986.11，Locator#32.5.18中所述的方法测量。
对于典型的分离蛋白，IP6含量为约15至约30μmol/g，IP5含量为约1至约2μmol/g，而IP4含量和IP 3含量都未检测到。在处理蛋白质以降低IP6含量的过程中，IP5含量、IP4含量和IP3含量连续增加。例如，在本发明的某些组合物中，在将IP6含量由22μmol/g降低至3.5μmol/g中，IP5含量可增加至不超过1.5μmol/g，IP4含量由未检测到增加至不超过1.1μmol/g，而IP3含量由未检测到增加至不超过1.8μmol/g。随后，可通过洗涤除去溶解的原料。
本文所述的植物组合物还具有小于0.6mg苷元/克植物蛋白的异黄酮含量。在许多实施方案中，异黄酮含量小于0.5、0.4或0.3mg苷元/克植物蛋白。异黄酮含量可使用A.Seo和C.V.Morr，Improved HighPerformance liquid Chromatographic Analysis of Phenolic Acids andIsoflavones from Soy Protein Product s，J.Agri.Food Chem.1984，第32卷，第530至533页中所述的方法测量。
此外，本文所述的植物组合物还具有大于约5000mg/kg的核糖核酸(RNA)含量。在许多实施方案中，RNA含量大于约6000、7000、8000、9000、10,000mg/kg，或更多。RNA含量可使用James L.Leach、Jefffey H.Baxter、Bruce E.Molitor、Mary B.Ramstack和Marc L.Masor，″Totalpotential available nucleosides of human milk by stage oflactation.″Am.J.Clinical Nutri.1995，第61卷，第1224至1230页中所述的方法测量。RNA含量可按照Leach等人描述，其是总的有可能获得的核苷酸(TPAN)。其包括单体的、聚合的核糖核苷酸和核苷的含量。RNA含量可被保持在这一水平而不用额外的RNA补充所述组合物。换句话说，RNA含量可被保持在原生的植物蛋白来源的水平。
此外，所述植物蛋白组合物可任选具有一个或多个以下特性。所述植物蛋白组合物可具有按无水基计至少约90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或更多的蛋白质含量。所述组合物的锰含量可小于约7、6、5或4ppm。锰含量可使用Official Methods of Analysis of the AOAC，(1995)第16版，Method 968.08，Locator#4.8.02中所述的方法测量。所述植物蛋白组合物的灰分含量也可按无水的蛋白质组合物的重量计小于约2.5％、2％或1.5％。灰分含量可使用Annual ASTM Standard，(1972)，第15部分，D1797-62，Philadelphia，PA中所述的方法测量。
优选地，所述植物蛋白组合物具有适当的水解度以获得所需的粘度。可根据最终的应用将粘度调节至所需的参数。就本专利申请而言，当在具有10％固体含量的悬浮液中并且在室温下测量时，所述植物蛋白组合物的粘度小于约10cps。
当被加至液体中时，所述蛋白材料可变性以降低其粘度。蛋白材料的化学变性和水解是本领域熟知的，并且通常由以下步骤组成：在足以使蛋白材料变性和水解至所需程度的时间段内，在控制的pH和温度条件下，在水溶液中用一种或多种碱试剂处理蛋白材料。一般的操作范围是在50℃下在9至10的pH下30分钟。
还可通过用能够水解蛋白质的酶处理蛋白材料而作用于蛋白材料的水解。许多酶是本领域已知的，其水解蛋白材料，包括但不限于真菌蛋白酶、微生物蛋白酶、植物蛋白酶、动物蛋白酶、以及胰凝乳蛋白酶和外肽酶。通过添加足量的酶(按所述蛋白材料的重量计通常约0.01％至约10％的酶)至蛋白材料的含水分散体，并且在一定温度下(通常约5℃至约75℃)和一定pH下(通常约2至约9)处理酶和蛋白质分散体而使酶水解起作用，其中酶在足以水解蛋白材料的时间段内是有活性的。在已进行足够的水解之后，通过加热至75℃以上的温度使酶失活。
一种改性的大豆蛋白材料可被使用并且是大豆分离蛋白，其已如欧洲专利0 480 104 B1(其以引用方式并入本文)中所述在使蛋白质核心暴露在酶作用的条件下被酶水解和脱酰氨基化。简而言之，公开于欧洲专利0480 104 B1中的改性的分离蛋白材料通过以下步骤形成：1)形成大豆分离蛋白的含水浆液；2)调节浆液的pH至9.0至11.0的pH；3)将0.01％至5％的蛋白水解酶添加到浆液中(按浆液中干蛋白质的重量计)；4)在10℃至75℃的温度下处理碱性浆液一段时间以有效制备具有介于800和4000之间的分子量分布(Mn)和介于5％至48％之间的脱酰胺度的改性的蛋白材料(通常介于10分钟至4小时之间)；然后通过加热浆液至75℃以上使蛋白水解酶失活。公开于欧洲专利0 480 104 B1中的改性的蛋白材料可以XT10C、XT219和XT220从Solae，LLC(St.Louis，MO)商购获得。
用于制备低植酸分离蛋白的方法
具有以上所述特性的植物蛋白组合物可通过以下方法制备。
为了降低植酸/肌醇六磷酸(即肌醇磷酸)的浓度，必需使用肌醇六磷酸降解酶。所述肌醇六磷酸降解酶与肌醇-6-磷酸和肌醇-5-磷酸反应以生成肌醇和正磷酸盐以及作为中间产物的若干种形式的肌醇磷酸。用于制备本文所述的植物蛋白的肌醇六磷酸降解酶是肌醇六磷酸酶和酸性磷酸酶。优选地，所述肌醇六磷酸降解酶是不具有蛋白酶所附额外活性的肌醇六磷酸酶。尤其优选的酶是枸杞隔孢伏革菌(Peniophora lycii)肌醇六磷酸酶EC3，1，3，26，命名为Novozymes肌醇六磷酸酶NS 37032并且公开于WO1995/028850中的一种食品级肌醇六磷酸酶。Novozymes肌醇六磷酸酶NS37032是肌醇六磷酸酶配制剂，其通过米曲霉表达基因编码肌醇六磷酸酶由枸杞隔孢伏革菌产生。Novozymes已确定Novozymes肌醇六磷酸酶NS 37032(一种食品级肌醇六磷酸酶)对于酸味饮料和婴儿代乳品中的使用一般认为是安全的。肌醇六磷酸酶由各种微生物产生，如曲霉、根霉、以及酵母(Appl.Microbiol.16：13481357(1968)；Enzyme Microb.Technol.5：377382(1983))。肌醇六磷酸酶也可由各种植物种子(例如小麦)在发芽期间产生。根据本领域已知的方法，酶配制剂可得自以上所提到的生物体。Caransa等人的荷兰专利申请87.02735(以引用方式并入本文)发现，来自曲霉的相同酶剂量的肌醇六磷酸酶降解玉米中的植酸比来自小麦的肌醇六磷酸酶更加有效。
标题为“Expression，Gene Cloning，and Characterization ofFive Novel Phytases from Four Basidiomycete Fungi：Peniophoralycii，Agrocybe pdediades，a Ceriporia sp.，and Trametespubescens.”的文章(Soren F.Lassem等人2001.Applied andEnvironmental Microbiology，第67卷，第10期，第4701至4707页)中讨论了Novozymes肌醇六磷酸酶NS 37032。
所需的肌醇六磷酸降解酶的量将依赖于原料的植酸含量和反应条件。可容易地由本领域的技术人员估算出正确的剂量。肌醇六磷酸降解酶的浓度一般为约500至约2200，优选约600至约2100，并且最优选约720至约1400单位的肌醇六磷酸酶(肌醇六磷酸酶单位)/克蛋白质，其通常表示为PU/g。可使用增加量的肌醇六磷酸酶。一肌醇六磷酸酶单位(PU)定义为在标准条件(即在pH 5.5下，37℃，5.0mM肌醇六磷酸钠的底物浓度，以及30分钟的反应时间)下每分钟释放1μmol磷酸根的酶的量。
作为另外一种选择，肌醇六磷酸降解酶的浓度可表示成凝乳固体基(CSB)百分数。0.2％CSB是指如果1000份凝乳以固体存在，那么所使用的肌醇六磷酸酶的量为2份。优选地，所述酶配制剂包含一定量的一种或多种肌醇六磷酸降解酶使得大豆中的植酸基本上被降解掉。所述肌醇六磷酸降解酶提供容易的且商业上有吸引力的用于制备低肌醇六磷酸和无肌醇六磷酸的大豆分离蛋白的方法，而不用使蛋白质暴露在高碱性下，其降低了它们的营养值，并且在高碱性下形成非常轻的悬浮的肌醇六磷酸沉淀，其不能用商业的连续分离装置分离。所述肌醇六磷酸降解酶还可提供基本上无肌醇六磷酸的大豆分离蛋白，而不用使蛋白质暴露在65℃以上的温度下，其可能影响蛋白质的溶解度和其它功能特性。也不需要使大豆蛋白与活的微生物接触和昂贵且耗时的纯化步骤，如超滤和离子交换处理。
对于以下所述的方法，凝乳制备过程中总的工艺用水通常为约16∶1至约70∶1磅的水/每磅含蛋白材料(例如，含水的萃取剂∶薄片的比率)。这是指从第一步至最后一步所使用的全部的水与起始给料的重量相比较时具有的比率。这个总比率对于提供具有所需特性的植物蛋白组合物是重要的，但是在每个单独的工序中所使用的含水萃取剂∶薄片的比率没有所使用的含水萃取剂的总比率(当与起始薄片的量比较时)重要。在各个优选的实施方案中，含水萃取剂与薄片的比率为约20∶1至约70∶1，约30∶1至约70∶1，约40∶1至约70∶1，约50∶1至约70∶1，以及约60∶1至约70∶1。
现在参见图1，其示出了本发明方法的一个实施方案。所述方法从将含蛋白质的给料如含蛋白质的薄片连同水和本领域已知的任选加工助剂引入提取阶段开始。以至少约8磅水/1磅含蛋白质给料的比率，将水添加到提取物中。水的优选温度为小于约140°F(60℃)。加工助剂可包括亚硫酸钠。提取物的pH按原样，优选为约6.5至约7。在提取阶段，含蛋白质给料和水的混合物的保留时间通常为约15分钟。此外，通过过滤和/或离心除去不溶解的大豆纤维。本文所述的提取阶段还可按照本领域已知的逆流工艺进行。
然后将出来的工艺液流由提取阶段给料至沉淀阶段以使蛋白质沉淀。由提取阶段出来的液流是由溶解的蛋白质组成的浆液，并且可包含接近的物质如灰分、糖、酸溶性蛋白质、其它可溶物和水。在沉淀阶段，将浆液的pH调节至蛋白质的等电点附近(例如，根据蛋白质的类型为约4至5的pH)以形成沉淀的蛋白质凝乳和可溶解的含水乳清。各种食品级酸性试剂可实行沉淀，如乙酸、硫酸、磷酸、盐酸或其他试剂。更典型地，用食品级盐酸或磷酸实行沉淀。此外，可用肌醇六磷酸酶处理出来的提取物。
将从沉淀阶段出来的沉淀的蛋白质凝乳和含水乳清引至分离阶段以收取蛋白质凝乳。用于分离的设备通常是离心机(例如，图1中的离心阶段)。通常以至少约2磅水/1磅引入提取阶段的含蛋白质给料的比率使用流水洗涤。洗涤和分离阶段的设备将沉淀的蛋白质(例如，图1中的凝乳)与含水乳清分离。使固体的流失最小化以避免产量的损失。从该过程排放出含水乳清。可在第一次离心之前将肌醇六磷酸酶引至沉淀上。
然后将来自离心的凝乳固体(或块状物)调至约15％固体的最大值并且引至肌醇六磷酸酶阶段。在该阶段，蛋白质凝乳的工艺液流进入一系列包含肌醇六磷酸酶的混合槽中。蛋白质凝乳的停留时间通常为约40至60分钟。通常将槽保持在约30℃至约60℃的温度下。
用于肌醇六磷酸酶阶段的肌醇六磷酸降解酶通常为肌醇六磷酸酶如Novozymes肌醇六磷酸酶NS 37032。所用的肌醇六磷酸降解酶的浓度依赖于原料的植酸含量而变化。在肌醇六磷酸酶阶段期间，所添加的肌醇六磷酸降解酶的量通常为按凝乳固体约0.1％至约0.3％。
然后将工艺液流引至溶解和分离阶段(例如图1中的溶解和离心)以浓缩工艺液流中的蛋白质固体。在该阶段期间，通过以至少约5磅水/1磅引入提取阶段的含蛋白质给料的比率引入水而使固体再浆化。更典型地，在那个阶段中，所使用的水的比率为至少约15磅/1磅引入提取阶段的含蛋白质给料(15∶1)。通常将再浆化的液流稀释至约2％至约5％固体。还将所述液流的pH调至约5。pH的调节通常通过氢氧化钠和氢氧化钾的碱共混物的添加而实现。通常将再浆化的液流加热至至少约125°F(51.6℃)。在溶解之后，使再浆化的液流经历分离步骤；用于分离的设备通常为离心机。
来自离心的块状物被认为是植物蛋白组合物(参加图1)。在巴氏灭菌处理(其通常在约305°F(151.7℃)的温度下进行)之前，可将该植物蛋白组合物经历用水稀释和中和。用于对液流巴氏灭菌的停留时间通常为约9秒。
然后可将巴氏灭菌过的蛋白质凝乳通过常规装置干燥(如通过利用喷雾干燥设备)，以形成本发明的植物蛋白组合物。
本发明方法的另一个实施方案示于图2中。图2中所述的方法和图1的方法的差异在于在凝乳阶段和肌醇六磷酸酶阶段之间加入第一溶解和分离步骤(例如图2中的第一溶解和离心)。该溶解和分离阶段与以上所述的与图1有关的溶解和分离阶段相似。
在任选步骤中，可在第一提取阶段或者在沉淀阶段和第一分离阶段之间进行额外的肌醇六磷酸酶处理。这些肌醇六磷酸酶处理与以上所述的与图1有关的肌醇六磷酸酶阶段相似。此外，可在溶解和离心阶段之后(图1)或者在第二溶解和离心阶段之后(图2)进行任选的钙强化阶段。该方法公开于美国专利7,022,355中，其以引用方式并入本文。
以上所述的植物蛋白组合物优选包含大豆蛋白。可用作原料的大豆蛋白材料是大豆粉和大豆浓缩物。大豆粉或大豆浓缩物由大豆原料形成，其可以是大豆或大豆衍生物。优选地，所述大豆原料是大豆饼、大豆碎片、大豆粗粉、大豆薄片、或者这些原料的混合物。可根据本领域的常规方法由大豆形成大豆饼、碎片、粗粉、或薄片，其中大豆饼和大豆碎片由通过压力或者溶剂提取大豆中的部分油而形成，大豆薄片通过将大豆弄碎、加热和压片并且通过溶剂提取降低大豆的油含量而形成，而大豆粗粉通过碾磨大豆饼、碎片或薄片而形成。
大豆粉可以是全脂的、酶活性的、或者脱脂的。当本文使用这些术语时，全脂大豆粉包含磨细的全大豆，其包含所有的原始油(通常18％至20％)。这种全脂粉可以是酶活性的或者其可被热处理或者烘烤以使酶活性最小化。酶活性的大豆粉是全脂大豆粉，其被最低限度地热处理以保持天然的酶活性。脱脂大豆粉是指脱脂大豆原料的粉末形式，优选包含小于1％的油，由尺寸使得颗粒可通过100目(美国标准)筛网的颗粒形成。利用常规的大豆研磨方法将大豆饼、碎片、薄片、粗粉、或这些原料的混合物粉碎成大豆粉。大豆粉具有按无水基计(mfb)约49％至约65％的蛋白质含量。优选将所述粉末研磨得非常细，最优选使得有小于约1％的粉末留在300目(美国标准)筛网上。
大豆浓缩物，当在本文中使用时，是指包含约65％至小于90％的大豆蛋白(mfb)的大豆蛋白材料。大豆浓缩物优选由可商购获得的脱脂大豆薄片原料形成，已通过溶剂提取将油从其中除去。大豆浓缩物通过酸沥滤方法或者通过醇沥滤方法制备。在酸沥滤方法中，用含水溶剂洗涤大豆薄片原料，所述溶剂具有在大豆蛋白等电点附近的pH，优选在约4至约5的pH，并且最优选在约4.4至约4.6的pH。所述等电洗涤从薄片中除去大量的水溶性碳水化合物和其它水溶性组分，但是除去微量的蛋白质和纤维，因而形成大豆浓缩物。在等电点洗涤后将大豆浓缩物干燥。在醇沥滤方法中，用含水的乙醇溶液(其中乙醇按重量计以约60％的含量存在)洗涤大豆薄片原料。蛋白质和纤维仍然不溶解，而碳水化合物大豆糖-蔗糖、水苏糖和棉子糖被从脱脂薄片中沥滤掉。将可溶于含水醇中的大豆糖与不溶解的蛋白质和纤维分离，并且将不溶解的蛋白质和纤维干燥以形成大豆浓缩物。
大豆分离蛋白，当在本文中使用时，是指包含至少90％蛋白质含量，并且优选约95％或更高蛋白质含量(mfb)的大豆蛋白材料。
优选将用于本发明中的蛋白材料改性以增强蛋白材料的特性。所述改性是本领域已知的改性以改善用于某些应用的蛋白材料的功效或特性，并且包括但不限于蛋白材料的变性和蛋白酶水解。
关于钙强化步骤，所述组合物可具有在约1.2∶1至约2.5∶1范围内的钙对磷重量比率(Ca∶P)的增加。
这些组合物可用于各种食物产品，包括饮料、小吃品、肉、以及肉的替代品。此外，所述饮料可以是干混合的饮料、即饮型饮料、即食型产品、婴儿代乳品、以及它们的混合物。同样，所述小吃品可以是谷类食物或干棒小吃。
对于各种即饮型饮料如婴儿代乳品，所述植物蛋白组合物是尤其适合的，这是由于它们能够被掺入稳定的乳液中并且不出现沉降。该稳定性部分是由于所述蛋白质的水解度和当除去植酸和其它的肌醇六磷酸时不具有蛋白酶所附额外活性的肌醇六磷酸酶的使用。
已详细描述了本发明，显而易见的是在不脱离附加的权利要求中所限定的本发明范围的前提下更改和变型是可能的。
实施例
提供了以下非限制性实施例以进一步说明本发明。
实施例1至6中制备的大豆蛋白组合物的特性详细描述在表1中。
表1：