乳化食品 【技术领域】
本发明涉及使用卡诺拉蛋白质分离物配制的乳化食品。背景技术 蛋黄酱是一种乳化产品, 通常使用整个鸡蛋或蛋黄作为乳化试剂来制备。几种其 他乳化食品, 例如调料酱、 酱汁、 抹酱和调味汁, 可以使用类似的乳化系统。
具有蛋白质含量至少 100 wt% (N x 6.25) 的卡诺拉油籽蛋白质分离物可由卡诺 拉油籽粗粉形成, 通过使用在 2002 年 5 月 3 日提交的共同未决美国专利申请号 10/137,391 (美国专利申请公开号 2003-0125526A1 和 WO 02/089597) 和 2004 年 6 月 9 日提交的共同 未决美国专利申请号 10/476,230(美国专利申请公开号 2004-0254353A1) 中描述的方法来 进行, 上述专利均转让给其受让人, 其公开内容通过引用并入本文。过程包括多步骤方法, 包括用盐的水溶液提取卡诺拉油籽粗粉, 将所得蛋白质水溶液与油籽粗粉残余物分离, 利 用选择性的膜技术在保持离子强度基本恒定的同时, 将水溶液中的蛋白质浓度增加到至少 约 200g/L, 将所得的浓缩的蛋白质溶液稀释于冷却水中, 引起形成蛋白质微胶粒 (protein micelles) , 沉降蛋白质微胶粒以形成无定形、 粘性的、 胶质谷蛋白质样的蛋白质微胶粒团 (protein micellar mass, PMM) , 并从上清液中回收蛋白质微胶粒团, 其蛋白质含量为至少 约 100%wt% (N x 6.25)。如本文所使用的, 蛋白质含量是基于干重测定的。回收的 PMM 可 被干燥。
在该方法的一个实施方案中, 处理来自 PMM 沉降步骤的上清液以从上清液中回收 卡诺拉蛋白质分离物。该方法通过最初用超滤膜浓缩上清液并干燥浓缩液而完成。所得的 卡诺拉蛋白质分离物具有蛋白质含量至少约 90wt%, 优选至少约 100wt%(N × 6.25) 。
美 国 专 利 申 请 10/137,391 所 描 述 的 方 法 实 质 上 是 分 批 方 法。 在 2002 年 11 月 19 日提交的美国专利申请 10/298,678(美国专利申请公开号 2004-0039174A1 和 WO 03/043439) 和 2005 年 3 月 15 日提交的美国专利申请号 10/496,071(美国专利申请公开 号 2007-0015910A1)中描述了制备卡诺拉蛋白质分离物的连续方法, 上述专利均转让给其 受让人, 其公开内容通过引用并入本文。根据这些, 将卡诺拉油籽粗粉与盐的水溶液连续 混合, 通过管道输送混合物, 同时从卡诺拉油籽粗粉中提取蛋白质以形成蛋白质水溶液, 通 过选择性膜操作连续输送蛋白质水溶液来将蛋白质水溶液中的蛋白质含量增加到至少约 200g/L, 同时保持离子强度基本恒定, 将所得的浓缩蛋白质溶液与冷却水连续混合, 引起形 成蛋白质微胶粒, 并且使蛋白质微胶粒连续沉降, 同时将上清液连续地溢出直至在沉降器 中积累得到所需量的 PMM。从沉降器中回收 PMM 并可以干燥处理。PPM 具有蛋白质含量至 少约 90wt%(N x 6.25) , 优选至少约 100wt%。如上所述, 可以将溢出的上清液处理已从中 回收卡诺拉蛋白质分离物。
已知卡诺拉籽含有约 10 到约 30wt% 的蛋白质并且已鉴定出几种不同的蛋白质组 分。这些蛋白质包括称为 cruciferin 的 12S 球蛋白质、 7S 蛋白质和称为 napin 的 2S 贮 存蛋白质。如 2003 年 4 月 15 日提交的共同未决美国专利申请 10/413,371(美国专利申
请公开号 2004-0034200A1 和 WO 03/088760) 和 2005 年 4 月 29 日提交的美国专利申请号 10/510,266(美国专利申请公开号 2005-0249828A1) 中所述, 上述专利均转让给其受让人, 其公开内容通过引用并入本文, 上述方法包括浓缩蛋白质水溶液稀释形成 PMM 和处理上清 液以回收额外的蛋白质, 引起回收不同蛋白质分布量 (profile) 的分离物。
在这方面, 源自 PMM 的卡诺拉蛋白质分离物具有约 60 到约 98wt% 的 7S 蛋白质, 约 1 到约 15wt% 的 12S 蛋白质和 0 到约 25wt% 的 2S 蛋白质的蛋白质成分组成。源自上清液 的卡诺拉蛋白质分离物具有约 60 到约 95wt% 的 2S 蛋白质, 约 5 到约 40wt% 的 7S 蛋白质和 0 到约 5wt% 的 12S 蛋白质的蛋白质成分组成。因此, 源自 PMM 的卡诺拉蛋白质分离物主要 为 7S 蛋白质, 源自上清液的卡诺拉蛋白质分离物主要为 2S 蛋白质。如上述美国专利申请 号 10/413,371 和 10/510,266 所述, 2S 蛋白质分子量大约 14,000 道尔顿, 7S 蛋白质分子量 大约 145,000 道尔顿, 12S 蛋白质分子量大约 290,000 道尔顿。
发明概述 根据本发明, 对用于配制乳化食品例如蛋黄酱、 沙拉酱、 酱汁、 抹酱和调味汁的整个鸡 蛋或蛋黄全部或部分用卡诺拉蛋白质分离物进行替换。从成本的角度, 使用卡诺拉蛋白质 分离物替换鸡蛋成分具有优势, 完全替换可以提供不含胆固醇的产品, 并且可以被不能或 不选择消费蛋制品的顾客所接受。 发明内容 提供卡诺拉蛋白质分离物的方法的起始步骤包括溶解来自卡诺拉油籽粗粉的蛋 白质原料 (proteinaceous material) 。 从卡诺拉油籽粗粉中回收的蛋白质原料可以是天然 存在于卡诺拉籽中的蛋白质, 或者蛋白质原料可以是经过遗传操作修饰, 但是具有天然蛋 白质特征性的疏水性和极性的蛋白质。 卡诺拉粗粉可以是从例如热己烷抽提或冷油挤压方 法得到的, 从含有各种水平的非变性蛋白质的任何卡诺拉油籽中除去卡诺拉油得到的任何 卡诺拉粗粉。 从卡诺拉油籽中除去卡诺拉油通常作为与本文所述蛋白质分离物回收方法分 开的操作来进行。
使用食品级盐溶液进行溶解蛋白质最为有效, 因为盐的存在增强可溶性蛋白质从 油籽粗粉中的去除。在卡诺拉蛋白质分离物预期用于非食品用途的情况下, 可以使用非食 品级的化学品。虽然可以使用其它的盐如氯化钾, 但通常盐是氯化钠。盐溶液的离子强度 至少大约 0.05, 优选至少大约 0.10, 以能够进行显著含量的蛋白质的溶解。随着盐溶液的 离子强度增加, 油籽粗粉中蛋白质的溶解程度最初增加直至达到最大值。随后离子强度的 任何增加不会使溶解的总蛋白质增加。 引起最大量蛋白质溶解的食品级盐溶液的离子强度 根据所涉及的盐和选用的油籽粗粉而变化。
考虑到随着离子强度的增高, 蛋白质沉淀所需的更高的稀释度, 通常优选利用离 子强度值低于约 0.8, 更优选为约 0.1 到约 0.15 的值。
在分批处理中, 在约 5℃到约 75℃、 优选约 15℃到约 35℃的温度下进行蛋白质的 盐溶解, 优选同时搅拌以缩短溶解时间, 溶解时间通常为约 10- 约 60 分钟。优选进行溶解 以从油籽粗粉中尽可能多地充分提取蛋白质, 从而获得整体上的高产率。
选择约 5℃为下限温度, 因为低于该温度时溶解作用将不切实际地缓慢, 而选择约 75℃作为优选的上限温度, 因为这是一些蛋白质的变性温度。
在连续处理中, 从卡诺拉油籽粗粉中提取蛋白质以符合能从卡诺拉油籽粗粉中连 续提取蛋白质的任何方式进行。在一个实施方案中, 将卡诺拉油籽粗粉和食品级盐溶液连 续地混合, 并且使混合物以一定流速通过具有一定长度的导管或管道被输送, 使其滞留时 间足以按照本文中的参数进行所希望的提取。 在这种连续方法中, 盐溶解步骤迅速进行, 最 多约 10 分钟, 优选地进行溶解以从卡诺拉油籽粗粉中尽可能多地充分提取出蛋白质。连续 方法中的溶解在约 10℃到约 75℃的温度下进行, 优选约 15℃到约 35℃的温度。
食品级盐的水溶液通常具有约 5 到约 6.8 的 pH 值, 优选约 5.3 到约 6.2, 根据需要, 通过使用任何方便的酸通常为盐酸, 或碱通常为氢氧化钠, 盐溶液的 pH 值可以被调节到在 约 5 到约 6.8 的范围内的任意期望的数值用于提取步骤。
在溶解步骤中, 食品级盐溶液中的油籽粗粉浓度可以在宽范围变化。一般浓度值 为约 5- 约 15%w/v。
用盐的水溶液进行的蛋白质提取步骤具有可存在于卡诺拉粗粉中的增溶脂肪 (solubilizing fats) 的附加作用, 其随后导致水相中出现这些脂肪。
提取步骤得到的蛋白质溶液的蛋白质浓度一般为约 5 到约 40g/L, 优选为约 10 到 约 30g/L。
盐的水溶液可以含有抗氧化剂。抗氧化剂可以是任何适合的抗氧化剂, 例如亚硫 酸钠或抗坏血酸。抗氧化剂的用量可以在溶液的约 0.01- 约 1wt% 变化, 优选约 0.05wt%。 抗氧化剂用于抑制蛋白质溶液中酚类化合物 (phenolics) 的氧化。
由提取步骤得到的水相随后可以任何方便的方式从卡诺拉粗粉残余物中分离, 例 如利用沉降式离心, 随后经盘式离心和 / 或过滤以除去粗粉残余物。分离的粗粉残余物可 被干燥用于处理。
通过将活性炭粉末或其它色素吸附剂与分离的蛋白质水溶液混合并随后方便地 通过过滤除去这些吸附剂以得到蛋白质溶液, 可以在浅色和较浅的黄色方面改进最终蛋白 质分离物的颜色。渗滤也可用于除去色素。
这种色素去除步骤可以在任何方便的条件下进行, 一般在分离的蛋白质水溶液的 环境温度下使用任何适合的色素吸附剂进行。 对于活性炭粉末, 用量为约 0.025- 约 5%w/v, 优选为约 0.05- 约 2%w/v。
如美国专利号 5,844,086 和 6,005,076 中所描述, 上述专利均转让给其受让人, 其 公开内容通过引用并入本文, 在卡诺拉油籽粗粉含有相当量的脂肪的情况下, 随后在分离 所得的蛋白质水溶液和下文讨论的浓缩蛋白质水溶液中可以进行其中所述的脱脂步骤。 当 要进行颜色改进步骤时, 该步骤可以在第一次脱脂步骤后进行。
作为用盐的水溶液提取油籽粗粉的替代方案, 这种提取可以仅用水进行, 虽然仅 用水倾向于比用盐的水溶液从油籽粗粉中提取较少的蛋白质。当采用该替代方案时, 在从 油籽粗粉残余物中分离后, 可以向蛋白质溶液中加入上述讨论的浓度的盐, 以在下述浓缩 步骤中维持溶液中的蛋白质。当进行第一次脱脂步骤时, 一般在这些操作完成后加入盐。
另一替代方法是用超过约 pH6.8 的相对高 pH 值, 一般最高约 pH9.9 的食品级盐溶 液提取油籽粗粉。可以使用任何方便的食品级碱, 例如氢氧化钠水溶液, 将食品级盐溶液 的 pH 调节到期望的碱性值。可选地, 油籽粗粉可以用低于约 pH5 的相对低 pH 值, 一般最低 约 pH3 的盐溶液进行提取。当采用该替代方案时, 由提取油籽粗粉步骤得到的水相随后可以任何便利的方式从卡诺拉粗粉残余物中分离, 例如利用沉降式离心, 随后经盘式离心和 / 或过滤除去粗粉残余物。分离出来的粗粉残余物可干燥用于处理。
如上文讨论的, 在进行下述的进一步处理之前, 将由高或低 pH 提取步骤所得的蛋 白质水溶液的 pH 调节到约 5- 约 6.8 的范围, 优选约 5.3- 约 6.2。适当时, 可以使用任何方 便的酸如盐酸, 或碱如氢氧化钠来进行这种 pH 调节。
将蛋白质水溶液浓缩以提高其蛋白质浓度, 同时维持其离子强度基本上恒定。通 常进行这种浓缩, 得到蛋白质浓度为至少约 5g/L, 优选为至少约 200g/L, 更优选为至少约 250g/L 的浓缩蛋白质溶液。
可以与分批或连续操作相一致的任何方便的方式进行浓缩步骤, 例如利用任何 方便的选择性膜技术, 例如利用膜如中空纤维膜或螺旋缠绕膜进行超滤或渗滤, 根据不同 的膜材料和构造, 该膜具有适合的截留分子量, 如约 3,000- 约 100,000 道尔顿, 优选约 5,000- 约 10,000 道尔顿, 并且对于连续操作, 将其尺寸设计为当蛋白质水溶液通过该膜时 允许所期望的浓缩程度。
众所周知, 超滤和相似的选择性膜技术允许低分子量物质种类 (species) 通过膜 而阻止高分子量物质种类通过。低分子量的物质种类不仅包括食品级盐的离子物质种类, 而且还包括从原料中提取的低分子量物质, 例如碳水化合物、 色素和抗营养因子, 以及蛋白 质的任何低分子量形式。通常, 根据不同的膜材料和构造, 选择膜的截留分子量, 以保证溶 液中相当比例的蛋白质保留, 同时允许污染物通过。 然后浓缩的蛋白质溶液可以使用与提取溶液具有相同摩尔和 pH 的盐的水溶液进 行渗滤步骤。 可以使用约 2 到约 20 倍体积的渗滤溶液, 优选约 5 到约 10 倍体积的渗滤溶液 进行这种渗滤。 在渗滤操作中, 将渗透液通过膜来将更多量的杂质从蛋白质水溶液中去除。 可以进行渗滤操作直到渗透液中没有明显更多量的杂质和可见的颜色。 这种渗滤可以使用 与浓缩步骤相同的膜进行。但是, 如果希望, 根据不同的膜材料和构造, 渗滤步骤也可以使 用单独的具有不同截留分子量的膜进行, 例如具有截留分子量在约 3,000 到约 100,000 道 尔顿, 优选约 5,000 到约 10,000 道尔顿范围的膜。
至少在渗滤步骤的一部分过程中, 在渗滤介质中可以存在抗氧化剂。抗氧化剂可 以是任何方便的抗氧化剂, 例如亚硫酸钠或抗坏血酸。渗滤介质中抗氧化剂的用量取决于 使用的材料, 并可以在约 0.01 到约 1wt% 溶液的范围内变化, 优选约 0.05wt%。抗氧化剂用 于抑制浓缩的卡诺拉蛋白质分离物溶液中存在的酚类化合物的氧化。
浓缩步骤和渗滤步骤可以在任何合适的温度下进行, 一般在约 20℃到约 60℃下, 优选约 20℃到约 30℃, 进行一定时间以获得所期望的浓缩程度。所使用的温度和其他条件 从一定程度上取决于用于进行浓缩的膜设备和所期望的溶液的蛋白质浓度。
如果需要, 浓缩的并且任选渗滤的蛋白质溶液可以如美国专利号 5,844,086 和 6,005,076 所述进行进一步的脱脂操作。
浓缩的并且任选渗滤的蛋白质溶液可以进行去除颜色的操作, 作为上文描述的去 除颜色操作的替代操作。本文中可以使用活性炭粉末和活性炭颗粒 (GAC) 。另一种可以用 作颜色吸收剂的材料是聚乙烯吡咯烷酮。
颜色吸收剂处理步骤可以在任何方便的条件下进行, 一般在卡诺拉蛋白质溶液的 环境温度下进行。 就活性炭粉末而言, 用量可以为约 0.025% 到约 5%w/v, 优选为约 0.05% 到
约 2%w/v。当使用聚乙烯吡咯烷酮作为颜色吸收剂时, 用量可以为约 0.5% 到约 5%w/v, 优选 为约 2% 到约 3%w/v。颜色吸收剂可以通过任何方便的方法, 例如过滤从卡诺拉蛋白质溶液 中去除。
由任选的颜色去除步骤产生的浓缩的并且任选渗滤的蛋白质溶液可以进行巴氏 消毒以减少微生物载荷。这种巴氏消毒可以在任何所期望的巴氏消毒条件下进行。一般来 说, 浓缩的并且任选渗滤的蛋白质溶液加热到约 55℃到约 70℃, 优选约 60℃到约 65℃, 约 10 到约 15 分钟, 优选约 10 分钟。巴氏消毒后的蛋白质浓缩液可以被冷却用于下述的进一 步加工, 优选冷却到约 25℃到约 40℃。
取决于浓缩步骤和任选的渗滤步骤中所使用的温度, 以及是否进行巴氏消毒步 骤, 蛋白质浓缩液可以加热到至少约 20℃, 最高约 60℃, 优选约 25℃到约 40℃的温度, 以降 低蛋白质浓缩液的粘度, 便于进行后续的稀释步骤和微胶粒形成。蛋白质浓缩液不应加热 到用冷水稀释时不形成微胶粒的温度。
由浓缩步骤以及任选的渗滤步骤、 任选的颜色去除步骤、 任选的巴氏消毒步骤和 任选的去脂步骤后得到的蛋白质浓缩液, 通过将该蛋白质浓缩液与获得所希望的稀释程度 所需体积的冷却水混合, 被稀释以进行微胶粒形成。根据希望通过微胶粒途径获得的卡诺 拉蛋白质的比例和来自上清液的比例, 蛋白质浓缩液的稀释度可以有所变化。在较低的稀 释水平下, 一般来说, 水相中保留较高比例的卡诺拉蛋白质。 当希望通过微胶粒途径获得最大蛋白质比例时, 蛋白质浓缩液被稀释约 5 倍到约 25 倍, 优选约 10 倍到约 20 倍。
与蛋白质浓缩液混合的冷水温度低于约 15℃, 一般为约 1℃到约 15℃, 优选低于 约 10℃, 因为在所使用的稀释度下, 使用这种更低的温度可以获得蛋白质微胶粒团形式的 蛋白质分离物的增加的产量。
在分批操作中, 将蛋白质浓缩液分批加入到如上讨论的所需体积的冷却水静体 中。 稀释蛋白质浓缩液以及随之的离子强度减少导致形成以微胶粒状的分散蛋白质小滴形 式的高度结合蛋白分子的云状团。在分批处理中, 蛋白质微胶粒在冷却水体中沉降以形成 聚集的、 凝聚的、 粘性的、 无定形谷蛋白质样蛋白质微胶粒团 (PMM) 。 例如可以借助离心进行 沉降。这种诱导的沉降减少了蛋白质微胶粒团的液体含量, 由此一般使含水量按重量计从 占总微胶粒团的约 70%- 约 95% 降低到约 50%- 约 80%。这样, 降低蛋白质微胶粒团的含水量 还降低了微胶粒团中被吸附的盐含量, 从而降低了干燥的分离物的盐含量。
可选地, 可以通过连续地使蛋白质浓缩液通过 T 形管的一个入口, 来进行连续稀 释操作, 同时稀释水流入 T 形管的另一个入口, 使它们在管中混合。稀释水以足以获得蛋白 质浓缩液所需稀释度的流速流入 T 形管。
蛋白质浓缩液和稀释水在管道中的混合引发蛋白质微胶粒的形成, 并且该混合物 从 T 形管出口连续地流入沉降器中, 当其充满时, 上清液被允许溢出。混合物优选以能最小 化液体湍流的方式流入沉降器中的液体中。
在连续过程中, 蛋白质微胶粒在沉降器中沉积以形成聚集的、 凝聚的、 稠密的、 无 定形的、 粘性的谷蛋白质样蛋白质微胶粒团 (PMM) , 并且该过程连续进行直至在沉降器底部 已积累所需量的 PMM, 随之积累的 PMM 从沉降器除去。作为替代沉降的方式, PMM 可以通过 离心连续分离。
与上述美国专利中所述的任何已知的现有技术中蛋白质分离物的生产方法相比, 组合使用将蛋白质溶液浓缩为优选蛋白质含量至少为约 200g/L 的处理参数与使用约 10 到 约 20 的稀释倍数, 就从原始粗粉提取物中回收蛋白质微胶粒团形式的蛋白质而言, 获得更 高的产率, 通常是相当高的产率, 并且就蛋白质含量而言, 获得更纯的分离物。
与分批处理相比, 通过利用连续方法回收卡诺拉蛋白质分离物, 可以显著地缩短 提取相同的蛋白质水平所需的初始蛋白质提取步骤的时间, 并且提取步骤可以在显著更高 的温度下进行。 此外, 在连续的操作中污染的机会比分批处理的少, 从而产品质量较高并且 该方法可以在更简单的设备中进行。
例如可以通过从沉降物中倾析出残余的水相或通过离心的方法将沉降的分离物 从残余的水相或上清液中分离。 PMM 可在湿态应用, 或通过任何方便的技术例如喷雾干燥或 冷冻干燥进行干燥得到干燥形式。干燥的 PMM 具有超过约 90wt% 的高蛋白质含量, 优选至 少约 100wt% 蛋白质 (用 N×6.25 计算) , 并且基本上没有变性 (根据差示扫描量热法测定) 。 当需要应用美国专利 5,844,086 和 6,005,076 的方法时, 这种从脂肪油籽粗粉里分离得到 的干燥 PMM 还含有较低的脂肪残存量, 可以低于约 1wt%。
如上述美国专利申请号 10/413,371 所述, PMM 主要含有 7S 卡诺拉蛋白质, 具有约 60 到约 98wt% 的 7S 蛋白质、 约 1 到约 15wt% 的 12S 蛋白质和 0 到约 25wt% 的 2S 蛋白质的 蛋白质成分组成。 通过 PMM 形成以及沉降步骤得到的上清液含有相当量的在稀释步骤中未沉降的 卡诺拉蛋白质, 并且可以被处理以回收其中的卡诺拉蛋白质分离物。如上述美国专利申请 号 10/413,371 和 10/510,266 所述, 源自于上清液的卡诺拉蛋白质分离物主要 2S 卡诺拉蛋 白质, 具有约 60 到约 95wt% 的 2S 蛋白质、 约 5 到约 40wt% 的 7S 蛋白质和 0 到约 5wt% 的 12S 蛋白质的蛋白质成分组成。
在除去 PMM 后, 浓缩来自稀释步骤的上清液, 增加其中的蛋白质浓度。这种浓缩可 利用任何方便的选择性膜技术进行, 例如使用膜进行超滤, 该膜具有适当的截留分子量, 可 以允许低分子量物质种类, 包括盐、 碳水化合物、 色素以及从蛋白质原料中提取出来的其它 低分子量物质通过该膜, 同时将大部分卡诺拉蛋白质保留在溶液中。根据不同的膜材料和 构造, 可以使用截留分子量为约 3000 到 10,000 道尔顿, 优选约 5000 到约 10000 道尔顿的 超滤膜。这样浓缩上清液还可以减少将要进行干燥回收蛋白质的液体的体积。在干燥前, 上清液经浓缩后蛋白质浓度一般为至少约 50g/L, 优选约 100 到约 300g/L, 更优选为约 200 到约 300g/L。 这种浓缩操作可以按照上述蛋白质溶液的浓缩步骤以分批方式或连续操作进 行。
浓缩的上清液随后可以使用水、 稀盐水或酸化水进行渗滤步骤。可以使用约 2 到 约 20 倍体积的渗滤溶液, 优选约 5 到约 10 倍体积的渗滤溶液进行这种渗滤。在渗滤操作 中, 可以将渗透液通过膜来将更多量的杂质从上清液中去除。可以进行渗滤操作直到渗透 液中没有明显更多量的杂质和可见的颜色。这种渗滤可以使用与浓缩步骤相同的膜进行。 但是, 如果希望, 根据不同的膜材料和构造, 渗滤步骤可以使用单独的膜进行, 例如具有截 留分子量在约 3,000 到约 100,000 道尔顿, 优选约 5,000 到约 10,000 道尔顿的膜。
至少在渗滤步骤的一部分过程中, 在渗滤介质中可以存在抗氧化剂。抗氧化剂可 以是任何方便的抗氧化剂, 例如亚硫酸钠或抗坏血酸。渗滤介质中抗氧化剂的用量取决于
使用的材料, 可以在约 0.01 到约 1wt% 的范围内变化, 优选约 0.05wt%。抗氧化剂用于抑制 浓缩的卡诺拉蛋白质分离物溶液中存在的酚类化合物的氧化。
浓缩的并且任选渗滤的蛋白质溶液可以进行去除颜色的操作, 作为上文描述的去 除颜色操作的替代操作。本文中可以使用活性炭粉末和活性炭颗粒 (GAC) 。另一种可以使 用的色素吸收剂是聚乙烯吡咯烷酮。
色素吸收剂处理步骤可以在任何方便的条件下进行, 一般在卡诺拉蛋白质溶液的 环境温度下进行。 就活性炭粉末而言, 用量可以为约 0.025% 到约 5%w/v, 优选为约 0.05% 到 约 2%w/v。当使用聚乙烯吡咯烷酮作为色素吸收剂时, 用量可以为约 0.5% 到约 5%w/v, 优选 为约 2% 到约 3%w/v。色素吸收剂可以通过任何方便的方法, 例如过滤从卡诺拉蛋白质溶液 中去除。
浓缩的、 任选渗滤的并且任选色素去除处理的蛋白质溶液可通过任何方便的技术 例如喷雾干燥或冷冻干燥, 干燥得到干燥形式。干燥的卡诺拉蛋白质分离物具有超过约 90wt% (N x 6.25) d.b. 的高蛋白质含量, 优选至少约 100wt%, 并且基本上没有变性 (根据差 示扫描量热法测定) 。
优选地, 浓缩的并且任选渗滤的上清液, 在经过任选的颜色去除操作后, 被加热处 理, 通过沉淀并去除 7S 蛋白质来降低溶液中存在的 7S 蛋白质的量, 从而增加浓缩后的卡诺 拉蛋白质溶液中 2S 蛋白质的比例。
如共同未决的 2005 年 1 月 21 日提交的美国专利申请号 11/038,086, 2007 年 5 月 22 日提交的 10/586,264 和 2008 年 6 月 20 日提交的 12/213,500 中所述, 上述专利均转让 给其受让人, 其公开内容通过引用并入本文, 这种热处理可以使用足够降低浓缩的上清液 中存在的 7S 蛋白质比例的温度和时间进行, 优选显著降低 7S 蛋白质的比例。一般来说, 通 过热处理, 上清液中 7S 蛋白质含量减少至少约 50wt%, 优选至少约 75wt%。一般来说, 热处 理可以在约 70℃到约 120℃, 优选约 75℃到约 105℃的温度进行约 1 秒到约 30 分钟, 优选 约 5 到约 15 分钟。可以使用任何方便的方式除去沉淀的 7S 蛋白质, 例如离心或过滤或联 合使用。
浓缩的热处理的上清液, 例如通过离心除去沉淀的 7S 蛋白质后, 可以使用任何方 便的技术例如喷雾干燥或冷冻干燥被干燥成干燥形式, 得到卡诺拉蛋白质分离物。这种卡 诺拉蛋白质分离物具有高蛋白质含量, 超过约 90wt%, 优选至少约 100wt% 蛋白质 (用 N x 6.25 计算) , 并且预期基本上没有变性。
这种新的卡诺拉蛋白质分离物含有高比例的 2S 蛋白质, 优选为分离物中卡诺拉 蛋白质的至少 90wt%, 最优选至少约 95wt%。分离物中也有一定比例的 7S 蛋白质。
可选地, 上清液可以在进行上述浓缩和渗滤步骤之前进行热处理以沉淀 7S 蛋白 质。除去沉淀的 7S 蛋白质之后, 上清液浓缩, 任选地渗滤, 任选地进行颜色去除操作, 并干 燥得到卡诺拉蛋白质分离物。
作为进一步的可选操作, 上清液可以部分浓缩到任何方便的水平。然后对部分浓 缩的上清液进行热处理以沉淀 7S 蛋白质。除去沉淀的 7S 蛋白质之后, 上清液进一步浓缩, 一般浓缩到约 50 到约 300g/L, 优选约 200 到约 300g/L 的浓度, 任选地渗滤, 任选地进行颜 色去除操作, 并干燥得到卡诺拉蛋白质分离物。
通过任何方便的方法, 例如离心或过滤或其联合使用, 从上清液、 部分浓缩的上清液或浓缩的上清液中去除沉淀的 7S 蛋白质。
根据本发明, 源自于 PMM 的卡诺拉蛋白质分离物, 直接从上清液获得的卡诺拉蛋 白质分离物或经过上述热处理后获得的卡诺拉蛋白质分离物用于乳化食品, 包括蛋黄酱类 型的食品调料酱、 酱汁、 抹酱和调味汁, 以全部或部分替换通常用作乳化剂的蛋黄或整个鸡 蛋。 实施例 实施例 1 本实施例描述了本文所述的试验中使用的卡诺拉蛋白质分离物的制备。
在环境温度下, 将 ‘a’ kg 卡诺拉粗粉加入 ‘b’ L 0.15M 的 NaCl 溶液中, 搅拌 30 分钟得到蛋白质水溶液。除去卡诺拉粗粉残余物, 经离心和过滤将得到的蛋白质溶液净化 以获得蛋白质含量为按重量计 ‘d’ %的 ‘c’L 过滤的蛋白质溶液。
蛋白质提取液使用截留分子量为 ‘g’ 道尔顿的 ‘f’ 膜浓缩将体积减少为 ‘e’L, 然 后用 ‘h’ L 0.15M NaCl 溶液渗滤。然后, 渗滤保留液在 60℃下经巴氏消毒 10 分钟。获得 的巴氏消毒的蛋白质浓缩液具有按重量计 ‘i’% 的蛋白质含量。
在 ‘j’℃下, 浓缩溶液被具有 ‘l’℃的冷 RO 水稀释 ‘k’ 倍, 形成沉淀。除去稀释 水并回收沉淀的粘稠团块 (PMM) , 产率为过滤的蛋白质溶液的 ‘m’ wt%。 发现干燥的源自 PMM 的蛋白质具有蛋白质含量为 ‘n’ %(N × 6.25) d.b.。产物命名为 ‘o’C300。
除去的稀释水, 称为上清液, 经利用截留分子量为 ‘r’ 道尔顿的 ‘q’ 膜的超滤将体 积减少到 ‘p’L, 然后浓缩液用 ‘s’ L 水渗滤。浓缩的并渗滤的上清液加热到 85℃ 10 分钟, 然后离心除去沉淀蛋白质。获得的浓缩物含有按重量计 ‘t’% 蛋白质。从浓缩液中回收额 外的蛋白质后, 过滤的蛋白质溶液的总体蛋白质回收率为 ‘u’wt%。 浓缩液随后喷雾干燥形 成最终产物, 命名为 ‘o’C200H, 蛋白质含量为 ‘v’% (N x 6.25) d.b.。
o a b c d e f g h i j k l m n p q r s t u v SD062-L12-05A 106.9 1000 710 1.56 60 PVDF 30,000 400 19.94 31 1:10 1.8 31.84 99.92 30 PES 10,000 250 8.68 50.57 95.28
实施例 2 本实施例描述了蛋黄酱生产的对照配方。建立了含有蛋黄作为乳化剂用于蛋黄酱生产的对照配方。该配方源自于在 《食品 科学与技术函授课程手册》 (美国烘烤技术研究所 , 1983) 中的一个配方并显示在下表 1 中。所用的总批次大小为 420 克。冷冻的盐腌的蛋黄含有 10% w/w 盐。蛋黄酱配方整体含 有 1.3% 盐。
表 1- 对照蛋黄酱配方蛋黄最初与盐、 糖和干芥末混合。然后加入水和醋, 并将混合物在磁力搅拌台上 搅拌直至所有成分均分散均匀。然后将卡诺拉油 (70g) 加入样品, 以使在开始加工样品前, Silverson L5RT 实验室混合器的混合头完全浸入。使用其中的细乳化剂筛, 以 5000rpm 速 率运行混合器, 对样品进行处理。 在开始混合的同时, 开始使用蠕动泵缓慢加入残余的卡诺 拉油 (266g) 。边混合边持续加入卡诺拉油, 所有的油在 17 分钟内加完。油加完后, 继续以 5000rpm 额外处理样品 1 分钟。
实施例 3 本实施例阐释了对表 1 所示配方中蛋黄的替代, 使用不同量的源自于 PMM 的卡诺拉蛋 白质分离物 (PMM-CPI) 和源自于热处理后的上清液的卡诺拉蛋白质分离物 (HTS-CPI) , 按 照实施例 1 所述方法制备, 单独或以混合物的形式替代蛋黄。
调料酱使用实施例 2 所述方法制备, 使用蛋白质粉末来替代蛋黄并且油在 15 分钟 内加入。样品含有 1 wt%、 2 wt% 或 3 wt% 的按照实施例 1 所述方法制备的来自于 PMM-CPI 或 HTS-CPI 的蛋白质。调料酱还用 1 wt% 来自于 HTS-CPI 的蛋白质 /2 wt% PMM-CPI、 1.5 wt% 来自于 HTS-CPI/1.5wt% 来自于 PMM-CPI 的蛋白质, 以及 2 wt% 来自于 HTS-CPI/1wt% 来 自于 PMM-CPI 的蛋白质制备。 对于所有的样品, 盐含量为 1.3wt%, 额外加入水以使蛋白质粉 末加水加盐的重量等于对照中蛋黄加水加盐的重量。
使用 pH 计测定蛋黄酱 / 调料酱样品的 pH 值。油滴的颗粒大小通过测量用 0.1wt% 十二烷基磺酸钠 (SDS) 稀释的蛋黄酱 / 调料酱样品在 500nm 光吸收来间接评价。 脂肪滴颗粒 越小, 500nm 处光吸收越大。 在进行光吸收测量前, 按1 : 3000 稀释含有卡诺拉蛋白质的调料 酱, 同时按 1 : 6000 稀释用蛋黄制备的蛋黄酱。 首先称取 1g 蛋黄酱 / 调料酱, 用 0.1wt%SDS 在 容量瓶中加满到 100ml, 得到 1 : 100 的稀释。将 1ml 此 1 : 100 稀释的样品与 4ml 0.1wt%SDS 混合得到 1 : 500 的稀释。然后, 将等份 (0.5ml) 此1: 500 稀释的样品与 2.5 ml 0.1wt%SDS 混合得到 1 : 3000 稀释的样品。将 2ml 此 1 : 3000 稀释的样品与 2 ml 0.1wt%SDS 混合得到 1: 6000 的稀释。
吸收值 (A500) 表示为产品在 500nm 处的吸收读数乘以稀释倍数。蛋黄酱 / 调料 酱的粘度在 23.5℃下使用配有 Helipath 测量台的 Brookfield RVDV II+ 粘度计测定。使 用 T-bar spindle T-D 和 10rpm 转速用于测量。样品装在 30Dram 样品杯中, 在测量前轻轻 搅拌。 一般来说, 搅拌前撇去样品最上层 (very top) , 以去除样品制备后冷却过程中表面氧 化 / 干燥 / 脱色的物质。
对照蛋黄酱在 500nm 处吸收值较高, 表明脂肪滴颗粒大小较小, 并且粘度相对较 低, 如下表 2 所示。
表 2——对照蛋黄酱的分析结果调料酱中蛋白质含量对用 HTS-CPI 制备的调料酱的性质具有显著影响。所获得的 结果列于下表 3 中。
表 3——用 HTS-CPI 制备的调料酱的分析结果
从表 3 结果可以看到, 样品中包括的 HTS-CPI 越多, pH 越高, 吸收值越高 (脂肪滴 大小越小) , 粘度越大。使用 3% 来自于上清液的 CPI 蛋白质获得的颗粒大小看起来仍然远 远大于蛋黄获得的颗粒, 但是调料酱的粘度高得多。
用 PMM-CPI 所获得的结果列于下表 4 中 : 表 4——用 PMM-CPI 制备的调料酱的分析结果
从表 4 可以看到, 增加 PMM-CPI 的水平可以升高样品 pH。但是, 增加 PMM-CPI 的水 平来减少脂肪滴颗粒大小不如用 HTS-CPI 看到的明显。一般来说, 在所有水平 PMM-CPI 观 察到的颗粒大小相对较大, 大于 (A500 较低) 2 或 3wt% 蛋白质的 HTS-CPI 中所见, 明显大于 蛋黄对照中所观察到的。发现用 1 wt% 来自于 PMM-CPI 的蛋白质制备的调料酱粘度较高, 增加蛋白质含量可进一步提高粘度。
从源自于 PMM 的卡诺拉蛋白质分离物和源自于热处理的上清液业的卡诺拉蛋白 质分离物的混合物中获得的结果列于下表 5 : 表 5——用 HTS-CPI 和 PMM-CPI 的混合物制备的调料酱的分析结果
从表 5 结果可以看到, 增加 HTS-CPI 比例造成脂肪滴颗粒大小降低 (A500 更高) , 并且粘度降低。
即使卡诺拉蛋白质没有产生用蛋黄可获得的那么小的脂肪滴, 仍认为产生了可以 接受的产品, 尤其是采用源自于热处理的上清液的卡诺拉蛋白质分离物进行制备。一般来 说, 仅用 HTS-CPI 制备的调料酱的质地看起来为乳膏状, 而仅用 PMM-CPI 制备的调料酱的质 地更偏向凝胶状。因此, HTS-CPI 调料酱更像蛋黄酱对照。但是, 通过选择蛋白质、 蛋白质 水平和混合卡诺拉蛋白质可以获得不同的性质。因此, 广泛的应用是可能的。
从实施例中显示的数据中可以看到, 蛋黄酱类型的调料酱可以使用卡诺拉蛋白质 分离物替代蛋黄进行制备。源自于热处理的上清液的 CPI 看起来是此系统中蛋白质的更好 的选择, 通过增加蛋白质水平可以得到更小的脂肪滴和更高的粘度。 使用源自于 PMM 的 CPI 可以产生不同的质地, 并且具有一些新的应用的潜力。也可以使用源自于上清液的未经热 处理的卡诺拉蛋白质分离物。
发明小结 简而言之, 本发明提供了乳化食品, 包括调料酱、 酱汁、 抹酱和调味汁, 尤其是蛋黄酱, 其中通常用作乳化剂的蛋黄或整个鸡蛋全部或部分地被卡诺拉蛋白质分离物替代。 在本发 明范围内可能有所修改。
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