CN1886060A - 具有高胶凝强度的改性的油籽材料 - Google Patents

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Abstract

描述了具有高胶凝强度的改性的油籽材料。所述改性的油籽材料可用于各种营养用途中，包括用于制备蛋白质补给食品(例如加工肉产品)。所述改性的油籽材料通常包括至少85wt.％的蛋白质(基于干燥固体)，且具有极好的功能性特性。例如，所述改性的油籽材料可包括至少约40wt.％的蛋白质，所述蛋白质的表观分子量大于300kDa，其胶凝断裂强度至少为0.50N，和/或该蛋白质的MW50至少约为200kDa。

Description

具有高胶凝强度的改性的油籽材料
                           背景
[0001]改性的油籽材料用作食品添加剂以增强各种食品的质地和其它功能性特性，并用作蛋白质源。然而，由于改性的油籽材料(例如改性的大豆材料)的味道和/或颜色特性，其应用在某些情况下受到限制。虽然许多化合物怀疑为导致油籽的香味和颜色特性的原因，但是哪些成分决定了油籽的这些特性仍未明确。它们包括：脂族羰酰类、酚类、挥发性脂肪酸和胺类、酯类和醇类。
[0002]关于用于分离、纯化和改良油籽材料(尤其是大豆材料)的营养质量和香味的方法已有大量的报道。由于干扰哺乳动物矿物质吸收的肌醇六磷酸复合物和干扰哺乳动物蛋白质消化的抗营养因子的存在，天然状态的大豆蛋白是不适口的且营养质量有损害。所报道的方法包括：通过热处理破坏胰蛋白酶抑制剂，以及用于去除肌醇六磷酸的方法。也已报道了在经纯化的分离物中相对于包含在大豆原料中蛋白质提高蛋白质产率的大量尝试。
[0003]用于提高大豆蛋白香味的许多方法包括使用加热、烘焙(toasting)、醇提取和/或酶改性。这类方法常会导致大部分蛋白质变性和改性，从而大大改变产品的性能。此外，这些方法可促进蛋白质与脂质、碳水化合物成分以及它们的分解产物间的相互反应。这类反应可降低食品中大豆蛋白的利用率，尤其是那些需要高溶解性和功能性蛋白质的日常饮食和饮料中。
[0004]市售的大豆蛋白浓缩物定义为含有至少70重量％蛋白质的大豆蛋白产品(基于干燥的固体或“dsb”)，其通常是通过去除可溶性糖类、灰分和某些次要成分而生产的。所述糖类的去除通常是首先在湿热下使蛋白质不溶后，再通过提取以下物质来进行的：(1)水性醇；(2)酸的稀释水溶液；或(3)水。这些方法通常可产生不同味道和颜色的大豆蛋白产品。
[0005]大豆蛋白分离物定义为至少具有90重量％蛋白质(dsb)的产物。用于生成大豆蛋白分离物的大规模生成方法通常基于蛋白质的酸沉积。生产大豆蛋白分离物的方法通常包括(1)用碱性pH的水从豆片(soy flake)中提取蛋白质并从液体提取物中去除固体；(2)通过将该液体提取物的pH调节到蛋白质溶解性最小的点对该液体提取物进行等电沉淀，以获得最大含量的蛋白质沉淀物；以及(3)从副产品液体乳清中分离沉淀的蛋白质凝乳。然而，这类方法仍会产生具有不同味道和颜色的蛋白质产品。
[0006]已报道了许多使用膜滤技术来生产浓缩的大豆蛋白产品的方法的例子。然而，由于包括成本、效率和/或产品性质在内的许多因素，基于膜的纯化手段并未被大规模生产所广泛使用。这些方法会具有一种或多种缺点，例如所得的蛋白质产品的功能性特征减少和/或产生具有“不合格”(off)味道和/或不合格颜色(例如，深奶油色到浅褐色)的产品。由于与细菌污染和膜沾污相关的问题，基于膜的方法也很难在大规模生产条件下进行操作。细菌污染会导致产品的味道不理想。
                          概述
[0007]本文描述了一种具有高胶凝强度的改性的油籽材料。所述改性的油籽材料可适当地得自油籽材料(例如脱脂大豆白片或大豆粗粉)，并适当地显示理想的味道和/或颜色性质。该高胶凝强度的材料通常适于用作混合入人和/或动物用食品中的蛋白质源(例如，生产蛋白质补给食品)。该高胶凝强度的材料尤其适于用作加工的肉类、肉类似物、调味料或汤系统中的蛋白质源。
[0008]所述具有高胶凝强度的改性油籽材料可通过基于膜的纯化方法来生产，该方法通常包括对油籽材料中存在的可溶性蛋白性材料进行提取的步骤。该提取步骤可包括在约3分钟的提取中使40-60％的蛋白性材料溶于水溶液中的快速提取法。在某些情况下，以连续的、多阶段的方法来进行提取(例如，多阶段逆流提取)是理想的。适宜的多阶段提取方法可包括用pH不同于后继操作中提取部分提取的固体所用的水溶液的pH的水溶液进行初始阶段的操作。适宜地，与后继提取的pH之差不超过2.5(例如，在初始阶段中，用大致中性pH的水溶液来对油籽材料进行提取，再用碱性水溶液对部分提取的固体进行第二次提取)。在一个适宜的实施方式中，在初始阶段中，用pH为6.5-7.5的水溶液对油籽材料进行提取，再用pH为8.0-8.5的水溶液对部分提取的固体进行第二次提取。
[0009]通常，可通过包括使存在于油籽材料中的蛋白性材料溶解的提取步骤的方法来生产具有高胶凝强度的改性的油籽材料。在膜处理过程中，包含溶解的蛋白质的提取物的pH通常被调节到7.0-7.8，然后保持该pH。该方法使用一种或多种微孔膜以从提取物中分离和浓缩蛋白质。使用具有较低接触角(例如不超过约40度)的过滤表面的微孔膜通常是有利的。该方法通常使用具有较大的孔的超滤膜(例如，分子量截留(″MWCO″)约为25,000-500,000的膜)或孔径高达1.5微米的微过滤膜。当使用微过滤膜时，较为理想的是孔径不超过约1.0微米的那些，更理想地，不超过约0.5微米的尤为适合。如本文所用，术语“微孔膜”是超滤膜和微过滤膜的统称。通过使用这种较大孔的膜，本方法中的膜过滤操作可使用不超过约100磅/平方英寸，较理想为不超过约50磅/平方英寸，且通常约为10-20磅/平方英寸的透膜压来进行膜滤操作。
[0010]通常，可通过包括以短时超高温(UHT)处理对材料进行巴氏消毒的方法来生产具有高胶凝强度的改性的油籽材料。在整个UHT处理中，pH通常保持在约7.0-7.8。该UHT处理可包括将保留物(rentenate)泵入蒸汽喷射器中，在那里使保留物与蒸汽混合并加热到至少约200一段较短的时间，例如通常约为5-20秒。将该产物迅速冷却到约130。可将UHT处理的产物在pH约为7.0-7.8的条件下喷雾干燥以获得具有高胶凝强度的改性的油籽材料。
[0011]通常，可通过包括UHT处理的方法来生产尤为理想的具有高胶凝强度的改性的油籽材料，其中，在整个UHT处理中pH通常保持在约7.1-7.7。该UHT处理通常包括将材料加热到约200-250约9-15秒。通常，将UHT处理的产物快速冷却并喷雾干燥，以获得改性的油籽材料。
[0012]通常，可通过包括UHT处理的方法来生产尤为理想的具有高胶凝强度的改性的油籽材料，其中，在整个UHT处理中pH通常保持在约7.2-7.4。该UHT处理通常包括将材料加热到约210约9-15秒。通常，将UHT处理的产物快速冷却并喷雾干燥，以获得改性的油籽材料。。
[0013]所述具有高胶凝强度的改性的油籽材料可具有各种使其尤为适于用作混合入食品(尤其是加工的肉体系)中的蛋白质源的性质。适宜的改性的油籽材料可包括至少约85wt.％(dsb)的蛋白质，优选为至少约90wt.％(dsb)的蛋白质，其胶凝断裂强度至少约0.50N；并具有以下性质中的一种或多种：MW50至少约200kDa；至少约40％的蛋白质的表观分子量大于300kDa；ESI不超过约70mm；固体分布不超过约11.00％。
[0014]适宜的改性的油籽材料还可具有以下性质中的一种或多种：NSI至少约为80；以占总的蛋白质的百分比计，1.4％的半胱氨酸；加德纳L值至少约为85；大致上清淡的味道；分散粘度至少约为0.30Nsm-2；加热和冷却循环后的终粘度至少约为0.50Nsm-2(如本文实施例5中所述)；在NaCl存在下的加热和冷却循环后的终粘度至少约为0.45Nsm-2(如本文实施例6中所述)。
[0015]也可用本方法生产具有以下特征的改性的油籽材料：钠离子与钠、钙和钾离子的总量之比不超过0.5；钠离子不超过约7000mg/kg(dsb)；细菌负载(load)不超过约50,000cfu/g；香味成分物质包括不超过约2500ppb的2-戊基呋喃、600ppb的2-庚酮、250ppb的E，E-2，4-癸二烯醛和/或500ppb的苯甲醛。
[0016]通过可用于生产蛋白质补给食品的本方法形成的尤为理想的改性油籽材料可具有以下特征中的一种或多种：MW50至少约为400kDa；至少约60％的蛋白质的表观分子量大于300kDa；胶凝断裂强度至少约为0.60N；ESI不超过约60mm；固体分布不超过约10.75％。
[0017]尤为理想的改性的油籽材料还可具有以下特性中的一种或多种：分散粘度至少约为0.40Nsm-2；加热和冷却循环后的终粘度至少约为0.60Nsm-2；在NaCl存在下加热和冷却循环后的终粘度至少约为0.46Nsm-2。
[0018]本发明的改性的油籽材料的某些实施方式可具有香味成分物质，所述香味成分物质包括不超过约2500ppb的2-戊基呋喃、450ppb的2-庚酮、150ppb的E，E-2，4-癸二烯醛、350ppb的苯甲醛和/或50ppb的E，E-2，4-壬二烯醛。
                          详细描述
[0019]本文描述了适于混合入人和/或动物用食品中的具有高胶凝强度的改性的油籽材料。所述改性的油籽材料尤为适于混合入加工的肉体系中。
[0020]所述改性的油籽材料通常具有高蛋白质含量以及高胶凝强度，并能形成粘性分散体。通常，可通过加热和冷却循环使该分散体更具粘性。当在盐存在下加热时，该改性的油籽材料还可形成粘度提高的分散体。该改性的油籽材料通常形成热稳定的乳液。该改性的油籽材料可具有使其适于作为蛋白质源混合入人和/或动物用食品中的其它各种性质。
[0021]通常，可通过包括以下步骤的方法来生产所述改性的油籽材料：使存在于油籽材料中的蛋白性材料溶解的提取步骤，以及使用一种或多种微孔膜对提取物进行后继纯化以去除大量的碳水化合物、盐和其它非蛋白质成分。在膜纯化前，通常通过至少去除存在于悬液中的、在提取过程中产生的大量颗粒状材料来将该提取物澄清。将该澄清的提取物的pH调节到约7.0-7.8(适宜的是调节到约7.1-7.7，更适宜的是调节到约7.2-7.4，优选约7.3)，并在用膜处理的过程中保持在7.0-7.8。
[0022]本文所述的方法使用了一种或多种微孔膜以从油籽中分离和浓缩蛋白质。使用具有较低接触角(例如不超过约40度)的过滤表面的微孔膜通常是有利的。具有更低接触角的微孔膜(例如，过滤表面的接触角不超过约30度，在某些情况下不超过约15度)尤其适用于本方法。本方法通常使用较大孔的超滤膜(例如，分子量截留(″MWCO″)至少约为30,000的膜)或孔径高达2微米的微过滤膜。
[0023]本文所述的方法通常包括短时超高温(UHT)处理，以对保留物进行巴氏消毒。优选地，在整个UHT处理和干燥过程中，将溶液的pH保持在约7.0-7.8，较理想的约为7.1-7.7，更理想的约为7.2-7.4，优选约7.3。所述UHT处理通常包括：将保留物泵入蒸汽喷射器中，，例如，在那里保留物与蒸汽混合并加热到至少约200-250约5-20秒，较适宜的是约205-240约9-15秒，更适宜的是约210-215约9-15秒。通常，将该产物迅速冷却到约130。通常，将UHT处理的产物喷雾干燥以获得具有高胶凝强度的改性的油籽材料。
油籽材料的来源
[0024]用于本发明方法的油籽原材料通常包括获自脱脂油籽材料的材料，但是也可使用其它形式的油籽基的材料。可通过许多不同的方法将脂肪从脱皮的油籽中基本去除，例如，通过简单压榨脱皮的种子或通过用有机溶剂(例如己烷)来提取脱皮的种子。用于本方法的优选实施方式中的脱脂油籽材料通常包含不超过约3wt.％，优选不超过约1wt.％的脂肪。溶剂提取法通常是在已经压扁成片的脱皮的油籽上进行的。这种提取的产物被成为油籽“白片”(white flake)。例如，大豆白片通常是通过以下方法获得的：将脱脂大豆压榨成薄片，并通过己烷提取从薄片中除去大部分残余的油内含物。可通过多种方法从所得白片中去除残余的溶剂。在一个过程中，通过将该油籽白片通过含有热溶剂蒸汽的室来提取溶剂。然后，可将大豆白片通过含有温度至少约75℃的己烷蒸汽的室，以从中除去残留的己烷。在该条件下，大量残留的己烷从薄片中挥发出并随后通过例如真空去除。通过该过程产生的材料被称为快速脱溶剂的油籽白片。然后，通常将该快速脱溶剂的油籽白片磨细以产生颗粒状材料(粗粉)。然而，如果需要的话，可将该快速脱溶剂的油籽白片直接用于本方法。
[0025]适用于本发明方法中的另一种脱脂油籽来源材料是得自通过被称作烘焙的方法将己烷从油籽白片中去除而获得的材料。在该过程中，将己烷提取的油籽白片通过含有温度至少约105℃的蒸汽的室。这使得薄片中的溶剂挥发并被该蒸汽带走。所得的产物被称为烘焙的油籽薄片。同快速脱溶剂的油籽白片一样，可将烘焙的油籽薄片直接用于本方法或在提取前磨成颗粒材料。
[0026]虽然脱溶剂的油籽白片可直接用在提取步骤中，但更为常用的是在用作提取的原材料前，将脱溶剂的薄片磨成粗粉。此类油籽粗粉(例如大豆粗粉)可广泛应用于其它用途中，且可很容易地从商业来源获得。适宜用于培养基中的油籽材料的其它例子包括：菜籽油粗粉、向日葵粗粉、棉籽粗粉、花生粗粉、羽扁豆粗粉以及它们的混合物。得自脱脂大豆和/或脱脂棉籽的油籽材料尤其适用于本方法，因为它们具有较高的蛋白质含量。重要的是应注意到：虽然本文中的许多实例和描述都是针对改性的大豆材料，但是本方法和材料不应被解释为受到这样的限制，而是可用于其它谷物和油籽。
油籽材料的提取
[0027]从油籽材料中提取蛋白组分可在各种条件下使用常规设备进行。影响工艺参数和设备的选择的因素包括提取的效率、在该提取物中对蛋白质质量的影响、以及该方法对环境影响的最小化。出于成本和环境的原因，常优选减少方法中的用水量。通常，还可通过工艺参数的选择来使蛋白质的降解(例如，由天然酶和/或化学反应引起的降解)最小化，以及防止提取物中大部分的细菌污染。
[0028]在提取步骤中可采用各种反应器结构，包括搅拌罐反应器、流化床反应器、填充床反应器。例如，可在具有控制温度和基质混合的适当机构的单个容器中进行整个提取反应。或者，可以多阶段形式在分开的反应容器中进行提取(参见，例如图1所示的处理系统)。例如，也可以连续的、多阶段的过程来进行提取(例如，包括2个或多个阶段的逆流提取)。在另一实施方式中，可在使固体油籽与提取溶剂间的接触时间最小的条件下进行至少一个阶段的提取。在涉及较短提取时间的另一实施方式中，可用温(例如55-75℃)水溶液对油籽材料进行喷雾，该溶液是通过固/液分离设备导入的。该系统可使提取时间为5-30秒。例如，可将水溶液和油籽材料共同注入螺旋挤压机中，并立即通入固/液分离设备(例如倾析器、离心机等)。在这种系统中，固相和液相仅可接触1分钟或更短的时间，这取决于该系统的结构。
[0029]正如许多方法中常用的，各种目标的优化通常需要平衡工艺参数的选择。例如，为了基本上防止蛋白质的化学降解，提取应在较低的温度下进行，例如约15-40℃，优选约20-35℃。然而，这一温度可能会有利于细菌生长，从而最好要使提取时间最短和/或使后继过程的操作在足够高的温度下进行以减少细菌的生长。
[0030]可在酸性和碱性条件下对油籽材料进行提取以获得它们的蛋白性材料。本方法通常包括：使用pH为6.5-10的溶液来进行提取。更为适合的是，该方法包括在中性至碱性的条件下进行提取，例如使用pH约为7-9的碱性溶液来进行提取。可通过将所述油籽材料与含有预定量碱(例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铝和/或氢氧化钙)的水溶液接触，并使随着碱被从固体油籽材料中提取出来的物质中和而引起的pH缓慢降低来进行提取。通常，对起始碱量进行选择，从而使得在提取操作结束时，该提取物具有所需的pH值，例如，7.0-8.5范围内的pH。或者，可在提取过程中监控水相的pH(连续或在一定时间间隔时)，并可根据需要加入碱以将pH保持在所需的值或保持在所需的pH范围内。
[0031]在以单阶段操作进行提取时，通常将用过的油籽材料用水或碱溶液至少洗涤一次，以回收还残留在固体组分中的蛋白性材料。该洗出物可与主要的提取物合并用于进一步处理，或可用于下批油籽材料的提取。
[0032]当在多阶段操作中进行提取时，可对各阶段进行提取参数优化。例如，在多阶段提取中，在一个阶段中的pH可高于或低于之前或之后阶段中的pH。适宜地，pH的变化不超过1.5。在一个适宜的实施方式中，在初始阶段中以pH为7.0-7.5的水溶液对油籽材料进行提取，并用pH为8.0-8.5的水溶液对部分提取的固体进行二次提取。
[0033]该提取操作通常生产出包括可溶性蛋白性材料的水相中的不溶性材料的混合物。可将该提取物直接用于通过膜滤的分离。然而，在大多数情况下，先通过从混合物中去除至少一部分颗粒物以形成澄清的提取物来澄清该提取物。通常，该澄清操作去除了大部分，优选的是基本上所有的颗粒状材料。对该提取物的澄清可提高后继膜滤操作的效率并有助于防止用于该操作中的膜的生垢问题。
[0034]可通过过滤和/或通常用来从水分散体中去除颗粒状材料的相关方法(例如离心)来进行澄清。常用倾析离心机来从水性油籽浆液中分离液相。在对提取物进行膜滤前，对该提取物进行进一步澄清(例如通过使用除渣离心机)是有利的。然而，该过程通常不能去除很多可溶性材料，因此可溶性蛋白质留在水相中有待通过膜滤进一步纯化。由于需要获得高的全部蛋白质产率，该澄清步骤通常不使用会吸收可溶性蛋白性材料的助滤剂(例如絮凝剂)。
[0035]如图1所示，一种进行提取和澄清操作的适宜方法采用了一系列提取罐和倾析离心机来进行多阶段逆流提取过程。此类系统使得高效提取能够以较低的水与薄片之比进行。例如，此类系统可有效地进行提取，其中，提取物水溶液与在各相中的油籽材料的重量比为6∶1至10∶1。使用低水-薄片比例能够生产出含有较高浓度溶解固体(例如溶解固体的浓度达到5wt.％或更高)的油籽提取物，且通常产生具有至少约7wt.％固体的提取物。使用低水-薄片比例和更浓缩的提取物使得系统中的该过程能以更低的容积容量要求进行，从而降低了与该系统相关的成本的需要。
[0036]如果在特定情况下的系统要求不包括对总容积的巨大限制，该提取过程可使用较高的水-薄片比例来进行。当在提取操作中使用较高的水-薄片比例(例如，20∶1至40∶1的比例)时，在单阶段中进行提取更为便利。虽然此类水-薄片比例会需要系统具有处理较大容积的液体的能力(每磅油籽原材料)，蛋白质提取物中较高的稀释因子会降低用于膜滤操作中的微孔膜的生垢可能性。
膜滤
[0037]通常，通过首先将澄清的提取物导入膜进料罐来将提取液从提取系统转移到膜分离系统中。该提取液通常含有约4.0-5.0％的溶解性蛋白质和约1.5-2.0％的溶解的非蛋白质材料，并具有接近7.0的pH。如上文所述，使用许多常用的碱性材料中的任一种来将该提取物的pH调节到约7.0-7.8(适宜的是约7.1-7.7，更适宜的是约7.2-7.4)。微过滤操作的一个目的是从非蛋白质材料中分离蛋白质。其可通过将该提取液循环通过一套微过滤膜来完成。水和非蛋白质材料以渗透方式通过膜，而大部分蛋白质留在循环流中(“保留物”)。将保留物的pH保持在约7.0-7.8(较适宜约为7.1-7.7，更适宜约为7.2-7.4)。该含蛋白质的保留物通常可浓缩约2.5-3×因子(例如，30加仑的注入粗提取物通过3×因子的浓缩产生10加仑的保留物)。可通过测量通过膜的渗透物的体积很方便地监控该浓缩因子。提取物3×因子的膜浓缩通常产生含有至少约80wt.％的蛋白质(dsb)的溶解固体的保留物流。为了将蛋白质的浓度提高到90wt.％，通常进行2组1∶1的渗滤。在渗滤操作中，在浓缩的保留物中加入水，然后通过微孔膜去除。其可通过上文所述的方式进行，或者在本发明的其它实施方式中，渗滤可在膜滤的初始阶段进行，例如通过在进料罐中的输入提取物中连续加入水，以基本上保持原始体积。
[0038]膜滤操作通常生产出浓缩至少2.5×因子的保留物，即，将1体积的提取物通过过滤系统产生体积不超过原始提取物体积的约40％的富含蛋白质的保留物。膜滤操作的输出物通常提供了富含蛋白质的保留物，其中包含至少约10wt.％的蛋白质，且通常很容易获得浓度为12-14wt.％的蛋白质。
[0039]出于环境和效率原因，通常需要从膜渗透物中尽可能地回收水并将回收的水返回到过程中进行循环。这降低了该过程的总的水力需求，并使得该过程排出的流出物的体积最小。通常，将该渗滤滤过物与来自膜滤浓缩相的滤过物合并。可通过用反渗透(“RO”)膜将合并的滤过物分离为RO保留物和RO滤过物来回收合并的滤过物中的大量水。RO分离可产生基本上为纯水的滤过物。可将其再循环回该过程的最初阶段。例如，该RO滤过物可用在用于提取油籽材料的水溶液中。该RO滤过物也可通过用包含该RO滤过物的水稀释液来稀释富含蛋白质的保留物而用于渗滤操作中。
[0040]本方法使用了具有一种或多种微孔膜的膜滤系统以分离和浓缩来自提取物的蛋白质。使用具有较低接触角(例如不超过约40度)的过滤表面的微孔膜通常是有利的，因为该膜可在显示出良好的抗生垢性的同时，提供有效的分离。具有更低过滤表面接触角(即，具有更大亲水性的表面)的微孔膜尤其适用于本方法。这种膜可具有25度或更低接触角的过滤表面，有些膜可具有不超过约10度的表面接触角。
[0041]如本文所用，术语“接触角”是指使用固着液滴法测得的表面的接触角。这是一种用于评估表面上局部区域的湿润性能的光学接触角方法。测定水滴基线(用注射器施加于平坦膜表面)与水滴边界切线间的角度。用于测定接触角的适用仪器的例子是DSA 10型液滴形分析系统(Drop Shape Analysis System，由Kruss提供)。
[0042]该膜应能保留高百分比的介质和存在于提取物中的高分子量蛋白质成分，同时允许水和其它组分通过膜。该膜滤操作通常使用较大孔的超滤膜(例如，分子量截留(”MWCO″)至少约30,000的膜)或孔径高达约1.5微米的微过滤膜。MWCO为25,000-200,000的低接触角微过滤膜尤其适用于本方法。适宜的微孔膜的具体例子是改性的PAN膜，其过滤表面接触角不超过约25度且MWCO为30,000-100,000。为了用于该方法的大规模生产，该膜应能保留基本的渗透速率，例如，允许以大致1500-3000mL/分钟透过包含约12平方米膜表面积的膜组件。通过使用这种较大孔的微孔膜，通常可用不超过约100磅/平方英寸的膜反压来进行该膜滤操作。更优选地，该膜反压不超过约50磅/平方英寸，并已用10-20磅/平方英寸的反压获得有效的膜分离。
[0043]该膜滤系统通常构造为以错流过滤模式运行。由于已在早先的澄清操作中去除了较大的颗粒和碎片，微孔膜就不易被堵塞。在方法的早先阶段中包含的澄清步骤会使得膜寿命延长且通过膜的流量更高。膜滤系统通常采用一个或多个可互换的膜组件。这就使得膜的孔径(或MWCO)和/或膜的类型可根据需要进行改变，并使得生垢的膜的更换更为简便。
[0044]可用连续或分批模式进行错流过滤。可在各种流通结构中进行错流膜滤。例如，管状结构，其中膜以与管在外壳和管状热交换器中类似的排列方式纵向排列于管中，是常用的结构，因为该结构允许对包含各种粒径的溶液进行处理。已知许多其它的常规错流结构(例如平板和螺旋卷式)能提供有效的膜分离，并同时可减少膜生垢。螺旋卷式错流膜系统尤其适用于本方法，特别是当进料溶液中包含较小的颗粒状物质时，例如澄清的油籽提取物。螺旋卷式膜组件可提供高效的分离并使在较为紧凑的空间中容纳较大膜表面积的过滤系统设计成为可能。
[0045]正如提取操作中那样，膜滤操作过程中含蛋白质的溶液的温度会影响蛋白质的化学状态(例如，经降解和/或变性)，并影响所发生的细菌污染的量。较低的温度会使蛋白质化学降解最小。然而，在较低温度下细菌生长会成问题，且更为浓缩的蛋白质溶液(例如，含有至少约10wt.％蛋白质的溶液)的粘度会存在处理问题。本发明人已发现，在进行膜分离时将含蛋白质的提取物的温度保持在约55-65℃，能有效地抑制细菌生长，同时使由化学降解/变性引起的蛋白质功能变化最小。似乎任何大量暴露于较高温度下的行为都会引起蛋白质的变化，而该变化会使浓缩的溶液更易胶凝，例如在后继的喷雾干燥操作中。
[0046]当膜滤以分批操作进行时，通常在每次操作之间对膜进行清洁。通常，在使用前一天要对膜系统进行清洁和卫生消毒，并且如果需要的话要将膜储存在卫生消毒(例如，次氯酸钠)溶液中。然后在使用前，将膜系统卫生消毒溶液从膜系统中排出，并用水清洗整个系统。当以连续操作形式进行膜分离时，通常以周期性间隔取下膜并以类似的方法清洁。
[0047]通过选择可被有效地清洁的膜(例如，具有低接触角过滤表面的膜，如改性的PAN膜)，可对浓缩的油籽蛋白质提取物进行膜滤，产生具有较低细菌水平的保留物。
膜构造
[0048]用于本方法的膜的表面通常包括亲水官能团，即对水显示出亲和性。所述膜通常由具有悬垂基团的适宜的聚合物分子形成，该基团在基质表面上提供充分不带电的、亲水的极性基团以呈现出表面亲水性。这些基团可获自聚合物悬垂基团的衍生，或者这些基团可“预制”，然后直接淀积或接合到基质表面的聚合物上。同样可能的是可将疏水的悬垂基团淀积在基质表面上，然后将全部或部分所述基团衍生成为适宜基团以呈现出表面亲水性。类似地，可将含有适当悬垂基团的单体淀积或接合到基质表面上。具有较亲水的表面的膜的例子在美国专利4，147,745、4,943,374、5,000,848、5,503,746、5,456,843和5,939,182中有述，它们公开的内容被纳入本文作为参考。适宜的膜的例子在美国专利6,630,195也有描述，其公开的内容被纳入本文作为参考。
[0049]为了能对膜进行有效清洁以去除残留的有机物质并防止细菌污染的问题，通常优选使用较牢固的膜。如果所述膜能耐受较高的温度(例如，高达约50℃)、能耐受氧化溶液(例如，次氯酸水溶液)处理、能耐受表面活性剂基清洁液处理、和/或能耐受暴露在pH约为5-11、优选约2-12的水溶液中，那么膜的清洁可极大地简化。
保留物的下游处理
[0050]通常对获自膜滤操作的保留物进行巴氏消毒以确保微生物活性最小。巴氏消毒通常必需将保留物的内部温度升高到至少约180，更为通常的是升高到至少约200，并将该温度保持足够长的时间以杀灭大多数存在于溶液中的细菌。通常，通过对浓缩保留物进行UHT处理来对产品进行巴氏消毒。可通过以下步骤来进行UHT处理：将浓缩保留物泵过蒸汽喷射器，在那里含蛋白质的保留物与新蒸汽混合并被迅速加热至约200-250，较适宜的是约210-240，更适宜的是约210(约205-215℃)。然后，可使加热的浓缩物在压力下通过容纳管(holdtube)一段较短的时间(例如约2-30秒，较适宜约为5-20秒，更适宜约为9-15秒)。UHT条件下的时间长度可通过改变管道的长度很容易地进行控制。在经过容纳管后，可将加热的保留物通入真空室中以使其冷却。在真空下来自保留物中的水的蒸发导致该加热的溶液迅速冷却，使得温度迅速下降到约130-140(约45-50℃)。通常，在UHT处理前将保留物的pH调节到约7.0-7.8是有利的。通常使用稀释的HCl或氢氧化钠来调节保留物的pH。通常，在整个巴氏消毒中(例如，UHT处理)可将保留物的pH保持在约7.0-7.8(通常约7.1-7.7，较适宜约7.2-7.4，更适宜约7.3)。
[0051]可在膜滤前进行UHT处理。根据一个适宜的实施方式，可在提取过程中对该提取物进行UHT处理(例如，在多阶段提取过程中的阶段之间)。已发现，此类处理在破坏细菌方面非常有效，并能同时防止大部分的蛋白质化学降解。其在降低膜污染方面也非常有效。
[0052]为了提高改性的油籽产品的储存特性，通常可将其干燥以使产物包含不超过约12wt.％的水分，优选地，不超过约8wt.％的水分(以最终干燥产物的重量计)。根据所用的干燥方法和干燥产物的形式，在干燥后，可将产物磨成自由流动的固体颗粒以便于加工和包装。例如，如果干燥的、改性的油籽产物被干燥成饼状，可将其磨成干燥的粉末，优选使得至少约95wt.％的材料以粒径不超过约10目的尺寸的颗粒形式存在。
[0053]在另一方法中，可将液态保留物的pH调节到(如果需要的话)约7.0-7.8(通常约7.1-7.7，较适宜约7.2-7.4，更适宜约7.3)。可对液态保留物进行喷雾干燥以形成干燥粉末状产物。优选将该喷雾干燥产物干燥到含水量不超过约10wt.％，更优选地，约4-6wt.％。
[0054]在一个实施方式中，可通过以下方式对保留物进行喷雾干燥：将浓缩的保留物溶液(例如，大约10-16wt.％的固体)通过喷雾干燥器，其干燥器入口温度约为230-270℃，进料泵压力约为1500-2500磅/平方英寸，排风温度约为75-95C。
[0055]在某些情况下，在最终的喷雾干燥步骤前对膜滤操作产生的保留物进行浓缩是有利的。可通过使用常规的蒸发技术来形成适宜的含蛋白质的浓缩物，通常以真空协助从而防止对处理的大豆蛋白材料的过度加热。当该方法中包括此类浓缩步骤时，通常在将保留物的pH调节到中性pH(例如，约为6.8-7.4的pH)后再进行浓缩。
[0056]在可作为喷雾干燥或UHT处理的部分的加热之前，将保留物或含蛋白质的浓缩物的pH调节到约7.0-7.8(通常约为7.1-7.7，较适宜约为7.2-7.4，更适宜约为7.3)是有利的。例如，在包括加热样品的任何进一步处理前，可对保留物的pH进行调节。加热保留物或含蛋白质的浓缩物可改变分子量分布，并因此改变产物的功能。
改性的油籽材料的性质
[0057]改性的油籽材料可获自各种前体油籽材料，例如大豆粗粉、菜籽油粗粉、向日葵粗粉、棉籽粗粉、花生粗粉、羽扁豆粗粉或它们的混合物。大豆薄片或粗粉是尤其适用于本方法中的油籽蛋白质源。所述改性的油籽材料可具有各种使其适于作为蛋白质源混合入人和/或动物用食品中的性质。
[0058]可将改性的油籽材料用于生产人用蛋白质补给食品。蛋白质补给食品的例子包括：饮料、加工的肉类、冷冻甜点、糕饼产品、乳类产品、调味料组合物和谷物产品。用于补给食品的改性的油籽材料的量根据具体的食品可有很大的变化。本文所述的食品仅是为了示例的目的，而并不意味着是详尽罗列。
[0059]具有高胶凝强度的改性的油籽材料尤其利于混合入加工的肉产品中。补给蛋白质的肉类产品的例子包括：碎鸡肉产品、加水的火腿产品、腊肠、热狗、小熏肠、鸡肉馅饼、鸡肉块、牛肉馅饼、鱼肉馅饼、鱼麇、培根、午餐肉、三明治夹馅、熟食肉、肉类点心、肉圆、肉干、墨西哥肉卷、小培根块、注入肉(injected meat)和烤香肠。
[0060]具有高胶凝强度的改性的油籽材料还尤其利于混合入各种肉类似产品中，该产品在质地或外观上与肉类相似。此类产品的例子包括：素食馅饼和素食块，素食热狗和小熏肠、调味的粗结构香肠和乳化的香肠类似物。
[0061]具有高胶凝强度的改性的油籽材料还尤其利于混合入调味料和汤中。这些产品的例子包括“奶油状”汤(例如，奶油蘑菇汤、奶油玉米汤)、“奶油”和“奶酪”调味料(例如，Alfredo调味料、Momay调味料)。
[0062]通过本方法形成的改性的油籽材料通常包含高百分比的高分子量蛋白质，并较少被低分子量蛋白质污染。一种分析材料中高分子量蛋白质含量的适宜的方法是以如实施例8中所述的色谱分析数据为基础的。
[0063]原始的色谱分析数据可用于计算许多不同的计量。一种计量用来计算50％质量在其之上而50％质量在其之下的分子量。这一第一计量并非精确的平均分子量，而更接近于重均分子量。其在本文中用术语“MW50”来表示。另一计量用来计算表观分子量大于300kDa的改性的油籽材料的wt.％。还有另一计量用于计算表观分子量低于100kDa的改性的油籽材料的wt.％。这三个计量中的任何一个都可单独用于表征具体的改性的油籽材料的分子量。
[0064]或者，可结合这些计量中的2种或更多种来表征改性的油籽材料的分子量分布。优选地，用本方法形成的改性的油籽材料的MW50至少约为200kDa。更优选地，至少约为400kDa。MW50至少约为600kDa的改性的油籽材料可尤其适用于某些应用中。至于上述的第二种计量，至少约40％的适宜的改性的油籽材料的表观分子量大于300kDa。在一些应用中，如果至少约60％的改性的油籽材料的表观分子量大于300kDa，则是较为理想的。
[0065]根据上文所述的第三种计量，优选不超过约40％的改性的油籽材料的表观分子量小于100kDa。然而，在一些应用中，优选不超过约35％的改性的油籽材料的表观分子量小于100kDa。适宜的改性的油籽材料应满足这三种计量中的一种或多种的优选值。例如，尤其适合的改性的油籽材料的MW50可至少约为200kDa，且至少约60％的改性的油籽材料的表观分子量大于300kDa。可采用本方法来形成MW50至少约为600kDa，且至少约60％的改性的油籽材料的表观分子量大于300kDa的改性的油籽材料。
[0066]在加热时，蛋白质分子振荡更剧烈并结合了更多的水，即，变得更含水。在一些点上，该分子失去它们的天然结构并变得完全暴露于水。这在淀粉中被称为糊化，而在蛋白质中被称为变性。由于分子间的所有相互作用都受到破坏，进一步的加热可降低粘度。在冷却时，淀粉和蛋白质可形成具有高粘度的网络结构(称为凝胶)。
[0067]在与食品相关的一些应用中，改性的油籽材料形成凝胶的能力可成为重要的功能特性。在胶凝时，蛋白质变性形成包围并结合了大量水的蛋白质松散网络。如本文所用，术语“胶凝强度”是指根据实施例3所述的分析方法测得的断裂强度。用本方法形成的改性的油籽材料的胶凝强度至少约为0.50N。用本方法形成的适宜的改性的油籽材料的胶凝强度至少约为0.60N。用本方法形成的尤为适宜的改性的油籽材料的胶凝强度至少约为0.70N。对具体的食品组合物具有重要性的其它特性包括：分子量、粘度、乳液稳定性和蛋白质含量。根据这些性质中的一种或多种的特殊性能可有利于开发蛋白质补给食品。
[0068]用本方法形成的改性的油籽材料通常显示出理想的粘度特性。在某一组参数下提供较稀的溶液的改性的油籽材料在诸如肉类注射的用途中很有利，因为该较稀的溶液更易注射入或揉入肉产品中。通常，加热时不显示出稀薄化的改性的油籽材料通常是优选的。在一些应用中，加热和冷却循环中保持粘度是较为理想的性质。用本方法形成的改性的油籽材料可在加热中提高粘度，因此该材料对水的保持在烹制初期得以改善。反之，大部分市售样品在烹制初期的粘度是降低的，并且它们对水的保持降低。
[0069]开发了快速粘度分析法(“RVA”)来分析淀粉状样品，它基本上类似于Braebender分析法。如果淀粉和蛋白质体系相似，可应用实施例4中所述的RVA分析法来分析用本方法形成的改性的油籽材料。
[0070]根据实施例4中所述的RVA分析法，可在约10分钟的混合之后测定粘度。适宜的改性的油籽材料的粘度至少约为0.30Nsm-2。尤为适宜的改性的油籽材料的粘度至少约为0.40Nsm-2。如表2中所示，用本方法形成的改性的油籽材料显示出的粘度至少约为0.50Nsm-2。
[0071]可通过RVA中的加热和冷却循环来获得另一粘度指示，例如通过如实施例5中所述的分析方法。根据该方法，可在一个或多个加热和冷却循环的特定间隔中测定粘度。根据实施例5中所述的方法，适宜的改性的油籽材料的终粘度(35分钟时)至少约为0.50Nsm-2。尤为适宜的改性的油籽材料的终粘度至少约为0.60Nsm-2。如表4中所示，用本方法形成的改性的油籽材料显示出的终粘度至少约为0.60Nsm-2。
[0072]可在NaCl存在下，通过加热和冷却循环来获得类似的粘度分析，例如通过实施例6中所述的方法。根据实施例6中所述的方法，在2％NaCl的存在下，适宜的改性的油籽材料可在加热和冷却循环中获得粘度的提高。在2％NaCl的存在下，尤为适宜的改性的油籽材料的终粘度(在35分钟时)至少约为0.45Nsm-2。如表5中所示，用本方法形成的改性的油籽材料显示出的终粘度至少约为0.46Nsm-2。
[0073]在一些食品相关应用中，改性的油籽材料形成乳液的能力可成为重要的功能性特性。油和水不互溶，而在缺乏稳定两者的界面的材料时，该界面的总表面积将最小。这通常导致了油相和水相的分离。蛋白质可通过在该表面上变性提供小液滴(不论是油或水)来稳定这些界面。蛋白质可与油和水发生相互反应，有效地将它们相互隔离。确信大分子的量蛋白质能在该小液滴的表面上变性并提供比使用小蛋白质更高的稳定性，由此防止小液滴的聚结。
[0074]可根据实施例7中所述的步骤来测定乳液稳定性。根据该步骤，根据从乳液中释放出的油量来分析样品。如本文所用，“乳液稳定度指数”或“ESI”是指根据实施例7中所述的分析条件由从乳液中释放出的油量所造成的“脂点”或“油环”的直径。本方法制备的改性的油籽蛋白质产物通常可形成较稳定的乳液。通常，在缺乏应力的条件下，在2-3小时内基本上不会有油从乳液中分离出。在如实施例7所述的加热步骤后，适宜的材料的ESI不超过约70mm。尤其适合的乳液的ESI不超过约60mm，更为理想的是约50mm。
[0075]用本方法形成的改性的油籽材料可具有各种使其适于作为蛋白质源混合入人和/或动物用食品中的性质。适宜的改性油籽材料可包括至少约85wt.％(dsb)的蛋白质，优选至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。适宜的改性油籽材料的MW50也可为至少约200kDa和/或至少约40％的材料的表观分子量大于300kDa。
[0076]所述改性的油籽材料还可具有以下特性中的一种或多种：胶凝断裂强度至少约为0.50N；ESI不超过约70mm；NSI至少约为80；至少约1.4％的半胱氨酸(以占总蛋白质中的百分比计)；加德纳L值为至少约85；以及基本上清淡的味道。
[0077]改性油籽材料还可具有以下特性中的一种或多种：粘度至少约为0.30Nsm-2；加热和冷却循环后的终粘度至少约为0.50Nsm-2；在2％NaCl存在下加热和冷却循环后的终粘度至少约为0.45Nsm-2。
[0078]通过可用于生产蛋白质补给食品的本方法形成的尤为理想的改性的油籽材料可包括至少约85wt.％(dsb)的蛋白质，优选至少约90wt.％(dsb)的蛋白质，并满足以下标准中的一个或多个：MW50至少约为400kDa；至少约60％的材料的表观分子量大于300kDa。
[0079]尤为理想的改性油籽材料还可具有以下特性中的一种或多种：胶凝断裂强度至少约为60N；ESI不超过约60mm；固体分布不超过约10.75％；粘度至少约为0.40Nsm-2；加热和冷却循环后的终粘度至少约为0.60Nsm-2；在2％NaCl存在下加热和冷却循环后的终粘度至少约为0.46Nsm-2。
[0080]尤为理想的改性的油籽材料还可具有以下特性中的一种或多种：胶凝断裂强度至少约为70N；ESI不超过约50mm；粘度至少约为0.50Nsm-2。
实施例1
[0081]提取是在二阶段逆流提取系统中进行的。将大豆白片以1磅/分钟与1.7gpm的部分浓缩的提取物连续混合。将罐中的温度控制在120，并通过加入苛性钠(根据需要)将pH保持在约7.0。通过控制罐的排出速率，将平均提取保留时间保持在25分钟。将浆液连续从提取罐泵到倾析离心机中，在那里将浆液分离为两种流束：富含蛋白质的液流和部分提取的薄片流。富含蛋白质的提取物进入除渣离心机以进行澄清，然后进入膜加料罐。部分提取的薄片进入第二提取罐，在那里将它们与1.7gpm的自来水连续混合。将苛性钠(NaOH)加入罐中以将罐中的pH控制在8.5。罐中的温度被控制在130。通过控制罐的排出速率，将平均提取保留时间保持在25分钟。将浆液连续从提取罐泵到倾析离心机中，在那里将浆液分离为两种流束；部分富含蛋白质的液流和用过的薄片流。将部分富含蛋白质的液流传送到第一罐以提取新鲜的白片。
[0082]所述提取罐、离心机和连接管道在使用前，均已用0.75％苛性溶液清洁，并用500ppm次氯酸钠(NaOCl)溶液进行了卫生消毒。
[0083]将提取液泵入膜加料罐。该提取液包含约3.0％的蛋白质。膜系统通过使用超滤膜，从可溶的碳水化合物和其它可溶的成分(例如，无机盐)中分离出蛋白质。在将约100加仑的提取物溶液从提取系统转移到膜加料罐后，将提取液以约80gpm的流速回流通过膜系统。用直列热交换器将提取液的温度控制在140(60℃)。用苛性钠将提取液的pH调节到7.3并保持该pH。将总共300加仑的提取液转移到膜加料罐。
[0084]在所有提取液都已转移到膜加料罐中后，在膜反压控制在10-20磅/平方英寸的条件下，将保持在140(60℃)的提取液以80gpm回流通过膜。该膜滤系统包含6层标称为50,000MWCO的改良的PAN膜(MX-50膜，购自Osmonics，Minnetonka，MN)。排列的膜的总过滤表面积约为1260平方英尺。
[0085]在膜滤的初始浓缩阶段中，通常，滤过物的流量从初始流速约为2.5gpm变化到浓缩后期阶段中的约1.5gpm。在该步骤中，蛋白质从3％浓缩到约10％。
[0086]在初始浓缩阶段后，将100加仑140(60℃)的水加入到膜加料罐中，这一步骤将蛋白质含量稀释到约3.3％。然后，将蛋白质含量浓缩回10％固体。这里是指通过渗滤步骤。采用了两个渗滤步骤将浓缩物流中的固体的蛋白质含量提高到至少90％(dsb)。在这一过程中，来自膜系统的滤过物被弃去。
[0087]在第二次渗滤后，将来自膜系统的保留物转移到UHT进料罐中。用30加仑的自来水冲洗膜系统以从系统回收其它蛋白质。将该冲洗的水与保留物合并入UHT进料罐。在下步操作前，用稀HCl或氢氧化钠将保留物的pH调节到7.1-7.7(室温下测定)。
[0088]pH调节后，对保留物进行超高温(″UHT″)处理以对保留物巴氏消毒。所述UHT步骤包括将浓缩物以2gpm泵入蒸汽喷射器中。在蒸汽喷射器中，浓缩物与新蒸汽混合并立即加热到210-240。加热的浓缩物在压力下通过容纳管12秒。通过容纳管后，产物流入真空室，在那里快速冷却到130(54℃)。然后对该产物进行喷雾干燥。所述UHT步骤能非常有效地杀灭细菌，甚至嗜热生物。总培养皿计数可从高达300,000cfu/g降低到UHT操作后的100cfu/g左右。
[0089]然后，将经UHT处理的材料喷雾干燥以获得平均粒度约为80微米，含有大约90wt.％的蛋白质(dsb)和约8-9wt.％的含水量的大豆蛋白产物。
实施例2-改性的油籽材料的复合样品
[0090]将由实施例1所述方法生产的五份大豆蛋白产物等份混合以获得大豆蛋白材料的复合样品，并标识为实施例10中的大豆蛋白产物10.14、10.20、10.26、10.31和10.32。如实施例3-9中所述对该复合大豆蛋白材料进行分析。
实施例3-改性的油籽材料的凝胶性质
[0091]对大豆蛋白分离物与水相互作用的能力的一种测定方法可从胶凝试验中看出。在胶凝中，蛋白质变性以形成包围并结合较大体积的水的蛋白质松散网络。虽然可使用许多胶凝测定方法，但是选择在冷冻温度下在调整和平衡后测定胶凝强度。
[0092]根据以下步骤进行大豆凝胶测定：
1.称取21g大豆蛋白分离物。
2.将129mL蒸馏水加入到小型食品处理机(约1.5杯型)的碗中。
3.将大豆分离物加入碗中。混合15秒。刮挖下侧以使分离物湿润。
4.再混合45秒。
5.将25g混合物放入50-mL一次性离心管中。
6.置于医用离心机中。将速度运转到最大，然后关闭离心机。
7.将离心管置于85℃水浴中30分钟。
8.将离心管置于4℃冷却器中过夜。
9.用窄刮勺将凝胶从离心管中移出。置于平面上。
10.使用45°刀将其安装于Texture Technologies TA-XT2结构分析仪上，测定胶凝强度。以1mm/秒穿透凝胶10mm。沿凝胶的长度方向测定3个点并记录平均值。
[0093]凝胶试验的结果示于表1中，其为市售样品和实施例2的复合大豆蛋白材料的胶凝强度的比较。如本文所用，术语“胶凝强度”是指在该组条件下所测得的改性的油籽材料的胶凝强度。
表1
 大豆分离物  胶凝强度(N)
 实施例2的复合物  0.502
 Profam 974  0.231
 Profam 982  0.223
 Samprosoy 90NB  0.075
 Supro 500E  0.183
 Supro EX33  0.400
 Supro ST  0.240
 Samprosoy 90MP  0.456
此分析显示实施例2的复合大豆蛋白材料具有高胶凝强度。只有Samprosoy90MP的胶凝强度与实施例2的复合大豆蛋白材料接近。
实施例4-改性的油籽材料的粘度
[0094]粘度通常是液体稠度的度量，而胶凝强度是固体的一种性质。在实践中，这些度量的界限是不明显的。非常弱的凝胶可为流体，而非常粘稠的液体可为固体状。在更为实用的水平上，理想的是使大豆分离物在水中形成稀薄的(低粘度)流体，其在加热(或后继的冷却)过程中粘度显著提高到可形成凝胶的点。例如，稀薄流体的形成使得将流体注入肉的整个肌肉片成为可能，然后在烹制过程中固化并将水保留在食品中。类似地，形成稀薄液体的产品可用于与油或脂形成乳液，然后在烹制中使用。在常用于肉类中的大豆蛋白浓度下(以整个产品计，为1-2％，以“盐水”计，可能为10％)，仅会形成非常弱的凝胶，这些凝胶更确切地应被认为是粘性液体。
[0095]开发出快速粘度分析法(“RVA”)是为了分析淀粉状的样品，且该方法通常类似于Braebender分析法。例如，将样品在搅拌下分散于水中。将该分散体保持恒温并测定粘度(对搅拌的阻力)。
[0096]粘度的测定是按照以下步骤进行的：
1.在韦林氏搅切器中以短暂脉冲(最长5秒)混合，将25.0分离物分散在175mL水中。
2.将飞溅起的材料回收回混合物中并重复混合。
3.用HCl或NaOH将分散体的pH调节到所需的pH，通常为7.0。
4.将30g分散体称入RVA罐中，并覆盖在RVA上。
5.将RVA设定为保持样品温度为37℃，搅拌速度为960rpm。
[0097]在12.5％固体、pH为7.0和37℃条件下的大豆分离物分散体的比较示于表2中。如本文所用，术语“分散体粘度”是指在该组条件下测定的改性的油籽材料的粘度。
表2
 粘度(Nsm-2)
 实施例2的复合物  0.500
 Supro500E  0.365
  Supro515   0.406
  Profam 974   0.424
  Profam 982   0.332
  Supro ST   0.321
  Samprosoy 90NB   0.465
  Supro EX33   0.412
  Samprosoy 90MP   0.456
该分析显示实施例2的复合大豆蛋白材料具有高粘度，仅Supro EX33和两个Samprosoy样品的粘度接近于实施例2的复合大豆蛋白材料。
实施例5-加热下改性的油籽材料的粘度
[0098]可通过RVA中的加热和冷却循环获得另一粘度指示。在pH为7.0、540rpm的剪切条件下，于5、20和35分钟时记录11％分散体的粘度(例如，在35℃为初始温度、在10分钟后为85℃、以及在回复到35℃后的7分钟)如表3所示。适宜的改性的油籽材料可具有低初始粘度并在加热后形成非常高的粘度。也可根据本分析计算粘度变化比、最终粘度与初始粘度比。
                          表3
  起始时间(分钟)   最终时间(分钟)   起始温度(℃)   最终温度(℃)
  0   5   35   35
  5   10   35   85
  10   22   85   85
  22   27   85   35
  27   35   85   35
[0099]由表4可见，实施例2的复合大豆蛋白材料具有可与其它市售样品可比的初始粘度。尽管所有的材料在循环的20分钟时都显示出明显较低的粘度(接近加热的终点)，但是实施例2的复合大豆蛋白材料却显示出最高的粘度。一旦将分散体再次稳定在35℃，实施例2的复合大豆蛋白材料相比其它大豆蛋白材料就具有了更高的粘度。虽然实施例2的复合大豆蛋白材料是初始时粘度最低的材料中的一种，但在加热和冷却循环后它却具有了最高的粘度。
[0100]表4显示了如表3所示的加热循环中11％大豆分离物分散体的粘度变化。如本文所用，术语“最终粘度”是指在该组条件下于35分钟时测得的改性的油籽材料的粘度。
                               表4
  5分钟(Nsm-2)  20分钟(Nsm-2)  35分钟(Nsm-2)
 实施例2的复合物   0.495  0.329  0.602
 Supro500E   0.583  0.206  0.371
 Supro515   0.746  0.179  0.364
 Profam 974   0.283  0.170  0.299
 Profam 982   0.492  0.175  0.275
 Supro ST   0.532  0.213  0.352
 Samprosoy 90NB   0.449  0.094  0.148
 Supro EX33   0.503  0.162  0.296
 Samprosoy 90MP   0.386  0.216  0.421
实施例6-在NaCl存在下加热时改性的油籽材料的粘度
[0101]由于肉产品通常要用盐进行处理，在包含2％NaCl的条件下重复实施例5所述的分析过程。结果示于表5中。
[0102]表5显示了在2％NaCl存在下，如表3所示的加热循环中11％大豆分离物分散体的粘度变化。
                              表5
  5分钟(Nsm-2)  20分钟(Nsm-2)   35分钟(Nsm-2)
 实施例2的复合物   0.347  0.308   0.466
 Supro500E   0.238  0.234   0.336
 Supro515   0.275  0.263   0.387
 Profam 974   0.228  0.194   0.293
 Profam 982   0.218  0.217   0.284
 Supro ST   0.268  0.224   0.322
 Samprosoy 90NB   0.222  0.148   0.216
  Supro EX33   0.235   0.238   0.38
  Samprosoy 90MP   0.329   0.353   0.583
[0103]通常，在盐存在下，粘度要低很多。此外，在盐存在下，材料通常具有高于初始粘度的最终粘度。实施例2的复合大豆蛋白材料是对盐最不敏感的产物之一，其未受到盐的显著影响。
[0104]表6是在2％NaCl存在下初始和最终粘度的比较。
表6
  5分钟(Nsm-2)   35分钟(Nsm-2)   最终/初始(Nsm-2)
 实施例2的复合物   0.347   0.466   1.34
 Supro500E   0.238   0.336   1.41
 Supro515   0.275   0.387   1.41
 Profam 974   0.228   0.293   1.29
 Profam 982   0.218   0.284   1.30
 Supro ST   0.268   0.322   1.20
 Samprosoy 90NB   0.222   0.216   0.97
 Supro EX33   0.235   0.38   1.62
 Samprosoy 90MP   0.329   0.583   1.77
实施例7-改性的油籽材料的乳液稳定性
[0105]界面(例如油-水界面)稳定是蛋白质的潜在的功能特性之一。油和水是不混溶的，并且在没有稳定它们间的界面的材料存在时，界面的总表面积将最小。这通常导致油相和水相的分离。广泛认为蛋白质可稳定这些界面。
[0106]根据以下步骤进行分析：
1.称取10.7g大豆分离物。
2.称取75g冷却的蒸馏水。
3.称取75g冷(4℃)猪油。
4.将水加入处理器碗中(Cuisinart Little Pro PlusTM金属刀刃)。
5.将大豆分离物加入到处理器碗中。
6.混合30秒。
7.停止并刮下侧壁(scrape down sides)。
8.加入冷猪油。
9.混合30秒(总共为1分钟的混合时间)。
10.停止并刮下侧壁。
11.混合2分钟(总共为3分钟的混合时间)。
[0107]使用截断值为3cc的注射器将乳液移出，并将1mL乳液置于125mm直径的#4Whatman滤纸的中心上。将滤纸置于100℃烘箱中精确地烘焙30分钟。将滤纸移出并标记出“脂点”或“油环”的边缘。用透明的尺测量点的直径(mm)。(如果获得了椭圆点，则对两种直径均进行测定并取平均值)。
[0108]通常，乳液可具有物理强度(抗变形)，以及稳定性(乳液存留的保持率)。通常认为物理上较强的乳液也应具有更大的物理稳定性。在本文所述的方法中，热稳定性高的乳液释放出较少的水和油，因此具有较小的脂点或油环。已普遍观察到乳液物理强度和油环直径间存在反比关系(“乳液稳定度指数”或“ESI”)，这表明较强的乳液具有较低的热稳定性。如表7中的结果所示，实施例2的复合大豆蛋白材料产生了较弱但非常稳定的乳液。这表明实施例2的复合大豆蛋白材料在加工的肉体系中可提供胶凝强度和乳液稳定性的积极组合。
表7
  ESI(mm)
 实施例2的复合物   50.0
 Supro500E   103.0
 Supro515   90.5
 Profam 974   92.3
 Profam 982   87.8
 Supro ST   91.3
 Samprosoy 90NB   91.0
 Supro EX33   83.5
 Samprosoy 90MP   87.0
实施例8-改性的油籽材料的分子量分布
[0109]仍以蛋白质天然结构存在的蛋白质的量的一个指标是它们的分子量分布。对于纯的蛋白质，色谱法通常显示出单个对称峰。蛋白质的混合物(其会存在于大豆分离物中)通常由一系列对称峰组成。如果加工未导致蛋白质分解，可在大豆分离物中观察到类似的分布。
[0110]在pH为7.0时通过震摇1小时，将大豆蛋白产物样品制备成水中的1％分散体。将样品置于微型离心机中离心1分钟以沉降不溶物。用溶剂(900μL)稀释上清液(100μL)，滤过0.45μm的注射过滤器，并将100μL经过滤的样品注入HPLC。HPLC柱是串联组合的，其包括用50mM磷酸钠-NaOH(pH为6.8)、0.01％w/v叠氮化钠平衡的Biorad SEC 125和SEC 250凝胶色谱柱。流速设定在0.5mL/min，在280nm下监测蛋白质洗脱物。将所得的色谱图分成约0.3分钟/部分，以MW标记为基准将各部分中样品的百分比与其计算分子量(MW)相比。然后，将整个分布绘制成累积百分图，并记录下3种计量：中值MW(MW50)、大于300kDa样品的百分数以及小于100kDa样品的百分数。具有非常高的MW50以及MW＞300的大豆分离物是那些经历较少水解的分离物。经水解的样品的这两种计量会较低但MW＜100较高。除了大豆蛋白产物样品以外，还将大豆薄片的新鲜的、澄清的提取物(pH为8.5)样品稀释于平衡缓冲液中并进行操作以提供未经处理的对比样品。简言之，大部分市售样品(未示出)显示出分解的迹象，有些为大量分解。而实施例2的复合大豆蛋白材料显示出基本上很少的分解迹象。
[0111]分解可为随机或刻意的。随机分解可由机械损伤(例如，高剪切或空穴混合)、加热步骤中的酸或碱水解、或加工中任何时候的酶水解引起。酶水解可由天然存在于大豆中的蛋白质分解酶或由污染的细菌分泌出的酶造成。也可对蛋白质进行刻意的分解以改变蛋白质的功能特性。部分水解可改善大豆蛋白的乳化或发泡性质。广泛水解可改善酸性条件下的溶解性。
[0112]市售的大豆分离物样品可获自各种商业来源。原始分子量分布数据的集合如上文所述。
[0113]该分析类似于用于乳液中粒度分析的方法。例如，可要求得知小于100kDa的材料的百分数。就Samprosoy 90MP而言，小于100kDa的部分约为57％，而就实施例2的复合大豆蛋白材料而言，该部分约为36％。分析色谱数据的另一种方法是计算高于50％质量并低于50％的分子量。这并非精确的平均分子量，而更接近于重均分子量。这在本文中被称为“MW50”。Samprosoy 90MP的MW50约为56kDa，而由实施例1方法形成的材料的MW50约为229kDa。
[0114]如表8中的结果所示，实施例2的复合大豆蛋白材料具有最高的MW＞300，目前为止最高的MW50。实施例2的复合大豆蛋白材料的MW50几乎是MW50次最高产物的两倍。这表明由于参与凝胶网络的蛋白质的大分子量(以及可与任何单分子进行相互作用的预测的较大蛋白质表面)，其能够形成许多相互作用。
[0115]表8显示了对大豆分离物的分子量分布的测定。MW50为中值分子量，MW＞300是表观分子量大于300kDa的蛋白质的百分数，而MW＜100则是表观分子量小于100kDa的蛋白质的百分数。
表8
  MW＞300(％)   MW＜100(％)   MW50
 实施例2的复合物   45   36   229
 Supro500E   16   60   68
 Supro515   18   65   60
 Profam 974   20   66   39
 Profam 982   2.5   87   25
 Supro ST   3   74   9
 Samprosoy 90NB   11   61   58
 Supro EX33   42   47   117
 Samprosoy 90MP   37   53   56
[0116]实施例2的复合大豆蛋白材料具有比市售样品更高的高分子量蛋白质百分数。大多数所检测的市售样品含有明显少的高分子量材料。
[0117]较高分子量部分可能会影响到许多区域。一种益处就是减少苦味肽的存在。蛋白质分解成低分子量肽(400＜MW＜2000)常会导致带有苦味的化合物的产生。此中的一个例子是天冬甜二肽，它具有特殊的甜味但也带有苦的后味。大豆蛋白的味道来自各组分的混合。苦味是这些异味中的一种。肽含量的减少有利于减少苦味产物。
[0118]高分子量的第二种结果在于界面稳定性。虽然空气-水和油-水界面在开始时可由较低分子量的材料更好地稳定，但就长期稳定性而言，这些界面的稳定有赖于较大的分子。
实施例9-改性的油籽材料的固体分布
[0119]粘度的另一指示是要考虑到需要获得经选择的粘度的材料的浓度。在这一分析中，可根据粘度与浓度的数据拟合出直线(超过6-18％固体的范围)。对直线的方程进行重排以使得可使用粘度恒量来计算相等的固体浓度。选择了0.4Nsm-2的粘度并计算相应的浓度。这一分析所得的固体分布示于表9中。用来获得的0.4Nsm-2的粘度的改性的油籽材料的固体浓度或wt.％基在本文中被称为“固体分布”。
[0120]以实施例2的复合大豆蛋白材料的百分数计，计算为获得相同粘度而需要的其它材料。如表9中所示，实施例2的复合大豆蛋白材料比对比的市售产品更为有效11-45％。
                              表9
  固体分布(％)  实施例2的复合物的％
 实施例2的复合物   10.69  100％
 Supro 500E   13.75  129％
 Supro 515   12.59  118％
 Supro EX33   13.06  122％
 Supro ST   13.05  122％
 Samprosoy 90NB   15.47  145％
 Profam 982   12.73  119％
 Samprosoy 90MP   11.86  111％
实施例10
[0121]在改变膜滤时的pH、固体百分比、UHT处理时的pH以及UHT处理时的温度的同时，根据实施例1所述的方法对多批B大豆白片进行提取和处理。大豆蛋白产物10.1-10.32是根据表10中所列的产生进行处理的。
                           表10
  膜滤pH   固体％   UHT pH   UHT温度()
  10.1   7.1   10   7.1   210
  10.2   6.8   12   7.4   240
  10.3   6.8   12   6.8   240
  10.4   6.5   10   7.1   210
  10.5   6.8   8   7.4   240
  10.6   7.1   10   7.1   210
  10.7   7.1   10   7.1   210
  10.8   7.7   10   7.1   210
  10.9   6.8   8   6.8   240
  10.10   7.4   8   6.8   180
  10.11   7.4   8   7.4   180
  10.12   6.8   12   7.4   180
  10.13   7.1   10   7.1   150
  10.14   7.1   10   7.7   210
  10.15   7.4   12   6.8   240
  10.16   7.1   6   7.1   210
  10.17   7.4   8   7.4   240
  10.18   7.4   12   7.4   240
  10.19   7.1   10   7.1   210
  10.20   7.1   10   7.1   210
  10.21   6.8   8   7.4   180
  10.22   7.4   8   6.8   240
  10.23   7.1   10   7.1   210
  10.24   6.8   12   6.8   180
  10.25   7.4   12   6.8   180
  10.26   7.1   14   7.1   210
  10.27   7.1   10   7.1   270
  10.28   7.1   10   6.5   210
  10.29   7.4   12   7.4   180
  10.30   6.8   8   6.8   180
  10.31   15.5   7.2   175
  10.32   7.7   10   7.1   210
[0122]表11列出了大豆蛋白产物10.1-10.32的胶凝强度、分散体粘度、ESI、表观分子量大于300kDa的蛋白质百分比以及溶解度。
                         表11
  胶凝强度(N)   粘度(Nsm-2)   ESI(mm)   MW＞300(％)   溶解度％
  10.1   0.722   0.396   65   72   70.01
  10.2   0.323   0.317   90   46   69.42
  10.3   0.412   0.371   84   40   62.71
  10.4   0.316   0.365   78   42   61.33
  10.5   0.312   0.278   88   74   74.47
  10.6   0.446   0.408   80   50   79.51
  10.7   0.587   0.408   50   61   82.95
  10.8   0.549   0.557   49   23   70.63
  10.9   0.274   0.307   78   55   67.04
  10.10   0.308   0.295   77   53   68.6
  10.11   0.53   0.337   70   72   74.05
  10.12   0.445   0.415   74   11   81.74
  10.13   0.303   0.277   82   52   70.33
  10.14   0.552   0.424   71   58   70.89
  10.15   0.399   0.382   96   60   66.24
  10.16   0.482   0.414   86   61   60.04
  10.17   0.430   0.328   81   67   65.67
  10.18   0.525   0.508   71   53   65.25
  10.19   0.577   0.461   56.5   64   68.79
  10.20   0.557   0.381   77.0   67   72.51
  10.21   0.400   0.351   78.0   6   65.67
  10.22   0.373   0.354   71   29   69.84
  10.23   0.351   0.343   68   40   70.58
  10.24   0.408   0.354   72   52   70.28
  10.25   0.409   0.364   63   50   71.03
  10.26   0.563   0.516   83   34   58.08
  10.27   0.287   0.405   80.5   2   51.40
  10.28   0.263   0.347   69   26   60.63
  10.29   0.46   0.411   53   50   69.43
  10.30   0.281   0.324   65.5   49   70.01
  10.31   0.509   0.412   71   37   75.1
  10.32   0.611   0.480   51.3   8   64.2
其它说明性的实施方式
[0123]以下提供对多个其它说明性实施方式的描述。所述实施方式是对本发明的材料和方法进行的说明，而不是限制它们的范围。
[0124]可形成具有至少约85wt.％(dsb)的蛋白质且MW50为至少约200kDa的改性的油籽材料。所述改性的油籽材料还可满足一个或多个其它标准。
[0125]所述改性的油籽材料还可具有至少约0.50N的胶凝断裂强度和不超过约70mm的ESI。所述改性的油籽材料还可具有不超过约11.00％的固体分布。
[0126]所述改性的油籽材料还可具有至少约80的NSI；以占总蛋白质的百分比计，至少约1.4％的半胱氨酸；至少约85的加德纳L值；以及大体上清淡的味道。
[0127]另一例子是所述改性的油籽材料可具有至少约0.30Nsm-2的分散体粘度，以及在加热和冷却循环后至少约0.50Nsm-2的终粘度(含11％的固体时)。此外，在2％的NaCl存在下的加热和冷却循环后，所述改性的油籽材料可具有至少约0.45Nsm-2的终粘度(含11％的固体时)。
[0128]有用标准的另一例子是所述改性的油籽材料还可具有至少约85的干燥加德纳L值。此外，所述改性的油籽材料可具有至少约80的NSI。
[0129]另一例子是以占总蛋白质的百分比计，所述改性的油籽材料可包括至少约1.4wt.％的半胱氨酸。此外，所述改性的油籽材料可具有不超过约0.5的钠离子与钠、钙和钾离子的总量之比。
[0130]另一例子是所述改性的油籽材料可具有不超过约7000mg/kg(dsb)的钠离子。所述改性的油籽材料还可具有大体上清淡的味道。此外，所述改性的油籽材料可包括改性的大豆材料。
[0131]所述改性的油籽材料还以约0.5-25wt.％(dsb)的量包含在食品中。所述改性的油籽材料还可包括至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。此外，所述改性的油籽材料可具有不超过约50,000cfu/g的细菌负载。
[0132]可形成具有至少约85wt.％(dsb)蛋白质的改性的油籽材料，且所述改性的油籽材料中至少约40wt.％的蛋白质可具有大于300kDa的表观分子量。所述改性的油籽材料还可满足一个或多个其它标准。
[0133]所述改性的油籽材料还可具有至少约0.60N的胶凝断裂强度和不超过约60mm的ESI。所述改性的油籽材料还可具有不超过约11.00％的固体分布。
[0134]所述改性的油籽材料还可具有至少约80的NSI；以占总蛋白质的百分比计，至少约1.4％的半胱氨酸；以及至少约85的加德纳L值。
[0135]另一例子是所述改性的油籽材料可具有至少约0.40Nsm-2的分散体粘度(含11％的固体时)，以及在加热和冷却循环后至少约0.60Nsm-2的终粘度(含11％的固体时)。此外，在2％的NaCl存在下的加热和冷却循环后，所述改性的油籽材料可具有至少约0.46Nsm-2的终粘度(含11％的固体时)。
[0136]有用标准的另一例子是所述改性的油籽材料可具有至少约85的干燥加德纳L值。此外，所述改性的油籽材料可具有至少约80的NSI。
[0137]另一例子是所述改性的油籽材料可具有不超过约7000mg/kg(dsb)的钠离子。所述改性的油籽材料还可具有大体上清淡的味道。此外，所述改性的油籽材料可包括改性的大豆材料。
[0138]另一例子是在25℃时，10mg所述改性的油籽材料样品中的至少约50％的蛋白质可溶于1.0mL水中。
[0139]适宜的改性的油籽材料可具有以下其它特性：在25℃时，10mg所述改性的油籽材料样品中的至少约60％的蛋白质也可溶于1.0mL水中。更适宜地，在25℃时，510mg所述改性的油籽材料样品中的至少约70％的蛋白质可溶于1.0mL水中。
[0140]所述改性的油籽材料可以约0.5-25wt.％(dsb)的量包含在食品中。所述改性的油籽材料还可包括至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。此外，所述改性的油籽材料可具有不超过约50,000cfu/g的细菌负载。
[0141]另一例子是所述改性的油籽材料可具有至少约0.50Nsm-2的粘度(在含12.5％的固体时)。此外，所述改性的油籽材料可具有至少约400kDa的MW50。
[0142]所述改性的油籽材料可以约0.1-10wt.％(dsb)的量包含在食品中。所述改性的油籽材料还可包括至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。此外，所述改性的油籽材料可具有不超过约50,000cfu/g的细菌负载。
[0143]可形成具有至少约85wt.％(dsb)蛋白质的改性的油籽材料，且所述改性的油籽材料中至少约40wt.％的蛋白质可具有大于300kDa的表观分子量。所述改性的油籽材料还可具有至少约200kDa的MW50，约0.50N的胶凝断裂强度以及至少约0.40Nsm-2的分散体粘度。所述改性的油籽材料可包括至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。此外，所述改性的油籽材料可包括改性的大豆材料。
[0144]可形成具有至少约85wt.％(dsb)蛋白质的改性的油籽材料，且所述改性的油籽材料中至少约40wt.％的蛋白质可具有大于300kDa的表观分子量。所述改性的油籽材料还可具有至少约200kDa的MW50，至少约0.50N的胶凝断裂强度。所述改性的油籽材料可包括至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。此外，所述改性的油籽材料可包括改性的大豆材料。
[0145]可形成具有至少约85wt.％(dsb)蛋白质的改性的油籽材料，且所述改性的油籽材料中至少约40wt.％的蛋白质可具有大于300kDa的表观分子量。所述改性的油籽材料还可具有至少约200kDa的MW50，至少约0.60N的胶凝断裂强度。所述改性的油籽材料可包括至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。此外，所述改性的油籽材料可包括改性的大豆材料。
[0146]可形成具有至少约85wt.％(dsb)蛋白质的改性的油籽材料，且所述改性的油籽材料中至少约40wt.％的蛋白质可具有大于300kDa的表观分子量。所述改性的油籽材料还可具有至少约200kDa的MW50，且在加热和冷却循环后，至少约0.50Nsm-2的终粘度。在2％的NaCl存在下的加热和冷却循环后，所述改性的油籽材料还可具有至少约0.45Nsm-2的终粘度。所述改性的油籽材料可包括至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。此外，所述改性的油籽材料可包括改性的大豆材料。
[0147]可形成具有至少约90wt.％(dsb)蛋白质的改性的油籽材料，且所述改性的油籽材料中至少约40wt.％的蛋白质可具有大于300kDa的表观分子量。所述改性的油籽材料还可具有至少约200kDa的MW50以及至少约70mm的ESI。所述改性的油籽材料可包括至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。此外，所述改性的油籽材料可包括改性的大豆材料。
[0148]可形成具有至少约90wt.％(dsb)蛋白质的改性的油籽材料，且所述改性的油籽材料中至少约40wt.％的蛋白质可具有大于300kDa的表观分子量。所述改性的油籽材料还可具有至少约200kDa的MW50以及不超过约11.00％的固体分布。所述改性的油籽材料可包括至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。此外，所述改性的油籽材料可包括改性的大豆材料。
[0149]可通过包含以下步骤的方法形成改性的油籽材料：用碱性水溶液提取的油籽材料以形成颗粒物的油籽提取物悬液，将该提取物通过包括微孔膜的过滤系统以产生滤过物和富含蛋白质的保留物。所述微孔膜可具有接触角不超过约30°的过滤表面。
[0150]还可通过包含以下步骤的方法形成改性的油籽材料：在20-60℃下，用pH为7.5-10.0的水溶液提取的油籽材料以在碱性提取溶液中形成颗粒物的混合物，从该混合物中去除至少一部分颗粒物以形成澄清的提取物，于55-60℃下将该澄清的提取物通过过滤系统以产生滤过物和富含蛋白质的保留物。所述过滤系统可包括微孔化的改性的聚丙烯腈膜。该微孔化的改性的聚丙烯腈膜可具有25,000-500,000的MWCO且具有接触角不超过约30°的过滤表面。
[0151]理想的是在提取过程中的接触时间(即，油籽材料暴露在水溶液中的时间段)少于1小时。如果采用连续的、多阶段的方法(例如，逆流提取)，表观接触时间(即，油籽材料暴露于水溶液中的平均时间段)不超过约1小时是有利的。
[0152]该方法还可包括将富含蛋白质保留物通过过滤系统进行渗滤以产生含蛋白质的渗滤保留物。将渗滤保留物加热到至少约75℃一段足以形成巴氏消毒保留物的时间是有利的。
[0153]本发明的蛋白质补给食品组合物可包括改性的油籽材料，该材料通常包括至少约85wt.％，更为理想地，至少约90wt.％的蛋白质(基于干燥固体)。
[0154]所述食品组合物可包括MW50为至少约200kDa的改性的油籽材料，其中所述改性的油籽材料的胶凝断裂强度为至少约0.50N。
[0155]所述食品组合物可包括MW50为至少约200kDa且粘度为至少约0.50Nsm-2的改性的油籽材料。
[0156]所述食品组合物可包括MW50为至少约200kDa且ESI为不超过约60mm的改性的油籽材料。
[0157]所述食品组合物可包括改性的油籽材料，其中，所述改性的油籽材料中至少约40wt.％的蛋白质的表观分子量为至少300kDa，且胶凝断裂强度为至少约0.60N。
[0158]所述食品组合物可包括MW50至少为200kDa且在加热和冷却循环后的终粘度至少为约0.50Nsm-2的改性的油籽材料。在2％的NaCl存在下的加热和冷却循环后，所述改性的油籽材料还可具有至少约0.45Nsm-2的终粘度。
[0159]所述食品组合物可包括改性的油籽材料，其中，所述改性的油籽材料中至少约40wt.％的蛋白质具有至少为300kDa的表观分子量；至少约0.50N的胶凝断裂强度；不超过约60mm的ESI；以及至少约0.40Nsm-2的粘度。
[0160]所述食品组合物可包括细菌负载不超过50,000cfu/g的改性的油籽材料。
[0161]所述食品组合物可包括由包括以下步骤的方法产生的改性的油籽材料：(a)用碱性水溶液提取油籽材料以形成颗粒物的油籽提取物悬液；和(b)将该提取物通过包括微孔膜的过滤系统以产生滤过物和富含蛋白质的保留物。通常，所述微孔膜具有接触角不超过约30°的过滤表面。
[0162]所述食品组合物可包括加工的肉产品，含有肉、水以及通常包含至少约90wt.％蛋白质(基于干燥固体)的改性的大豆材料。所述改性的油籽材料可具有至少约400kDa的MW50和至少约0.50N的胶凝断裂强度。
[0163]所述食品组合物可包括肉类似物，包括基于植物的材料(例如，压制的植物蛋白和淀粉)、水以及通常包含至少约90wt.％蛋白质(基于干燥固体)的改性的油籽材料。所述改性的油籽材料可具有至少约400kDa的MW50和至少约0.50N的胶凝断裂强度。
[0164]所述食品组合物可包括调味料(例如，奶酪或奶油调味料)，包含基于乳品的材料(例如，奶酪、乳脂)、水以及通常包含至少约90wt.％蛋白质(基于干燥固体)的改性的油籽材料。所述改性的油籽材料可具有至少约400kDa的MW50和至少约0.50N的胶凝断裂强度。
[0165]所述食品组合物可以是调味品(例如蛋黄酱样调味品)，且可包括油、水以及以及通常包含至少约90wt.％蛋白质(基于干燥固体)的改性的油籽材料。所述改性的油籽材料可具有至少约400kDa的MW50和至少约0.50N的胶凝断裂强度。
[0166]生产改性的油籽材料的方法可包括：用水溶液提取油籽材料以形成颗粒物的油籽提取物悬液，将该提取物通过包括微孔膜的过滤系统以产生第一滤过物和富含蛋白质的保留物，其中，所述微孔膜可具有接触角不超过约30°的过滤表面。生产改性的油籽材料的方法还可包括在约7.0-7.8的pH下进行UHT处理和干燥步骤。
[0167]在适宜的实施方式中，所述生产改性的油籽材料的方法还可包括在约7.1-7.7的pH下进行UHT处理。
[0168]更适宜地，所述生产改性的油籽材料的方法还可包括在约7.2-7.4的pH下进行UHT处理和干燥步骤。
[0169]在一个适宜的实施方式中，所述微孔膜可具有不超过1.5微米的孔径。
[0170]在另一适宜的实施方式中，所述澄清的提取物可在不超过50磅/平方英寸的透膜压下通过所述过滤系统。
[0171]在另一适宜的实施方式中，可用反渗透膜将所述第一滤过物分离成RO保留物和RO滤过物。
[0172]在另一适宜的实施方式中，该提取物可在55-60℃下通过所述过滤系统。
[0173]在另一适宜的实施方式中，所述富含蛋白质的保留物通过过滤系统渗滤以产生渗滤保留物和渗滤滤过物。
[0174]在尤为适宜的实施方式中，可合并所述第一滤过物和所述渗滤滤过物以形成合并的滤过物，并可用反渗透膜将将合并的滤过物分离成RO保留物和RO滤过物。
[0175]在另一适宜的实施方式中，对富含蛋白质的保留物进行的渗滤包括用包含所述RO滤过物的水性稀释剂稀释所述富含蛋白质的保留物。
[0176]在另一适宜的实施方式中，可将所述RO滤过物再循环入水溶液中以提取油籽材料。
[0177]在另一适宜的实施方式中，可用碱性水溶液提取油籽材料以形成悬液。
[0178]在另一适宜的实施方式中，所述碱性水溶液的pH约为6.5-10.0。
[0179]在另一适宜的实施方式中，将所述提取物通过过滤系统的步骤包括：在向进料罐中的提取物中加入水的同时，先将原始体积的提取物通过过滤系统，从而基本上保持该原始体积，然后，在使保留物相对于原始体积至少浓缩2.5倍的同时将所述提取物通过过滤系统。
[0180]在另一适宜的实施方式中，可在约7.0-7.8的pH下，将所述保留物加热一段足以形成巴氏消毒保留物的时间。
[0181]在另一适宜的实施方式中，可在约7.1-7.7的pH下，将所述保留物加热一段足以形成巴氏消毒保留物的时间。更适宜地，可在约7.2-7.4的pH下，将所述保留物加热一段足以形成巴氏消毒保留物的时间。
[0182]在另一适宜的实施方式中，可在至少约200-250°下，将所述保留物加热一段足以形成巴氏消毒保留物的时间。
[0183]在另一适宜的实施方式中，可将所述保留物加热到约210-240。
[0184]在其它适宜的实施方式中，可将所述保留物加热约2-30秒以形成巴氏消毒的保留物。
[0185]在其它适宜的实施方式中，可将所述保留物加热约5-20秒以形成巴氏消毒的保留物。
[0186]在另一适宜的实施方式中，可将所述巴氏消毒的保留物干燥。
[0187]生产改性的油籽蛋白质产品的方法可包括：用碱性水溶液提取的油籽材料以在油籽提取物中形成颗粒物的碱性悬液，将所述提取物通过包括微孔膜的过滤系统以产生第一滤过物和富含蛋白质的保留物，在约7.0-7.8的pH下，将所述保留物加热一段足以形成巴氏消毒的保留物的时间并干燥所述巴氏消毒的保留物。
[0188]在另一适宜的实施方式中，将所述富含蛋白质的保留物加热到不超过约220的温度。
[0189]在另一适宜的实施方式中，在约7.0-7.8的pH下干燥所述巴氏消毒的保留物。
[0190]在另一适宜的实施方式中，在约7.1-7.7的pH下对所述保留物进行巴氏消毒。
[0191]在另一适宜的实施方式中，在约7.1-7.7的pH下干燥所述巴氏消毒的保留物。
[0192]在另一适宜的实施方式中，在约7.2-7.4的pH下对所述保留物进行巴氏消毒。
[0193]在另一适宜的实施方式中，在约7.2-7.4的pH下干燥所述巴氏消毒的保留物。
[0194]在另一适宜的实施方式中，在约7.3的pH下对所述保留物进行巴氏消毒。
[0195]在另一适宜的实施方式中，在约7.3的pH下干燥所述巴氏消毒的保留物。
[0196]在另一适宜的实施方式中，所述微孔膜具有接触角不超过约30°的过滤表面
[0197]在另一适宜的实施方式中，所述微孔膜具有接触角不超过约40°的过滤表面。
[0198]已参考各种具体和说明性的实施方式和技术对本发明进行了描述。然而，应理解的是可进行的许多变化和改变也保持在本发明的精神和范围之内。

Claims (47)

1.一种改性的油籽材料，其包括至少约85wt.％(dsb)的蛋白质，其中，至少约40wt.％的所述蛋白质具有大于300kDa的表观分子量；且所述改性的油籽材料具有至少0.50N的胶凝断裂强度。
2.一种改性的油籽材料，其包括至少约85wt.％(dsb)的蛋白质，其中，所述改性的油籽材料具有至少约200kDa的MW50；且所述改性的油籽材料具有至少约0.5Nsm-2的分散粘度。
3.一种改性的油籽材料，其包括至少约85wt.％(dsb)的蛋白质，其中，所述改性的油籽材料具有至少约200kDa的MW50；且所述改性的油籽材料具有不超过约70mm的ESI。
4.一种改性的油籽材料，其包括至少约85wt.％(dsb)的蛋白质，其中，所述改性的油籽材料具有至少约200kDa的MW50；且其胶凝断裂强度至少为0.50N。
5.如权利要求4所述的改性的油籽材料，其特征在于，所述改性的油籽材料具有至少0.60N的胶凝断裂强度。
6.如权利要求4所述的改性的油籽材料，其特征在于，所述改性的油籽材料具有至少约0.4Nsm-2的分散粘度。
7.如权利要求4所述的改性的油籽材料，其特征在于，所述改性的油籽材料具有不超过约60mm的ESI。
8.如权利要求4所述的改性的油籽材料，其特征在于，所述改性的油籽材料具有至少为80的NSI。
9.如权利要求4所述的改性的油籽材料，其特征在于，至少约40wt.％的所述蛋白质具有大于300kDa的表观分子量。
10.如权利要求4所述的改性的油籽材料，其特征在于，所述改性的油籽材料具有不超过50,000cfu/g的细菌负载。
11.如权利要求4所述的改性的油籽材料，其特征在于，它包括香味成分物质，所述香味成分物质包含不超过约500ppb的苯甲醛；不超过约2500ppb的2-戊基呋喃；不超过约600ppb的2-庚酮；以及不超过约200ppb的E，E-2，4-癸二烯醛。
12.如权利要求4所述的改性的油籽材料，其特征在于，它包括香味成分物质，所述香味成分物质包含不超过约350ppb的苯甲醛；不超过约450ppb的2-庚酮；不超过约150ppb的E，E-2，4-癸二烯醛；以及不超过约50ppb的E，E-2，4-壬二烯醛。
13.如权利要求4所述的改性的油籽材料，其特征在于，所述改性的油籽材料包含改性的大豆材料。
14.如权利要求4所述的改性的油籽材料，其特征在于，所述改性的油籽材料包含至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。
15.一种用于生产改性的油籽材料的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)用水溶液提取油籽材料，形成油籽提取物；
(2)将所述提取物通过包含微孔膜的过滤系统，产生第一滤过物和富含蛋白质的保留物；
(3)在约7.1-7.8的pH下，将所述保留物加热到约200-250一段足以形成巴氏消毒的改性的油籽材料的时间。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，它还包括对所述巴氏消毒的改性的油籽材料进行干燥。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，对所述巴氏消毒的改性的油籽材料的加热包括在约7.0-8.0的pH下干燥巴氏消毒的改性的油籽材料。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，对所述保留物的加热包括在约7.2-7.5的pH下加热所述保留物。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，对所述保留物的加热包括将所述保留物加热约2-30秒。
20.一种改性的油籽材料，它是通过包含以下步骤的方法生产的：用水溶液提取油籽材料以形成油籽提取物；将所述提取物通过包含微孔膜的过滤系统以产生滤过物和富含蛋白质的保留物；在约7.1-7.8的pH下，将所述富含蛋白质的保留物加热到约200-250一段足以形成巴氏消毒的保留物的时间；并喷雾干燥所述巴氏消毒的保留物。
21.一种生产改性的油籽材料的方法，所述方法包括：
用水溶液提取油籽材料以形成油籽提取物中的颗粒物的悬液；
将所述提取物通过包含微孔膜的过滤系统以产生第一滤过物和富含蛋白质的保留物，其中，所述微孔膜的MWCO至少为25,000，且过滤表面的接触角不超过30°；
在约7.1-7.8的pH下，将所述富含蛋白质的保留物加热一段足以形成巴氏消毒的保留物的时间；和
干燥所述巴氏消毒的保留物以形成所述改性的油籽材料。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，它还包括：
将所述富含蛋白质的保留物经所述过滤系统渗滤，产生渗滤保留物和渗滤滤过物，其中，所述渗滤保留物包括富含蛋白质的溶解固体；
合并所述第一滤过物和所述渗滤滤过物，形成合并的滤过物；和
用反渗透膜将所述合并的滤过物分离为RO保留物和RO滤过物。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，对所述富含蛋白质的保留物的加热是加热到约200-250。
24.如权利要求21所述的方法，其特征在于，对所述巴氏消毒的保留物的干燥包括干燥pH为7.1-7.8的巴氏消毒的保留物。
25.如权利要求21所述的方法，其特征在于，对所述富含蛋白质的保留物的加热包括在约7.2-7.5的pH下，将所述富含蛋白质的保留物加热一段足以形成巴氏消毒的保留物的时间。
26.如权利要求21所述的方法，其特征在于，对巴氏消毒的保留物的干燥包括对pH约为7.2-7.5的巴氏消毒的保留物进行干燥。
27.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述富含蛋白质的保留物包括至少约85wt.％(dsb)的蛋白质。
28.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述富含蛋白质的保留物包括至少约90wt.％(dsb)的蛋白质。
29.如权利要求21所述的方法，其特征在于，它包括在不超过50磅/平方英寸的透膜压下将所述提取物通过所述过滤系统。
30.如权利要求21所述的方法，其特征在于，它包括在50-65℃下将所述提取物通过所述过滤系统。
31.如权利要求21所述的方法，其特征在于，对所述油籽材料的提取包括将所述油籽材料与pH约为6.5-10.0的碱性水溶液接触。
32.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述碱性水溶液的pH约为7.0-8.5。
33.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述微孔膜是MWCO约为25,000-500,000的超滤膜。
34.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述提取操作是表观接触时间不超过20分钟的连续过程。
35.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述油籽材料包括得自脱脂大豆的油籽材料。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述油籽材料包括大豆白片。
37.一种生产改性的油籽材料的方法，所述方法包括：
在20-60℃下，用碱性水溶液提取油籽材料以在提取溶液中形成颗粒物的混合物；
从所述混合物中去除至少一部分所述颗粒物以形成溶解固体含量至少为5wt.％的澄清的提取物；
在200-250下，将所述澄清的提取物通过包含微孔改性的聚丙烯腈膜的过滤系统以产生滤过物和富含蛋白质的保留物；
在约7.1-7.8的pH下，将所述富含蛋白质的保留物加热到至少200一段足以形成巴氏消毒的保留物的时间；和
在约7.1-7.8的pH下，喷雾干燥所述巴氏消毒的保留物以形成含水量不超过约10wt.％的干燥的改性的油籽材料。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述微孔改性的聚丙烯腈膜的MWCO约为25,000-500,000，且过滤表面的接触角不超过30°。
39.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述富含蛋白质的保留物包含至少约70wt％(dsb)的蛋白质。
40.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述富含蛋白质的保留物包括至少约90wt％(dsb)的蛋白质。
41.一种食品组合物，它包括改性的油籽材料，其特征在于，所述改性的油籽材料包括基于干燥的固体的至少85wt.％的蛋白质；至少约40wt.％的所述蛋白质具有至少为300kDa的表观分子量；所述改性的油籽材料具有至少为0.50N的胶凝断裂强度。
42.如权利要求41所述的食品组合物，其特征在于，所述食品组合物是加工的肉组合物。
43.如权利要求41所述的食品组合物，其特征在于，所述食品组合物是加工的肉类似物。
44.如权利要求41所述的食品组合物，其特征在于，所述食品组合物是调味料、汤或调味品。
45.一种改性的油籽材料，其包括至少约90wt.％(dsb)的蛋白质；其中，所述改性的油籽材料具有至少为约200kDa的MW50；所述改性的油籽材料具有至少为0.50N的胶凝断裂强度；所述改性的油籽材料具有至少为80的NSI；且所述改性的油籽材料具有不超过约60mm的ESI。
46.如权利要求45所述的改性的油籽材料，其特征在于，所述改性的油籽材料的含水量不超过约10wt.％；且所述改性的油籽材料的平均粒度不超过约200微米。
47.如权利要求46所述的改性油籽材料，其特征在于，所述改性油籽材料的平均粒度约为50-150微米。
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