用于生产向日葵蛋白浓缩物和向日葵蛋白粉的工艺的制作方法

背景技术：

1、本发明的领域总体上涉及用于生产向日葵蛋白浓缩物的工艺和用于生产向日葵蛋白粉的工艺。

2、向日葵籽因其高蛋白质含量和蛋白质利用率而成为食品应用中有吸引力的原料来源。在现有技术工艺中，增值植物蛋白，通常称为浓缩物(具有约70％的蛋白质含量)和分离物(具有约90％的蛋白质含量和相对低的变性蛋白质含量)，是从初始脱脂或低脂粉中获得的，所述粉经过进一步加工以去除可溶性和不溶性碳水化合物。

3、在传统商业规模的向日葵粉碎设备中，向日葵仁粕是作为油萃取过程的副产品而获得的，并且具有高蛋白质含量，诸如大约32重量％至38重量％。向日葵仁粕通常用作动物饲料成分。在动物饲料成分中，蛋白质在很大程度上变性，从而导致向日葵仁粕中不溶性蛋白质含量较高。在种子调理、压榨(温度高达140℃)和脱溶/烘烤步骤期间，可能会发生大量向日葵蛋白变性。此类步骤的目标是工艺需求(例如，除油和/或溶剂回收)和产品需求(例如，微生物控制和减少抗营养因子)的组合。

4、现有技术工艺通常包括通过使用机械手段(例如压榨)和/或溶剂萃取进行脱壳、压片、调理和除油。在本领域已知的向日葵粉碎设备中，在高温诸如约100-105℃下进行预压榨以便获得压榨油并具有低至17重量％至22重量％的压榨饼油含量，并创建适当的海绵状压榨饼结构以确保溶剂萃取中的有效己烷渗滤。美国专利号8,728,542提供了传统商业规模向日葵加工的实例，其中所公开的工艺使用脱壳向日葵籽的机械部分脱油(压榨)(通常脱壳后的壳含量为约5重量％)使得脂肪或油含量为约10重量％至35重量％的范围内。一般来说，壳和凝固蛋白质的存在有利于形成海绵状结构，从而实现有效油萃取。然而有问题的是，壳的存在需要强压榨条件以便达到压榨饼的低残余油含量，诸如低于约35重量％。进一步有问题的是，超过约60-65℃的温度导致向日葵蛋白变性，并且在现有技术的加工条件下，蛋白质变性并且可在美拉德反应(maillard reaction)中与糖结合。因此，现有技术的脱油向日葵粉产品的蛋白质分散性指数值显著降低，从而导致蛋白质产品在食品应用中的功能性降低。

5、尽管现有技术工艺能够诸如通过使用光学分选机在脱壳向日葵籽中实现低于约2.0重量％的壳含量，但有问题的是，另外的加工步骤诸如油和糖萃取是困难的，并且在一些情况下由于壳含量低而在商业上是不切实际的，因为壳在压榨和渗滤类型的萃取中充当结构材料。在没有壳和凝固蛋白质的情况下，通常无法实现海绵状压榨饼结构，并且渗滤类型的萃取不能有效地进行，从而导致脱油蛋白质材料的残余油含量高(诸如高于5％)。因此，生产具有小于约1.5重量％的残余油含量并需要直接用作食品向日葵粉或用作浓缩物和分离物的原材料的脱油向日葵粉是困难的或商业上不切实际的。

6、进一步有问题的是，向日葵籽具有高含量的多酚，其在氧化期间和氧化后颜色会变深，在有水存在下尤其如此。最常见的多酚是绿原酸，它是造成通过现有技术工艺生产的向日葵饼和浓缩蛋白产品呈现绿色的原因。然而，具有颜色污染物的向日葵蛋白通常不适合用于食品和饮料应用。

7、更有问题的是，现有技术向日葵蛋白具有相对较低的持水量，这会产生通常被认为不适合用于肉类替代产品的质地和口感。

8、向日葵蛋白对食品应用的适用性取决于多种因素，包括例如但不限于蛋白质浓度、蛋白质质量、颜色、味道、污染物、抗营养物和功能特性诸如持水量。因此，现有向日葵仁粕工艺无法为进一步食品加工提供可用的原材料。

9、因此，需要改进用于制备向日葵蛋白粉和向日葵蛋白浓缩物的工艺，使其具有改进的特征诸如高蛋白质含量、高蛋白质分散性、高持水量和可接受的口感、颜色、气味和味道。

技术实现思路

1、在本公开的一些方面中，提供了一种用于由向日葵籽制备向日葵蛋白浓缩物的工艺，所述工艺包括以下步骤：(1)将向日葵籽脱壳以形成脱壳的向日葵籽仁；(2)将脱壳的向日葵籽仁冷预压榨以形成压榨饼；(3)通过以任何顺序进行以下步骤来加工压榨饼以形成萃取的压榨饼：(a)用油萃取溶剂从其中萃取油和(b)用糖和多酚萃取溶剂从其中萃取糖和多酚；以及(4)将萃取的压榨饼脱溶以形成向日葵蛋白浓缩物；其中：(i)向日葵籽仁包含油、蛋白质、糖和多酚；(ii)在冷预压榨步骤期间，脱壳的籽仁和压榨饼的温度为65℃或更低，优选地为20℃至65℃；(iii)压榨饼的油含量为以干基计40重量％至65重量％；并且(iv)向日葵蛋白浓缩物的特征在于，其蛋白质含量为以干基计至少55重量％或优选地55重量％至95重量％。

2、在本公开的一些其他方面中，提供了一种用于由向日葵籽制备向日葵蛋白粉的工艺，所述工艺包括以下步骤：(1)将向日葵籽脱壳以形成脱壳的向日葵籽仁；(2)将脱壳的向日葵籽仁冷预压榨以形成压榨饼；(3)通过用油萃取溶剂从其中萃取油来加工压榨饼以形成萃取的压榨饼；以及(4)将萃取的压榨饼脱溶以形成向日葵蛋白粉；其中：(i)向日葵籽仁包含油、蛋白质、糖和多酚；(ii)在冷预压榨步骤期间，脱壳的籽仁和压榨饼的温度为65℃，优选地为20℃至65℃或更低；并且(iii)压榨饼的油含量为以干基计40重量％至65重量％，优选地以干基计50重量％至65重量％。

技术特征：

1.一种用于由向日葵籽制备向日葵蛋白浓缩物的工艺，所述工艺包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的工艺，其中所述脱壳的向日葵籽仁包含小于5重量％、或小于4重量％、或小于3重量％、或小于2重量％、或小于1重量％、或优选地0.1重量％至5重量％的残余壳含量。

3.如权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中在所述冷预压榨步骤期间，所述脱壳的籽仁和压榨饼的温度为65℃或更低、或60℃或更低、或55℃或更低、或优选地25℃至65℃。

4.如权利要求1至3中任一项所述的工艺，其中：

5.如权利要求1至4中任一项所述的工艺，其中所述向日葵蛋白浓缩物具有至多20％、或至多15％、或至多12％、或至多10％、优选地1％至15％、以及更优选地2％至10％的蛋白质分散性指数(pdi)。

6.如权利要求1至5中任一项所述的工艺，其中将所述萃取的压榨饼在100℃或更低的温度下脱溶以形成向日葵蛋白浓缩物，优选地，所述脱溶步骤在至多100mmhg、优选地至多20mmhg的部分真空下进行。

7.如权利要求1至6中任一项所述的工艺，其还包括在所述脱溶步骤之后的干燥步骤。

8.如权利要求7所述的工艺，其中所述向日葵蛋白浓缩物具有至少62、或至少63、或至少64、或至少65、或至少66、或至少67、或至少68、或至少69、或至少70的色值，如通过hunter色度计在小于100μm粒度下由l、a、b颜色测试所测量的。

9.如权利要求1至8中任一项所述的工艺，其中所述加工步骤包括从所述压榨饼中萃取油，随后从中萃取糖和多酚以形成所述萃取的压榨饼，优选地，所述加工步骤包括从所述压榨饼中萃取所述油、将所述萃取的压榨饼脱溶、将所述脱溶的压榨饼干燥以及从所述干燥的压榨饼中萃取所述糖和多酚。

10.如权利要求1至8中任一项所述的工艺，其中所述加工步骤包括从所述压榨饼中萃取糖和多酚，随后从中萃取油以形成所述萃取的压榨饼，优选地，所述加工步骤包括从所述压榨饼中萃取所述糖和多酚、将所述萃取的压榨饼脱溶、将所述脱溶的压榨饼干燥以及从所述干燥的压榨饼中萃取所述油。

11.如权利要求1至10中任一项所述的工艺，其中(a)所述油萃取溶剂是己烷、乙醇或其组合，并且(b)所述油萃取溶剂具有至少95％的纯度，或其组合。

12.如权利要求1至11中任一项所述的工艺，其中所述油萃取步骤是浸泡式萃取，优选地，所述油萃取步骤包括至少两次、至少三次、至少四次、至少五次、至少六次或至少七次连续萃取。

13.如权利要求1至12中任一项所述的工艺，其中所述糖和多酚萃取溶剂是乙醇含量为50v/v％至90v/v％、60v/v％至80v/v％或65v/v％至75v/v％的乙醇水溶液。

14.如权利要求1至13中任一项所述的工艺，其中所述糖和多酚萃取步骤是浸泡式萃取，优选地，所述糖和多酚萃取步骤包括至少两次、至少三次、至少四次、至少五次、至少六次或至少七次连续萃取。

15.如权利要求1至14中任一项所述的工艺，其中所述向日葵籽仁还包含绿原酸，并且其中所述工艺还包括以下顺序的步骤：(a)对所述萃取的压榨饼进行脱溶和干燥；和(b)用纯度为至少95％的乙醇萃取所述脱溶并干燥的萃取的压榨饼，以萃取其中所含的至少80％的所述绿原酸。

16.如权利要求1至15中任一项所述的工艺，其中在步骤(2)与步骤(3)之间不存在中间步骤。

17.一种向日葵蛋白浓缩物，其可通过如权利要求1至16中任一项所述的工艺获得。

18.一种用于由向日葵籽制备向日葵蛋白粉的工艺，所述工艺包括以下步骤：

19.如权利要求18所述的工艺，其中所述脱壳的向日葵籽仁包含小于5重量％、或小于4重量％、或小于3重量％、或小于2重量％、或小于1重量％、或优选地0.1重量％至5重量％的残余壳含量。

20.如权利要求18或权利要求19所述的工艺，其中在所述冷预压榨步骤期间，所述脱壳的籽仁和压榨饼的温度为65℃或更低、或60℃或更低、或55℃或更低、或优选地25℃至65℃。

21.如权利要求18至20中任一项所述的工艺，其中所述向日葵蛋白粉的蛋白质分散性指数为至少25％、至少30％、至少35％、至少37％或至少39％，优选地25％至50％。

22.如权利要求18至21中任一项所述的工艺，其中所述向日葵蛋白粉的蛋白质含量为以干基计45重量％至以干基计70重量％，优选地以干基计50重量％至以干基计65重量％或优选地以干基计55重量％至以干基计60重量％。

23.如权利要求18至22中任一项所述的工艺，其中将所述萃取的压榨饼在100℃或更低的温度下脱溶以形成向日葵蛋白粉，优选地，所述脱溶在部分真空下进行。

24.如权利要求18至23中任一项所述的工艺，其还包括在所述脱溶步骤之后的干燥步骤。

25.如权利要求24所述的工艺，其中所述向日葵蛋白粉具有至少62、或至少63、或至少64、或至少65、或至少66、或至少67、或至少68、或至少69、或至少70的色值，如通过hunter色度计在小于100μm粒度下由l、a、b颜色测试所测量的。

26.如权利要求18至25中任一项所述的工艺，其中(a)所述油萃取溶剂是己烷、乙醇或其组合，并且(b)所述油萃取溶剂具有至少95％的纯度，或其组合。

27.如权利要求18至26中任一项所述的工艺，其中所述油萃取步骤是浸泡式萃取，优选地，所述油萃取步骤包括至少两次、至少三次、至少四次、至少五次、至少六次或至少七次连续萃取。

28.如权利要求18至27中任一项所述的工艺，其中在步骤(2)与步骤(3)之间不存在中间步骤。

29.一种向日葵蛋白粉，其可通过如权利要求18至28中任一项所述的工艺获得。

技术总结本发明总体上涉及用于生产向日葵蛋白浓缩物和向日葵蛋白粉的改进的工艺。在一些方面，所述向日葵蛋白浓缩物和向日葵蛋白粉的特征在于改进的蛋白质分散性、高蛋白质含量、中性味道、基本不存在过敏原、高持水量、良好的胶凝特性、改进的颜色中的一种或多种。技术研发人员：R·P·马查多,M·T·塞利格,R·巴蒂斯塔,A·索斯纳萨蒂受保护的技术使用者：邦吉SA公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9