CN101011101A - 改善蛋白质的起泡性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种改善大豆蛋白质的起泡性的方法。按大豆分离蛋白与水的重量体积比为5～10％调浆，调整pH值6.5～7.5，调节浆液温度至40～50℃；配制由米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶组成的复配酶，其复配比例为5.68∶39.03∶55.29；按大豆分离蛋白重量计，加入1～3％复配酶，搅拌处理1～3小时；经离心、浓缩、冻干，得到高起泡性的大豆分离蛋白。经本发明提供的方法水解处理大豆分离蛋白，起泡性比未处理前提高了83.3％，比单一酶作用后提高了19.3％～29.3％。同时，蛋白水解度为7.64％～9.01％，产品无苦味，工艺简单，生产成本低，具有很好的市场前景和经济效益。
Description
一、技术领域
本发明涉及的是一种蛋白质的加工方法，特别是一种改善大豆分离蛋白的性能的方法。
二、背景技术
大豆分离蛋白作为食品加工基料具有很多的功能性质，其中起泡性是较为重要的一种功能性质。大豆分离蛋白本身具有一定的起泡作用，但不够显著，不能满足食品加工的需要。相关研究报告指出，对大豆分离蛋白进行适度的酶水解可以提高其起泡能力，采用木瓜蛋白酶、米曲蛋白酶等单一酶对大豆分离蛋白修饰处理后，可提高大豆分离蛋白的起泡性。但是，由于单一酶对底物具有一定的特异性作用，这样得到的大豆多肽的结构比较单一，功能性质的改善程度不突出，与未处理前相比，处理后大豆分离蛋白起泡性只能提高14.16％。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种生产成本低、效率高，工艺简单，能够较大幅度改善蛋白的性能的改善蛋白质的起泡性的方法。
本发明的目的是这样实现的：
1、大豆分离蛋白加水搅拌调浆，大豆分离蛋白与水的重量体积比为5～10％，调整pH值6.5～7.5，调节浆液温度至40～50℃；
2、配制由米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶组成的复配酶，米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶的复配比例为5～6∶38～40∶54～57；
3、保持浆液温度在40～50℃、pH值在6.5～7.5之间，按大豆分离蛋白重量计，加入1～3％复配酶，在有搅拌的条件下进行复配酶酶解处理1～3小时；
4、离心处理20min，得到的离心上清液为大豆分离蛋白水解溶液；
5、将离心处理得到的大豆分离蛋白水解溶液进行浓缩处理，再进行冷冻干燥处理，得到高起泡性的大豆分离蛋白。
本发明还可以包括这样一些特征：
1、所述的浓缩处理是经45～50℃真空浓缩；所述的冷冻干燥处理是在-30～-50℃下冷冻干燥。
2、复配酶中的米曲霉蛋白酶活力单位：16000U/g，木瓜蛋白酶酶活力单位：7000U/g，胰蛋白酶酶活力单位：12000U/g。
3、米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶的复配比例为5.68∶39.03∶55.29。
4、米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶复配后的添加量，按大豆分离蛋白重量计，加入2％复配酶。
5、复配酶酶解温度45℃，酶解处理时间2h，酶解液pH值为7.0。
6、按大豆分离蛋白与水的重量体积比计，大豆分离蛋白加水调浆的浓度为8％。
7、所述的离心处理的转速为4000r/min。
本发明在单一酶水解作用研究的基础上，采用多酶复配对大豆分离蛋白进行改性，不仅可以显著提高大豆蛋白的降解率，也更有助于改善大豆蛋白的起泡性。由于大豆蛋白的起泡性与其水解程度并不是线性关系，与酶的种类和多种酶复配时每种酶用量比例有关，本发明对多种酶复配时每种酶添加比例进行了优化。
本发明在对多种蛋白酶筛选的基础上，确定采用米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶进行复配，三种酶共同作用使水解位点较宽泛，经优化试验设计优选出米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶的最佳比例为5.68∶39.03∶55.29，用这一比例复配的复合蛋白酶修饰大豆分离蛋白，可显著增加大豆蛋白质的表面疏水性和分子柔性，通过这种分子结构的改变，达到提高大豆分离蛋白起泡性的目的。为了更好地实现本发明，按大豆分离蛋白与水的重量/体积比计，大豆分离蛋白优选浓度为8％；以大豆分离蛋白重量计，复配酶优选加入量为2％，水解温度优选为45℃，pH值优选为7.0，水解时间优选为2h。经此复配酶水解后大豆分离蛋白的起泡性比未处理前提高了83.3％。
本发明不仅适用于大豆分离蛋白，也适用于大豆浓缩蛋白和其它形式的大豆蛋白产品，同时，也可将本发明提供的方法用在大豆分离蛋白或大豆浓缩蛋白的生产工艺流程中，解决现有产品起泡性差的问题，生产出具有高起泡特性的专用蛋白粉。原料中蛋白质的变性程度对起泡性的改善有一定影响，本发明提供的方法也适用于变性程度高、质量差的大豆蛋白原料。起泡性测定方法不同，导致测定值和变化率差异很大，为了确保可比性，本发明提供的数值均是采用0.2mol/L、PH为7的磷酸缓冲溶液配制1％的蛋白溶液150mL，在高速组织捣碎机中以12000r/min搅打30s，搅打4次，共计2min，迅速倒入500mL量筒中，记录泡沫体积。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
目前采用酶法修饰大豆分离蛋白改善其起泡性的方法，主要有单一酶法和多酶法两种，单一酶由于对底物具有一定的特异性，修饰后结构比较单一，起泡性的改善程度不突出；多酶法在酶的选择和复配比例方面存在盲目性，因此，改善程度也不理想。本发明克服了现有技术无法解决的问题，从蛋白质结构出发，通过对多种蛋白酶的筛选，优选出米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶共同修饰大豆分离蛋白，经优化试验设计确定显著改善大豆分离蛋白起泡性的三种酶的最佳复配比例5.68∶39.03∶55.29，解决了多种酶复配时每种酶添加比例无法优化的问题，在此基础上，确定出此复配酶的最佳水解条件。经本发明提供的方法水解处理大豆分离蛋白，起泡性有较大幅度的提高，起泡性比未处理前提高了83.3％，比单一酶作用后提高了19.3％～29.3％，比未优化复配比例的多酶法提高了9.8％～15.7％。同时，蛋白水解度7.64％～9.01％，产品无苦味，工艺简单，生产成本低，具有很好的市场前景和经济效益。
四、具体实施方式
下面举例对本发明作更详细的描述：
实例1
1、称取50g大豆分离蛋白，加入950mL水，搅拌分散，配制成重量比为5％的浆液，调整pH值至6.5，水浴加热至40±1℃。
2、按大豆分离蛋白重量计，加入1％的复配酶，其中米曲蛋白酶28.4mg，胰蛋白酶195.2mg，木瓜蛋白酶276.5mg，混合均匀。
3、于40±1℃水浴锅中恒温酶解，酶解过程中滴加0.1mol/LHCl和0.1mol/L的NaOH调整pH值维持在6.5，搅拌酶解1h。
4、酶解1小时后，加热升温至90±1℃，灭酶10分钟，终止反应，产品水解度为8.64％，于高速离心机中离心20min，离心机转数4000r/min，收集清液。沉淀物用100mL水冲洗，再离心，合并离心液。
5、离心液经减压蒸发浓缩，冷冻干燥8小时，得到成品。
6、将酶解处理后的大豆分离蛋白产品，用0.2mol/L、PH为7的磷酸缓冲溶液配制1％的蛋白溶液150mL，在高速组织捣碎机中以12000r/min搅打30s，搅打4次，共计2min。迅速倒入500mL量筒中，记录泡沫体积为470mL，未处理的大豆分离蛋白为270mL，处理后起泡性提高了74.1％。
实例2
1、称取80g大豆分离蛋白，加入920mL水，搅拌分散，配制成重量比为8％的浆液，调整pH值至7.0，水浴加热至45±1℃。
2、按大豆分离蛋白重量计，加入2％的复配酶，其中米曲蛋白酶90.9mg，胰蛋白酶624.5mg，木瓜蛋白酶884.6mg，混合均匀。
3、于45±1℃水浴锅中恒温酶解，酶解过程中滴加0.1mol/LHCl和0.1mol/L的NaOH调整pH值维持在7.0，搅拌酶解2h。
4、酶解2小时后，加热升温至90±1℃，灭酶10分钟，终止反应，产品水解度为9.01％，于高速离心机中离心20min，离心机转数4000r/min，收集清液。沉淀物用100mL水冲洗，再离心，合并离心液。
5、离心液经减压蒸发浓缩，冷冻干燥8小时，得到成品。
6、将酶解处理后的大豆分离蛋白产品，用0.2mol/L、PH为7的磷酸缓冲溶液配制1％的蛋白溶液150mL，在高速组织捣碎机中以12000r/min搅打30s，搅打4次，共计2min。迅速倒入500mL量筒中，记录泡沫体积为495mL，未处理的大豆分离蛋白为270mL，处理后起泡性提高了83.3％。
实例3
1、称取80g大豆分离蛋白，加入920mL水，搅拌分散，配制成重量比为8％的浆液，调整pH值至6.5，水浴加热至40±1℃。
2、按大豆分离蛋白重量计，加入1％的复配酶，其中米曲蛋白酶45.4mg，木瓜蛋白酶442.3mg，胰蛋白酶313.2mg，混合均匀。
3、于40±1℃水浴锅中恒温酶解，酶解过程中滴加0.1mol/LHCl和0.1mol/L的NaOH调整pH值维持在6.5，搅拌酶解1h。
4、酶解1小时后，加热升温至90±1℃，灭酶10分钟，终止反应，产品水解度为8.04％，于高速离心机中离心20min，离心机转数4000r/min，收集清液。沉淀物用100mL水冲洗，再离心，合并离心液。
5、离心液经减压蒸发浓缩，冷冻干燥8小时，得到成品。
6、将酶解处理后的大豆分离蛋白产品，用0.2mol/L、PH为7的磷酸缓冲溶液配制1％的蛋白溶液150mL，在高速组织捣碎机中以12000r/min搅打30s，搅打4次，共计2min。迅速倒入500mL量筒中，记录泡沫体积为485mL，未处理的大豆分离蛋白为270mL，处理后起泡性提高了79.6％。
实例4
1、称取80g大豆分离蛋白，加入920mL水，搅拌分散，配制成重量比为8％的浆液，调整pH值至7.5，水浴加热至45±1℃。
2、按大豆分离蛋白重量计，加入3％的复配酶，其中米曲蛋白酶136.3mg，胰蛋白酶936.7mg，木瓜蛋白酶1.327g，混合均匀。
3、于45±1℃水浴锅中恒温酶解，酶解过程中滴加0.1mol/LHCl和0.1mol/L的NaOH调整pH值维持在7.5，搅拌酶解2h。
4、酶解2小时后，加热升温至90±1℃，灭酶10分钟，终止反应，产品水解度为8.66％，于高速离心机中离心20min，离心机转数4000r/min，收集清液。沉淀物用100mL水冲洗，再离心，合并离心液。
5、离心液经减压蒸发浓缩，冷冻干燥8小时，得到成品。
6、将酶解处理后的大豆分离蛋白产品，用0.2mol/L、PH为7的磷酸缓冲溶液配制1％的蛋白溶液150mL，在高速组织捣碎机中以12000r/min搅打30s，搅打4次，共计2min。迅速倒入500mL量筒中，记录泡沫体积为470mL，未处理的大豆分离蛋白为270mL，处理后起泡性提高了74.07％。
实例5
1、称取80g大豆分离蛋白，加入920mL水，搅拌分散，配制成重量比为8％的浆液，调整pH值至7.0，水浴加热至45±1℃。
2、按大豆分离蛋白重量计，加入2％的复配酶，其中米曲蛋白酶90.9mg，胰蛋白酶624.5mg，木瓜蛋白酶884.6mg，混合均匀。
3、于45±1℃水浴锅中恒温酶解，酶解过程中滴加0.1mol/LHCl和0.1mol/L的NaOH调整pH值维持在7.0，搅拌酶解3h。
4、酶解3小时后，加热升温至90±1℃，灭酶10分钟，终止反应，产品水解度为11.34％，于高速离心机中离心20min，离心机转数4000r/min，收集清液。沉淀物用100mL水冲洗，再离心，合并离心液。
5、离心液经减压蒸发浓缩，冷冻干燥8小时，得到成品。
6、将酶解处理后的大豆分离蛋白产品，用0.2mol/L、PH为7的磷酸缓冲溶液配制1％的蛋白溶液150mL，在高速组织捣碎机中以12000r/min搅打30s，搅打4次，共计2min。迅速倒入500mL量筒中，记录泡沫体积为480mL，未处理的大豆分离蛋白为270mL，处理后起泡性提高了77.78％。
实例6
1、称取100g大豆分离蛋白，加入900mL水，搅拌分散，配制成重量比为10％的浆液，调整pH值至7.0，水浴加热至50±1℃。
2、按大豆分离蛋白重量计，加入2％的复配酶，其中米曲蛋白酶113.6mg，胰蛋白酶780.6mg，木瓜蛋白酶1 105.8mg，混合均匀。
3、于50±1℃水浴锅中恒温酶解，酶解过程中滴加0.1mol/LHCl和0.1mol/L的NaOH调整pH值维持在7.0，搅拌酶解2h。
4、酶解2小时后，加热升温至90±1℃，灭酶10分钟，终止反应，产品水解度为8.31％，于高速离心机中离心20min，离心机转数4000r/min，收集清液。沉淀物用100mL水冲洗，再离心，合并离心液。
5、离心液经减压蒸发浓缩，冷冻干燥8小时，得到成品。
6、将酶解处理后的大豆分离蛋白产品，用0.2mol/L、PH为7的磷酸缓冲溶液配制1％的蛋白溶液150mL，在高速组织捣碎机中以12000r/min搅打30s，搅打4次，共计2min。迅速倒入500mL量筒中，记录泡沫体积为440mL，未处理的大豆分离蛋白为270mL，处理后起泡性提高了62.96％。
Claims (8)
1、一种改善蛋白质的起泡性的方法，其特征是：
(1)大豆分离蛋白加水搅拌调浆，大豆分离蛋白与水的重量体积比为5～10％，调整pH值6.5～7.5，调节浆液温度至40～50℃；
(2)配制由米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶组成的复配酶，米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶的复配比例为5～6∶38～40∶54～57；
(3)保持浆液温度在40～50℃、pH值在6.5～7.5之间，按大豆分离蛋白重量计，加入1～3％复配酶，在有搅拌的条件下进行复配酶酶解处理1～3小时；
(4)离心处理20min，得到的离心上清液为大豆分离蛋白水解溶液；
(5)将离心处理得到的大豆分离蛋白水解溶液进行浓缩处理，再进行冷冻干燥处理得到高起泡性的大豆分离蛋白。
2、根据权利要求1所述的改善大豆蛋白质起泡性的方法，其特征是：所述的浓缩处理是经45～50℃真空浓缩；所述的冷冻干燥处理是在-30～-50℃下冷冻干燥。
3、根据权利要求2所述的改善蛋白质的起泡性的方法，其特征是：复配酶中的米曲霉蛋白酶活力单位：16000U/g，木瓜蛋白酶酶活力单位：7000U/g，胰蛋白酶酶活力单位：12000U/g。
4、根据权利要求3所述的改善蛋白质的起泡性的方法，其特征是：米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶的复配比例为5.68∶39.03∶55.29。
5、根据权利要求4所述的改善蛋白质的起泡性的方法，其特征是：米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶复配后的添加量，按大豆分离蛋白重量计，加入2％复配酶。
6、根据权利要求5所述的改善蛋白质的起泡性的方法，其特征是：复配酶酶解温度45℃，酶解处理时间2h，酶解液pH值为7.0。
7、根据权利要求6所述的改善蛋白质的起泡性的方法，其特征是：按大豆分离蛋白与水的重量体积比计，大豆分离蛋白加水调浆的浓度为8％。
8、根据权利要求7所述的改善蛋白质的起泡性的方法，其特征是：所述的离心处理的转速为4000r/min。
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