CN101703147A - 一种酶法改善豌豆蛋白乳化性和凝胶性的方法 - Google Patents
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Abstract
一种酶法改善豌豆蛋白乳化性和凝胶性的方法，属于农产品深加工及食品工业技术领域。本发明涉及转谷氨酰胺酶(又称谷氨酰胺转胺酶)对豌豆蛋白的改性，本发明以豌豆蛋白为原料，利用转谷氨酰胺酶对豌豆蛋白进行不同程度的改性处理，来改善豌豆蛋白的乳化性和凝胶性。豌豆蛋白的改性过程包括：调浆、调pH、添加转谷氨酰胺酶、酶改性、浓缩、干燥得改性豌豆蛋白。本发明可以明显改善豌豆蛋白的乳化性和凝胶性。
Description
技术领域
一种酶法改善豌豆蛋白乳化性和凝胶性的方法，本发明涉及利用转谷氨酰胺酶(又称谷氨酰胺转胺酶)来改善豌豆蛋白乳化性和凝胶性的方法，属于农产品深加工及食品工业技术领域。
背景技术
豌豆作为一种重要的食用豆类原料，其中蛋白的含量为20％-25％。目前，国内外对于豌豆蛋白的性质研究并不多，关于豌豆蛋白的改性研究更是少见。
目前对于植物蛋白的改性方法主要有以下几种。
1物理改性
物理改性就是利用热、机械作用、电磁场、射线等物理作用形式改变蛋白质的高级结构和分子间的聚集方式，一般不涉及蛋白质的一级结构。加热改性就是一种最常用的物理改性方法。适当的热处理能改变蛋白质的表面活性和提高其乳化性，这是由于加热使蛋白质分子部分被展开，而导致氨基酸的暴露，使其能在水油界面很好的定位，因此，适当的热处理有利于凝胶作用。
蒸煮、挤压、搅打等均属于物理改性。
2化学改性
化学改性就是通过化学试剂作用于蛋白质，使部分肽键断裂或者引入其它功能基团如亲水亲油基团、带负电荷基团等等，利用蛋白质侧链基团的化学活性，选择性地将某些基团转化为衍生物，以此来达到改变蛋白质功能性质的目的。化学改性主要是通过糖基化、磷酸化和蛋白质的共价交联等方式作用于蛋白质。
3酶法改性
酶法改性通常是利用蛋白酶等对蛋白质进行部分水解或者在蛋白分子上导入(或切除)部分基团，以增加蛋白分子内或分子间交联或连接特殊功能基因，改变蛋白质的功能特性。酶法改性的程度取决于所用的酶、处理的时间以及人们所需要的功能性质。根据酶的来源不同，可分为动物蛋白酶、植物蛋白酶、微生物蛋白酶。通过酶的适当水解能够提高蛋白质的一些功能特性。
上面的物理和化学改性属于非酶法改性，非酶法改性是最常用的改性技术，但是存在反应条件比较苛刻，最终产品中除去未反应试剂较困难等缺点。另外，化学改性，易造成赖氨酸失效，使蛋白质营养价值改变。而相对的酶法改性则反应条件温和，专一性强，反应速度快，酶源易于得到并且成本较低。随着酶制剂工业的发展，使植物蛋白的酶法改性在食品工业中应用前景可观。
发明内容
本发明所要解决的问题就是：为了改善豌豆蛋白的乳化性和凝胶性等功能特性，采用转谷氨酰胺酶(又称谷氨酰胺转胺酶)对豌豆蛋白进行改性，并优化了改性工艺条件，能够明显提高豌豆蛋白的乳化性和凝胶性.
本发明的目的：采用转谷氨酰胺酶改性豌豆分离蛋白，提高豌豆蛋白的乳化性和凝胶性。
本发明的技术方案：一种酶法改善豌豆蛋白乳化性和凝胶性的方法，其特征在于：通过利用转谷氨酰胺酶对豌豆蛋白进行酶法改性，酶法改性过程为：调浆、调pH、添加转谷氨酰胺酶、酶改性、浓缩、干燥，得到具有良好乳化性和凝胶性的豌豆蛋白；
(1)调浆：将豌豆蛋白溶解或直接将尚未干燥的豌豆蛋白调成质量浓度2％～15％的豌豆蛋白浆液；
(2)调pH：将豌豆蛋白浆液调节到pH5～10；
(3)添加转谷氨酰胺酶：向豌豆蛋白浆液中加入转谷氨酰胺酶1～10U/g蛋白；
(4)酶改性：在25～65℃下酶改性1-4h；
(5)浓缩：采用真空浓缩，浓缩到质量浓度为5％～20％；
(6)干燥：采用喷雾干燥，干燥条件为进风温度130～250℃，出风温度65～105℃。
若侧重点为改善豌豆蛋白凝胶特性，则最佳酶改性条件：酶处理温度30～50℃，酶处理pH7～9，加酶量1～4U/g蛋白，酶处理时间2～3h。
若侧重点为改善豌豆蛋白乳化性，则最佳酶改性条件：酶处理温度30～50℃，酶处理pH6～8，加酶量6～9U/g蛋白，酶处理时间3～4h。
本发明的有益效果：豌豆蛋白作为一种优质的植物蛋白，拥有很全面的氨基酸组成，特别是含有比较高的赖氨酸，可作为营养补充剂添加于面包、饼干等烘焙食品和某些饮料产品中。我国对于豌豆的深加工，主要是利用其中的淀粉，如制作粉丝，而蛋白一般被用作饲料，这主要是由于豌豆蛋白的功能特性不理想。限制了它更广泛的利用。通过本发明改性，使其乳化能力从改性前的53.1％提高到改性后的73.6％，乳化稳定性从改性前的50.6％提高到改性后的71.9％；凝胶性从改性前在豌豆蛋白浓度为10％的条件下不能形成凝胶(要15％浓度以上才能形成弱凝胶)变为改性后可以形成凝胶，10％浓度的凝胶硬度达310.7g，甚至优于大豆分离蛋白。
附图说明
图1豌豆蛋白酶改性前后SDS-PAGE电泳图比较。其中1为经冷冻干燥所得的未改性豌豆蛋白，2为经喷雾干燥所得的未改性豌豆蛋白，3、4为经冷冻干燥所得酶改性豌豆蛋白，5、6为经喷雾干燥所得酶改性豌豆蛋白，7为标准谱带。从电泳图3-6条带可以看出酶改性后豌豆蛋白的亚基组成明显改变。
具体实施方式
实施例1：按照说明书中将豌豆蛋白调成质量浓度10％的豌豆蛋白浆液；调pH到7.5，向豌豆蛋白浆液中加入转谷氨酰胺酶3U/g蛋白，在45℃下酶改性2h；真空浓缩到质量浓度为12％，以进风温度150℃，出风温度85℃喷雾干燥，得到具有良好凝胶特性的豌豆蛋白。具体结果见表1。
表1豌豆蛋白经酶法改性前后理化特性比较
| 溶解性(％) | 持水性(mL/g) | 吸油性(mL/g) | 起泡性(％) | 黏度(mPa·s) | 乳能力(％) | 乳化稳定性(％) | 10％浓度的凝胶硬度(g) | |
| 改性前豌豆蛋白 | 55.4 | 4.6 | 1.4 | 61.3 | 53.9 | 53.1 | 50.6 | 0 |
| 改性后豌豆蛋白 | 76.2 | 7.4 | 1.9 | 75.6 | 243.5 | 73.6 | 71.9 | 190.5 |
实施例2：按照说明书中将豌豆蛋白调成质量浓度5％的豌豆蛋白浆液；调pH到6.5，向豌豆蛋白溶液中加入转谷氨酰胺酶8U/g蛋白，在40℃下酶改性4h；真空浓缩到质量浓度为12％，以进风温度150℃，出风温度85℃喷雾干燥，得到具有良好乳化特性的豌豆蛋白。具体结果见表2
表2豌豆蛋白经酶法改善凝胶性前后凝胶强度比较
| 蛋白浓度(％) | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 |
| 改性前豌豆蛋白凝胶硬度(g) | 0 | 0 | 0 | 0 | 29.2 | 44.7 |
| 改性后豌豆蛋白凝胶硬度(g) | 65.5 | 310.7 | 382.1 | 477.4 | 601.9 | 723.3 |
注：
1、豌豆分离蛋白凝胶的制备
量取一定浓度的蛋白浆液20mL，在80℃下水浴1h。之后在冰浴中迅速冷却20min，再置于4℃冰箱中放置24h，待测。
2、凝胶质构的测定
凝胶性测定采用TA.XT2物性分析仪测定，测定采用穿刺试验法。测定条件为：采用P/25探头，探头运行速度3.0mm/s，穿刺过程中的运行速度0.5mm/s，返回速度0.5mm/s，穿刺距离10mm，两次穿刺中间停止时间1s。
3、豌豆分离蛋白乳化性的测定
量取质量浓度为3％的蛋白浆液20mL，加入大豆色拉油20mL，10000r/min下均质1min，2500r/min离心5min，按下式计算乳化能力。
将上述测定乳化能力的样品溶液置于70℃水浴保温20min，用自来水冷却至室温，再以2500r/min离心5min，测得乳化稳定性。
Claims (1)
1.一种酶法改善豌豆蛋白乳化性和凝胶性的方法，其特征在于：通过利用转谷氨酰胺酶对豌豆蛋白进行酶法改性，酶法改性过程为：调浆、调pH、添加转谷氨酰胺酶、酶改性、浓缩、干燥，得到具有良好乳化性和凝胶性的豌豆蛋白；
(1)调浆：将豌豆蛋白溶解或直接将尚未干燥的豌豆蛋白调成质量浓度2％～15％的豌豆蛋白浆液；
(2)调pH：将豌豆蛋白浆液调节到pH5～10；
(3)添加转谷氨酰胺酶：向豌豆蛋白浆液中加入转谷氨酰胺酶1～10U/g蛋白；
(4)酶改性：在25～65℃下酶改性1-4h；
(5)浓缩：采用真空浓缩，浓缩到质量浓度为5％～20％；
(6)干燥：采用喷雾干燥，干燥条件为进风温度130～250℃，出风温度65～105℃。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100512 |