CN102048022A - 一种无水解味、无苦味的大豆多肽及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无水解味、无苦味的大豆多肽及其制备方法与应用。本发明首先利用固态微生物发酵法产生大量的蛋白酶系，利用微生物发酵产生的蛋白酶系除去多肽中的苦味和水解味，保证大豆多肽具有良好的风味，并将部分大豆蛋白分解成小分子多肽；然后将大豆蛋白配制成溶解液，由固态发酵体系转化为液态酶解体系，通过提高酶解体系温度，抑制微生物生长，加入高效蛋白酶，利用酶解法的高效、稳定和专一性进一步将多肽水解成分子量更小的大豆多肽。本发明中大豆蛋白的水解度为20～40％，得到的大豆多肽平均长度为2.5～4.0个氨基酸，平均分子量在1,000Da以下，无苦味、无水解味。该大豆多肽可直接添加到食品中，也可应用到化妆品中。

Description

一种无水解味、无苦味的大豆多肽及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种大豆蛋白的精深加工工艺，具体涉及一种无水解味、无苦味的大豆多肽及其制备方法与应用。

背景技术

大豆多肽是以大豆蛋白为原料，经过水解工艺将大豆蛋白分子切割成若干小分子肽，再经过分离、精制等过程得到的混合物。研究表明，大豆多肽能够抗高血压、抗胆固醇、抗血栓形成，促进脂肪代谢，防止动脉硬化，增强肌肉运动能力，促进肌红细胞复原，还具有帮助人体恢复体力，促进矿物质吸收等功能。因此，大豆多肽在功能性食品领域具有十分广阔的应用前景。

目前，通过微生物发酵法制备大豆多肽是一种常用的方法。利用微生物在生长繁殖过程中产生大量的蛋白酶系，催化大豆多肽从大豆蛋白分子中释放出来，并对大豆多肽中某些苦味多肽进行修饰、转移和重组，使大豆多肽具有更好的溶解性，无苦味，增强其应用价值。例如，中国专利《生物发酵法分离大豆多肽、蛋白胨、氨基酸的工艺》(专利号：ZL200510042337.X)提出利用液态发酵法生产大豆多肽、复合氨基酸、蛋白胨。但微生物发酵法的缺点在于，水解过程难以控制，所得目标产物的分子量较大，液态发酵法制备大豆多肽的成本较高。目前工业化生产大豆多肽多采用微生物固态发酵法，产品主要应用于动物营养领域，用于食品领域较少见报道。

另一种常用的大豆多肽生产方法是酶解法，通常可选用胰蛋白酶、胃蛋白酶等动物蛋白酶，也可使用菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶等植物蛋白酶，或者微生物酶等。采用酶解法生产的多肽产品安全性高，生产条件温和、易控制，水解效率高，蛋白回收率高，成本低廉。因此，目前已成为食品工业大豆多肽生产的主要方法。采用酶解工艺制备大豆多肽的不足之处在于，获得的多肽产物往往风味不佳，具有不同程度的苦味和水解味，这严重限制了大豆多肽在食品中的应用。由于大豆多肽风味不佳，市面上一些添加大豆多肽的功能性食品要么大豆多肽含量不高，要么采用较浓郁的风味物质掩盖大豆多肽苦味和水解味。因此，针对大豆多肽的苦味和水解味，一些专利提出了解决方案。中国专利《无苦味大豆多肽的生产工艺》(专利号：ZL02115912.2)针对酶解工艺制备大豆多肽易产生苦味，提出了用双酶分段水解，并结合高岭土吸附制备无苦味多肽。但用高岭土或活性炭等吸附剂具有非选择性，并不能完全吸附苦味多肽，同时也会吸附非苦味的多肽，从而降低多肽的回收率。中国专利《一种无苦味的大豆多肽及其生产方法》(专利号：ZL 200310112130.6)提出了用自制毛霉蛋白酶提取液和碱性蛋白酶酶解工艺，可以得到无苦味的大豆多肽。这种自制毛霉蛋白酶提取液是一种十分具有商业潜力的蛋白酶，但生产的可行性和商业成本还有待于进一步的研究与探索。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种无水解味、无苦味的大豆多肽的制备方法。该制备方法以大豆蛋白为原料，通过结合微生物发酵法和酶解法制备大豆多肽，是大豆蛋白的精深加工技术。

本发明的另一目的在于提供通过所述方法得到的大豆多肽。

本发明的再一目的在于提供所述大豆多肽的应用。

本发明的目的可以通过如下措施来实现：一种无水解味、无苦味的大豆多肽的制备方法，包括如下几个步骤：

(1)润湿：精选无发霉、无变质的优质大豆蛋白，将相当于大豆蛋白质量50～200％(w/w质量百分比，下同)的水充分润湿大豆蛋白，并搅拌均匀；

(2)湿蒸：将润湿的大豆蛋白于100～121℃湿蒸10～60min；湿蒸的目的是让大豆蛋白在高温下变性，分子结构充分展开，有利于下一步发酵工艺；同时高温湿蒸可以有效地杀死附着于大豆蛋白的微生物，减少发酵杂菌污染；

(3)冷却：将步骤(2)湿蒸处理过的大豆蛋白通风冷却，温度降至30℃以下备用；

(4)接种：将相当于大豆蛋白质量0.05～0.20％的曲霉与相当于曲霉质量20～100倍的大豆分离蛋白充分混匀，大豆分离蛋白的作用为稀释菌种和补充蛋白；然后将均匀分散在大豆分离蛋白中的菌种与步骤(3)处理过的大豆蛋白原料充分混匀，接种完成；

(5)发酵：将接种好的大豆蛋白于25～35℃、相对湿度85～95％发酵20～70h；发酵可让曲霉充分生产蛋白酶系，使部分大豆蛋白分解成小分子多肽；

(6)酶解：将发酵结束的大豆蛋白配制成质量百分比为5～15％的溶解液，采用高速剪切方法将大豆蛋白充分分散；接着在不断搅拌的条件下，将剪切后的溶解液加热至45～60℃，将悬浮液pH值调节至7～9；再加入相当于大豆蛋白质量0.2～2％的蛋白酶，酶解的条件为于45～60℃酶解时间6～24h，酶解过程中，保持酶解液pH值恒定；在这一过程中，添加的蛋白酶和先前发酵过程中产生的蛋白酶系同时催化蛋白质水解，同时，由于酶解温度较高，曲霉生长受到抑制；

(7)后期处理：将步骤(6)制备得到的酶解液加热，加热的条件为：90℃以上保持5～30min，加热的目的是钝化蛋白酶的活性；接着离心，将上清液超滤，浓缩、干燥，得到无水解味、无苦味的大豆多肽；

步骤(1)中所述大豆蛋白为豆粕或大豆浓缩蛋白中的一种或两种；更优选非转基因豆粕；

步骤(1)中所述水的用量优选为相当于大豆蛋白质量120％；

步骤(2)中所述湿蒸的条件优选为121℃湿蒸20min；

步骤(4)中所述大豆分离蛋白的用量优选为相当于曲霉质量50倍质量；

步骤(4)中所述曲霉优选黑曲霉或米曲霉中的至少一种；

所述黑曲霉优选为黑曲霉AS3.350；

所述米曲霉优选为米曲霉A-9005；

步骤(6)中当所述大豆蛋白为豆粕时，先将豆粕进行粉碎，再配制溶解液；

步骤(6)中所述溶解液的浓度优选为质量百分比10％；

步骤(6)中所述pH值优选通过浓度为3～5mol/L的氢氧化钠溶液进行调节；

步骤(6)中所述的蛋白酶优选碱性蛋白酶；

步骤(6)中所述的蛋白酶优选先溶解后再加入溶解液中；

步骤(6)中所述酶解的时间优选为12h；

步骤(7)中所述加热的条件优选为90℃以上保持15min；

步骤(7)中所述离心的条件优选为以5000rpm的速度离心5min；

步骤(7)中所述超滤的条件优选通过1000道尔顿的PS膜超滤器进行超滤；

一种水解味、无苦味的大豆多肽，通过上述制备方法得到；

所述水解味、无苦味的大豆多肽可应用于食品领域，如功能性食品、运动型饮料等；

所述水解味、无苦味的大豆多肽也可以用于化妆品领域，这是由于大豆多肽的溶解性好、吸湿性和保湿性强，易溶解于多种化妆品溶剂中，因此可以应用于化妆品中。

本发明的发明原理：本发明首先利用固态微生物发酵法产生大量的蛋白酶系，利用微生物发酵产生的蛋白酶系除去多肽中的苦味和水解味，保证大豆多肽具有良好的风味，并将部分大豆蛋白分解成小分子多肽；然后将大豆蛋白配制成溶解液，由固态发酵体系转化为液态酶解体系，通过提高酶解体系温度，抑制微生物生长，并加入高效蛋白酶，利用酶解法的高效、稳定和专一性进一步将多肽水解成分子量更小的大豆多肽。本发明中大豆蛋白的水解度DH为20～40％，得到的大豆多肽平均肽链长度为2.5～4.0个氨基酸，平均分子量在1,000道尔顿以下，无苦味、无水解味。该大豆多肽可直接添加到酸性饮料、运动型饮料、功能性食品，也可以应用到化妆品中。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：本发明充分结合了微生物发酵法和酶解法的优点，有效地克服单一采用微生物发酵法或酶解法制备多肽的缺点，工艺稳定可靠，得到大豆多肽平均肽链长度为2.5～4.0个氨基酸，平均分子量在1,000道尔顿以下，无苦味、无水解味，与现有技术相比较，本发明制得的水解味、无苦味的大豆多肽风味好，成本低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

(1)润湿：选用非转基因豆粕为原料，用相当于豆粕质量50％的自来水充分润湿；

(2)湿蒸和冷却：将润湿的豆粕于100℃湿蒸60min；湿蒸结束后，将豆粕取出，通风冷却至30℃；

(3)接种：准确称取相当于豆粕质量0.05％的米曲霉3.042孢子(广州市微生物研究所)，将其与相当于米曲霉3.042孢子质量50倍的大豆分离蛋白粉充分混合后，再与豆粕混匀，接种完成；

(4)发酵：将接种过的豆粕在30℃、相对湿度95％的环境下发酵70h；

(5)酶解：将发酵后的豆粕粉碎，用去离子水将粉碎后的豆粕配制成质量百分比5％的溶解液，用胶体磨将溶解液剪切均匀；用浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液将悬浮液pH值调节至7；称取相当于豆粕质量0.2％的Alcalase 2.4L(诺维信生物技术有限公司商品酶)，均匀地分散到溶解液中，酶解温度45℃，酶解时间6h，酶解过程中保持酶解液pH恒定；

(6)后期处理：酶解结束后，将酶解液的温度进一步加热至90℃，并保持5min，钝化蛋白酶的活性。然后将酶解液5000rpm离心5min，弃去沉淀的蛋白质，取上清；上清液通过1000道尔顿的PS膜超滤器超滤。最后，透过液通过进一步的浓缩、喷雾干燥，即得到大豆多肽。大豆蛋白的水解度DH为23％(采用pH-stat法测定多肽水解度，以下实施例同)，大豆多肽的平均肽链长度为4.4个氨基酸，平均分子量为为652道尔顿(采用高效凝胶过滤色谱GPC，TSKgel G2000凝胶柱，流动相：乙腈、水和三氟乙酸按体积比20∶80∶0.1混合得到，检测波长：220nm，流速：0.5ml/min，进样体积：20μl，以下实施例同)，蛋白回收率为52％(即所得到大豆多肽含量占原料重量百分比)，无苦味(由20人组成感官评价小组对产品检验感官检验，以下实施例同)、无水解味(由20人组成感官评价小组对产品检验感官检验，以下实施例同)。

实施例2

(1)润湿：选用非转基因豆粕为原料，用相当于豆粕质量200％的自来水充分润湿；

(2)湿蒸和冷却：将润湿的豆粕于121℃湿蒸10min；湿蒸结束后，将豆粕取出，通风冷却至30℃；

(3)接种：准确称取相当于豆粕质量0.15％的米曲霉A-9005孢子(广州市微生物研究所)，与相当于米曲霉A-9005质量20倍的大豆分离蛋白粉充分混合后，再与豆粕混匀，接种完成；

(4)发酵：将接种过的豆粕在30℃、相对湿度95％的环境下发酵20h；

(5)酶解：将发酵后的豆粕粉碎，用去离子水将粉碎后的豆粕配制成质量百分比15％的溶解液，用胶体磨将溶解液剪切均匀；用浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液将悬浮液pH值调节至8；称取相当于豆粕质量0.5％的Alcalase(诺维信生物技术有限公司商品酶)，均匀地分散到溶解液中，酶解温度50℃，酶解时间24h，酶解过程中保持酶解液pH恒定；

(6)后期处理：酶解结束后，将酶解液的温度进一步加热至90℃，并保持30min，钝化蛋白酶的活性。然后将酶解液5000rpm离心5min分离，弃去沉淀的蛋白质，取上清；上清液通过1000道尔顿的PS膜超滤器超滤。最后，透过液通过进一步的浓缩、喷雾干燥，即得到大豆多肽。大豆蛋白的水解度DH为27％，大豆多肽的平均肽链长度为3.7个氨基酸，平均分子量为为554道尔顿，蛋白回收率为71％，无苦味、无水解味。

实施例3

(1)润湿：选用大豆浓缩蛋白为原料，用相当于大豆浓缩蛋白质量120％的自来水充分润湿；

(2)湿蒸和冷却：将润湿的大豆浓缩蛋白于121℃湿蒸20min；湿蒸结束后，将大豆浓缩蛋白取出，通风冷却至30℃；

(3)接种：准确称取相当于大豆浓缩蛋白质量0.2％的米曲霉3.042孢子(广州市微生物研究所)，与相当于米曲霉3.042孢子质量100倍的大豆分离蛋白粉充分混合后，再与豆粕混匀，接种完成；

(4)发酵：将接种过的大豆浓缩蛋白在30℃、相对湿度95％的环境下发酵48h；

(5)酶解：用去离子水将发酵后的大豆浓缩蛋白配制成质量百分比10％的溶解液，用胶体磨将溶解液剪切均匀；用浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液将悬浮液pH值调节至9；称取相当于大豆浓缩蛋白质量2.0％的Alcalase(诺维信生物技术有限公司商品酶)，均匀地分散到溶解液中，酶解温度60℃，酶解时间12h，酶解过程中保持酶解液pH恒定；

(6)后期处理：酶解结束后，将酶解液的温度进一步加热至90℃，并保持15min，钝化蛋白酶的活性。然后将酶解液高速5000rpm离心5min分离，弃去沉淀的蛋白质，取上清；上清液通过1000道尔顿的PS膜超滤器超滤。最后，透过液通过进一步的浓缩、喷雾干燥，即得到大豆多肽。大豆蛋白的水解度DH为33％，大豆多肽的平均肽链长度为3.0个氨基酸，平均分子量为为420道尔顿，蛋白回收率为65％，无苦味、无水解味。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无水解味、无苦味的大豆多肽的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)润湿：用相当于大豆蛋白质量50～200％的水充分润湿大豆蛋白，并搅拌均匀；

(2)湿蒸：将润湿的大豆蛋白于100～121℃湿蒸10～60min；

(3)冷却：将步骤(2)湿蒸处理过的大豆蛋白通风冷却，温度降至30℃以下备用；

(4)接种：将相当于大豆蛋白质量0.05～0.20％的曲霉与相当于曲霉质量20～100倍的大豆分离蛋白充分混匀；然后将均匀分散在大豆分离蛋白中的菌种与步骤(3)处理后的大豆蛋白原料充分混匀，接种完成；

(5)发酵：将接种好的大豆蛋白于25～35℃、相对湿度85～95％发酵20～70h；

(6)酶解：将发酵结束的大豆蛋白配制成质量百分比为5～15％的溶解液，采用高速剪切方法将大豆蛋白充分分散；接着在不断搅拌的条件下，将剪切后的溶解液加热至45～60℃，将悬浮液pH值调节至7～9；再加入相当于大豆蛋白质量0.2～2％的蛋白酶，酶解的条件为于45～60℃酶解时间6～24h；

(7)后期处理：将步骤(6)制备得到的酶解液加热，加热的条件为90℃以上保持5～30min；接着离心，将上清液超滤，浓缩、干燥，得到无水解味、无苦味的大豆多肽。

2.根据权利要求1所述无水解味、无苦味的大豆多肽的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述大豆蛋白为豆粕或大豆浓缩蛋白中的一种或两种；

步骤(1)中所述水的用量为相当于大豆蛋白质量120％。

3.根据权利要求1所述无水解味、无苦味的大豆多肽的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述湿蒸的条件为121℃湿蒸20min。

4.根据权利要求1所述无水解味、无苦味的大豆多肽的制备方法，其特征在于：

步骤(4)中所述大豆分离蛋白的用量为相当于曲霉质量50倍质量；

步骤(4)中所述曲霉为黑曲霉或米曲霉中的至少一种。

5.根据权利要求4所述无水解味、无苦味的大豆多肽的制备方法，其特征在于：所述黑曲霉为黑曲霉AS3.350；所述米曲霉为米曲霉A-9005。

6.根据权利要求1所述无水解味、无苦味的大豆多肽的制备方法，其特征在于：

步骤(6)中当所述大豆蛋白为豆粕时，先将豆粕进行粉碎，再配制溶解液；

步骤(6)中所述溶解液的浓度为质量百分比10％；

步骤(6)中所述pH值为通过浓度为3～5mol/L的氢氧化钠溶液进行调节；

步骤(6)中所述的蛋白酶为碱性蛋白酶；

步骤(6)中所述的蛋白酶为先溶解后再加入溶解液中；

步骤(6)中所述酶解的时间为12h。

7.根据权利要求1所述无水解味、无苦味的大豆多肽的制备方法，其特征在于：

步骤(7)中所述加热的条件为90℃以上保持15min；

步骤(7)中所述离心的条件为以5000rpm的速度离心5min；

步骤(7)中所述超滤的条件为通过1000道尔顿的PS膜超滤器进行超滤。

8.一种水解味、无苦味的大豆多肽，通过权利要求1～7任一项所述制备方法得到。

9.权利要求1～7任一项所述水解味、无苦味的大豆多肽应用于食品领域或化妆品领域。