CN102488075A - 一种降低豆基婴幼儿配方粉专用大豆分离蛋白致敏性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低豆基婴幼儿配方粉专用大豆分离蛋白致敏性的方法，属于食品安全领域。本发明选用非转基因及非辐照的大豆制备的大豆分离蛋白为原料，采用超高静压非热物理方法协同复合酶法对专用大豆分离蛋白进行复合改性，显著地降低了专用大豆分离蛋白的致敏性，同时氮溶解指数、乳化活性、粘度、触变性及体外消化率等功能性及营养品质均得以改善。超高静压及复合酶酶解处理的具体参数如下：称取一定质量的大豆分离蛋白，混合调制成为1-1.65％的均匀浆液，然后转移至铝箔袋中，封口抽真空；超高静压的水浴循环装置预热至20-25℃，之后将大豆分离蛋白置于超高静压处理腔中，升压至315-385MPa，升压速率为250MPa/min，保压15-20min，卸压速率为300MPa/min。将大豆分离蛋白溶液真空浓缩至5-15％，之后转移至酶解罐，调节酶解液的温度至48-55℃，调节酶解液的pH至6-7.5，专用复合酶(中性蛋白酶和风味蛋白酶按照1∶1的质量比进行混合复配)的用量为1.5-2.5％及酶解时间为1.2-2.5h，然后将酶解液灭酶、脱盐、浓缩及喷雾干燥，即得成品。通过本发明所得产品经ELISA检测，其过敏原含量降低了87.49-90.75％。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产低致敏性大豆蛋白的方法，尤其是一种降低豆基婴幼儿配方粉专用大豆分离蛋白致敏性的方法。
背景技术
豆基婴幼儿配方粉是指以大豆蛋白为基质，按照母乳的营养构成对其营养素的含量、质量等进行适当调整后的产品。其特点是不含乳糖，蛋白质优于牛乳中的酪蛋白，适用于对牛乳过敏或乳糖酶活性较低的婴幼儿豆基婴幼儿配方粉研究的出发点之一是针对解决牛乳蛋白过敏，如果该婴幼儿的牛乳蛋白过敏是IgE介导的过敏，其对大豆蛋白过敏的几率高达53-63％，所以在豆基配方粉的研制中要考虑大豆蛋白的脱敏。
根据去除食物过敏原原理的不同，食品脱敏技术可大致分为物理法、化学法、酶法、生物学方法等四类。由于大豆过敏原是耐热的，所以采用巴氏灭菌不能有效地减少豆乳中过敏原含量。尽管通过紫外辐射大豆蛋白可以降低其致敏性，但是该方法会影响产品的风味，并且我国有关婴幼儿配方食品的国标中明确指出不可采用辐照原料。根据大豆过敏原的物理化学特性，可通过调节脱脂豆乳溶解的无机盐种类、浓度、pH、温度及溶剂的极性等可使其沉淀或萃取，从而降低其含量，此方法可维持制品的加工特性，但去除效率较低。国外学者发现蛋白酶(ProleatherFG2F)、胃蛋白酶及胰凝乳蛋白酶等单一酶解可以降解部分大豆过敏原，但是效率较低。国外学者采用乳酸双歧杆菌，植物乳杆菌和酿酒酵母发酵豆粕，降低其过敏原含量，但此法影响产品口味以及其他功能性质。日本京都大学采用自然杂交法和γ射线照射法，通过诱发植株突然变异和优选的方法培育出低变应原大豆。然而，国标中强调了转基因原料不可用于婴幼儿配方食品。
国外有少量关于超高静压降低黄豆芽及大豆乳清致敏性的报道。例如：
等人研究了经过超高压处理的大豆种子，按照1∶5(W/V)的料液比加水浸泡3h，然后弃去水，于20℃黑暗中发芽5天，其致敏性相对未经过预处理直接发芽的大豆降低了42.86％；并且，该研究小组研究了300MPa，15min超高压处理豆腐加工的副产品大豆乳清，在Corolase PN-L酶的作用下，过敏原Gly m1的含量下降了25％。
本发明通过超高静压诱导专用大豆分离蛋白的结构伸展，同时辅以复合酶酶解法，以达到降低专用大豆分离蛋白致敏性的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低豆基婴幼儿配方粉专用的大豆分离蛋白致敏性的方法，克服现有技术的不足，为一种安全高效地降低专用大豆分离蛋白致敏性的综合技术。
为解决上述技术问题，具体技术方案如下：选用优质大豆分离蛋白，加水混合调制为均匀的浆液，密封抽真空后进行超高静压处理；处理后的大豆分离蛋白溶液在0.1MPa真空度和55℃条件下浓缩；浓缩后的大豆蛋白分离液迅速使用复合酶酶解，90-100℃灭酶5-10min；后经阳离子交换树脂和阴离子交换树脂脱盐；最后进一步浓缩至固形物含量为20-25％，进行喷雾干燥，即可得低致敏性的大豆分离蛋白成品。
所述混合调制后大豆分离蛋白浓度为1-1.65％，所述百分比为质量体积比。
所述超高静压处理参数为：处理腔的温度为20-25℃，升压至315-385MPa，升压速率为250MPa/min，保压15-20min，卸压速率为300MPa/min；其优选参数为：大豆分离蛋白溶液的浓度1.06％，处理腔温度25℃，处理腔压强352MPa，保压16min。
所述的大豆分离蛋白溶液真空浓缩至所述的大豆分离蛋白溶液浓缩至5-15％，优选8-10％，所述百分比为质量体积比。
所述的复合酶酶解参数为：酶解温度48-55℃，酶解pH6-7.5，复合酶的用量1.5-2.5％，所述百分比为酶量与大豆分离蛋白中蛋白质含量的质量百分比，酶解时间1.2-2.5h；其优选的专用复合酶制剂为：中性蛋白酶和风味蛋白酶按照1∶1的质量比进行混合复配；其优选酶解参数为：酶解温度50.45℃，酶解pH6.86，复合酶用量2.5％，所述百分比为酶量与大豆分离蛋白中蛋白质含量的质量百分比，酶解时间2.5h。
过敏原决定簇的结构和维持其活性结构的化学键是使过敏原具有活性的关键因素。本发明所采用的超高静压能够有效地破坏过敏原决定簇的结构及维持其活性结构的化学键，通过工序参数的优化，从而使得专用大豆分离蛋白的致敏性降低了48.8％-49.5％，并且专用大豆分离蛋白的天然风味和营养价值不受或很少受到影响；同时液体压力可以瞬间均匀地传递到整个样品，传压速度快，不存在压力梯度，能耗较少。
考虑到超高静压仅使专用大豆分离蛋白致敏性降低了近一半，另外结合其对大豆蛋白功能性及物性等方面的影响，单一方法的处理尚未满足婴儿配方食品专用大豆分离蛋白的要求。基于蛋白酶可以通过改变过敏原决定簇的线性表位的结构而降低其致敏性，且由于生物酶法的安全性，故本发明采用酶法进一步降低专用大豆分离蛋白的致敏性。
大豆球蛋白分子的天然结构相当紧密，不利于酶的作用，因而降低了酶解效果和生产效率，所以在酶解大豆蛋白质时必须适当进行预处理，本发明采用超高静压技术不仅可初步降低专用大豆分离蛋白的致敏性，而且可以使蛋白质复杂而致密的结构被打开而形成比较松散的易于酶作用的舒展结构，从而增加酶的作用点，加快酶解速度。单一酶法降低专用大豆分离蛋白致敏性效率仅有35.4-47.4％，因此本发明通过酶的复配及酶解路线的优选，确定了超高静压协同复合酶酶解法。本发明可使专用大豆分离蛋白的致敏性降低87.49-90.75％。
与已存在的最接近的现有技术相比，其处理对象与本发明的研究对象豆基婴幼儿配方粉专用大豆分离蛋白不同，采用的酶的种类及酶解路线不同，前者仅考虑一种过敏原，而本发明考虑的是总致敏性，且致敏性降低幅度不及本发明。本发明采用超高静压非热物理技术协同复合酶法，通过改变过敏原决定簇的结构，或者断裂一些化学键使之失去原有的活性而降低其致敏性，实现了非热物理技术协同生物酶法使得专用大豆分离蛋白的致敏性降低了87.49％-90.75％。本发明不仅可以安全高效地降低专用大豆分离蛋白的致敏性，而且可以改善其氮溶解指数、乳化活性、粘度、触变性以及体外消化率等性质。
附图说明：
图1采用不同技术手段处理对专用大豆分离蛋白的过敏原含量的影响
图2采用不同技术手段处理对专用大豆分离蛋白的氮溶解指数的影响
图3采用不同技术手段处理对专用大豆分离蛋白的乳化活性指数的影响
图4采用不同技术手段处理对专用大豆分离蛋白的粘度及触变性的影响
图5采用不同技术手段处理对专用大豆分离蛋白的体外消化率的影响
具体实施方式
实施例1：
生产工艺：(1)称取一定质量的大豆分离蛋白，按照1.06％(质量体积比即大豆分离蛋白质量/水的体积)比例溶于水中，混合调制成均匀的浆液，然后转移至铝箔袋中，封口抽真空；(2)超高静压的水浴循环装置预热至25℃，之后将大豆分离蛋白置于超高静压处理腔中，升压至352MPa，升压速率为250MPa/min，保压16min，时间达到后机器自动迅速卸压，卸压速率为300MPa/min。(3)将大豆分离蛋白溶液在0.1MPa真空度和55℃条件下进行浓缩，浓缩至8％(质量体积比即大豆分离蛋白质量/水的体积)。(4)将大豆分离蛋白浓缩液转移至酶解罐，调节酶解液的温度至50℃，通过1mol/L氢氧化钠维持酶解液的pH6.86，专用复合酶(中性蛋白酶和风味蛋白酶按照1∶1的质量比进行混合复配)的用量2.49％及酶解时间2.5h，之后将酶解液于100℃灭酶6min。(5)将大豆分离蛋白酶解液以每小时10倍柱体积的流速分别流经H+型阳离子交换树脂和Cl-型阴离子交换树脂来脱除Na+和Cl-。(6)将脱盐后的大豆分离蛋白溶液在0.1MPa真空度和55℃下进行浓缩，浓缩至固形物含量为20％的大豆分离蛋白浓缩酶解液，之后进行喷雾干燥，条件为出口压力30MPa，进口温度125℃，塔内温度75℃，排风口温度80℃，即可得低致敏性的大豆分离蛋白成品。
过敏原含量的测定，测定结果如图1所示；
氮溶解指数的测定，测定结果如图2所示；
乳化活性的测定，测定结果如图3所示；
粘度、触变性的测定，测定结果如图4及表1所示；
体外消化率的测定，测定结果如图5所示；上述检测均采用常规方法，无方法特异性。
经本发明所述的降低大豆分离蛋白致敏性方法处理后的专用大豆分离蛋白的致敏性降低了90.75％，氮溶解指数提高了17.5％，乳化活性指数提高了30.5％，粘度降低了97.3％，触变性降低了87.8％，体外消化率在胃蛋白酶和胰蛋白酶消化阶段消化率分别提高了6％和12％；处理后大豆分离蛋白的安全性，功能性及营养价值均得以改善，且触变性大幅度下降表明吞咽阻力下降易于婴幼儿食用。
表1采用不同技术手段处理对专用大豆分离蛋白的粘度及触变性的影响
实施例2：
生产工艺：(1)称取一定质量的大豆分离蛋白，按照1.03％(质量体积比即大豆分离蛋白质量/水的体积)比例溶于水中，混合调制成均匀的浆液，然后转移至铝箔袋中，封口抽真空；(2)超高静压的水浴循环装置预热至20℃，之后将大豆分离蛋白置于超高静压处理腔中，升压至317MPa，升压速率为250MPa/min，保压19min，时间达到后机器自动迅速卸压，卸压速率为300MPa/min。(3)将大豆分离蛋白溶液在0.1MPa真空度和55℃条件下进行浓缩，浓缩至9％(质量体积比即大豆分离蛋白质量/水的体积)。(4)将大豆分离蛋白浓缩液转移至酶解罐，调节酶解液的温度至49℃，通过1mol/L氢氧化钠维持酶解液的pH7，专用复合酶(中性蛋白酶和风味蛋白酶按照1∶1的质量比进行混合复配)的用量2.49％及酶解时间1.2h，之后将酶解液于100℃灭酶5min。(5)将大豆分离蛋白酶解液以每小时10倍柱体积的流速分别流经H+型阳离子交换树脂和Cl-型阴离子交换树脂来脱除Na+和Cl-。(6)将脱盐后的大豆分离蛋白溶液在0.1MPa真空度和55℃下进行浓缩，浓缩至固形物含量为25％的大豆分离蛋白浓缩酶解液，之后进行喷雾干燥，条件为出口压力40MPa，进口温度130℃，塔内温度78℃，排风口温度85℃，即可得低致敏性的大豆分离蛋白成品。
经本发明所述的降低大豆分离蛋白致敏性方法处理后的专用大豆分离蛋白的致敏性降低了88.95％，氮溶解指数提高了15.3％，乳化活性指数提高了28.5％。
实施例3：
生产工艺：(1)称取一定质量的大豆分离蛋白，按照1.65％(质量体积比即大豆分离蛋白质量/水的体积)比例溶于水中，混合调制成均匀的浆液，然后转移至铝箔袋中，封口抽真空；(2)超高静压的水浴循环装置预热至24℃，之后将大豆分离蛋白置于超高静压处理腔中，升压至382MPa，升压速率为250MPa/min，保压18min，时间达到后机器自动迅速卸压，卸压速率为300MPa/min。(3)将大豆分离蛋白溶液在0.1MPa真空度和55℃条件下进行浓缩，浓缩至8.5％(质量体积比即大豆分离蛋白质量/水的体积)。(4)将大豆分离蛋白浓缩液转移至酶解罐，调节酶解液的温度至51℃，通过1mol/L氢氧化钠维持酶解液的pH7，专用复合酶(中性蛋白酶和风味蛋白酶按照1∶1的质量比进行混合复配)的用量1.5％及酶解时间2.5h，之后将酶解液于100℃灭酶8min。(5)将大豆分离蛋白酶解液以每小时10倍柱体积的流速分别流经H+型阳离子交换树脂和Cl-型阴离子交换树脂来脱除Na+和Cl-。(6)将脱盐后的大豆分离蛋白溶液在0.1MPa真空度和55℃下进行浓缩，浓缩至固形物含量为24％的大豆分离蛋白浓缩酶解液，之后进行喷雾干燥，条件为出口压力35MPa，进口温度125℃，塔内温度78℃，排风口温度83℃，即可得低致敏性的大豆分离蛋白成品。
经本发明所述的降低大豆分离蛋白致敏性方法处理后的专用大豆分离蛋白的致敏性降低了87.49％，氮溶解指数提高了13.1％，乳化活性指数提高了22.5％。
实施例4
生产工艺：(1)称取一定质量的大豆分离蛋白，按照1.23％(质量体积比即大豆分离蛋白质量/水的体积)比例溶于水中，混合调制成均匀的浆液，然后转移至铝箔袋中，封口抽真空；(2)超高静压的水浴循环装置预热至25℃，之后将大豆分离蛋白置于超高静压处理腔中，升压至346MPa，升压速率为250MPa/min，保压16min，时间达到后机器自动迅速卸压，卸压速率为300MPa/min。(3)将大豆分离蛋白溶液在0.1MPa真空度和55℃条件下进行浓缩，浓缩至10％(质量体积比即大豆分离蛋白质量/水的体积)。(4)将大豆分离蛋白浓缩液转移至酶解罐，调节酶解液的温度至55℃，通过1mol/L氢氧化钠维持酶解液的pH6.77，专用复合酶(中性蛋白酶和风味蛋白酶按照1∶1的质量比进行混合复配)的用量2.5％及酶解时间1.23h，之后将酶解液于90℃灭酶10min。(5)将大豆分离蛋白酶解液以每小时10倍柱体积的流速分别流经H+型阳离子交换树脂和Cl-型阴离子交换树脂来脱除Na+和Cl-。(6)将脱盐后的大豆分离蛋白溶液在0.1MPa真空度和55℃下进行浓缩，浓缩至固形物含量为25％的大豆分离蛋白浓缩酶解液，之后进行喷雾干燥，条件为出口压力31MPa，进口温度125℃，塔内温度75℃，排风口温度85℃，即可得低致敏性的大豆分离蛋白成品。
经本发明所述的降低大豆分离蛋白致敏性方法处理后的专用大豆分离蛋白的致敏性降低了88.25％，氮溶解指数提高了11.3％，乳化活性指数提高了17.8％。
Claims (9)
1.一种降低豆基婴幼儿配方粉专用大豆分离蛋白致敏性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选用优质大豆分离蛋白，为非转基因及非辐照大豆制备的，蛋白质含量≥90％，氮溶解指数≥80％，尿酶活性为阴性，加水混合调制为均匀的浆液，封口抽真空；(2)将密封大豆分离蛋白置于超高静压处理腔中进行超高静压处理；(3)将大豆分离蛋白溶液在0.1MPa真空度和55℃条件下浓缩至5-15％，所述百分比为质量体积比；(4)将大豆分离蛋白浓缩液转移至酶解罐，进行酶解，酶解后将酶解液于90-100℃灭酶5-10min；(5)将大豆分离蛋白酶解液以每小时10倍柱体积的流速依次经H+型阳离子交换树脂和Cl-型阴离子交换树脂脱盐；(6)将脱盐后的大豆分离蛋白溶液在0.1MPa真空度和55℃下进行浓缩，浓缩至固形物含量为20-25％，之后进行喷雾干燥，条件为出口压力30-40MPa，进口温度125-130℃，塔内温度75-78℃，排风口温度80-85℃，即可得低致敏性的大豆分离蛋白成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述混合调制后大豆分离蛋白浓度为1-1.65％，所述百分比为质量体积比。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)所述超高静压处理参数为：处理腔温度为20-25℃，升压至315-385MPa，升压速率为250MPa/min，保压15-20min，卸压速率为300MPa/min。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述超高静压处理参数优选为：处理腔温度25℃，处理腔压强352MPa，保压16min，升压速率为250MPa/min，卸压速率为300MPa/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)所述的大豆分离蛋白溶液真空浓缩至5-15％，优选8-10％，所述百分比为质量体积比。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)所述的酶解参数为：温度48-55℃，pH6-7.5，复合酶的用量1.5-2.5％，所述百分比为酶量与大豆分离蛋白中蛋白质含量的质量百分比，酶解时间1.2-2.5h。
7.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于复合酶为：中性蛋白酶Neutrase 1.5MG和风味蛋白酶Flavourzyme 500MG按照1∶1的质量比进行混合复配。
8.根据权利要求1-6所述的方法，其特征在于优选的酶解参数为：温度50.45℃，酶解pH6.86，复合酶的用量2.5％，所述百分比为酶量与大豆分离蛋白中的蛋白质含量的百分比，酶解时间2.5h。
9.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于所述阳离子交换树为H+型阳离子交换树脂，所述阴离子交换树脂脱盐为Cl-型阴离子交换树脂。
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