CN102578365A - 一种乳化稳定型大豆分离蛋白的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高乳化稳定型大豆分离蛋白的制备方法，属于大豆蛋白的加工技术领域。主要制备步骤为：以大豆分离蛋白为原料，用去离子水配制水料比5~25︰1w/w的大豆分离蛋白溶液，充分水和后于40~60℃下搅拌预热，调整pH至6.5~7.5，加入木瓜蛋白酶进行酶解，获得不同水解度样品后在90℃灭酶5min，冷却至室温，调整pH至中性，离心后取上清液进行冷冻干燥或喷雾干燥。不同水解度样品分别用去离子水配制水料比5~25︰1w/w样品溶液，30~50℃预热，调整pH至7.0，加入转谷氨酰胺酶开始交联，1h后在80℃下加热5min使酶失活，冷却至室温后调整pH至中性，离心后取上清液冷冻干燥或喷雾干燥，得高乳化稳定型大豆分离蛋白。本发明经济、有效，显著提高了大豆蛋白的乳化稳定性。

Description

一种乳化稳定型大豆分离蛋白的制备方法

技术领域

本发明一种高乳化稳定型大豆分离蛋白的制备方法，属于大豆蛋白的加工技术领域。

背景技术

大豆蛋白是一种重要的植物蛋白产品，资源丰富，品质优良，具有较高的营养价值和与食品加工相关的功能特性，成为某些食品生产的重要原料。国内大豆蛋白资源达到400多万吨，绝大部分用于饲料、酿造、水解蛋白等附加值相对比较低的场合，而附加值略高的食品蛋白类配料功能产品目前仅仅限于生产浓缩蛋白和分离蛋白，多用于肉制品工业，产量不超过6万吨。由于大豆具有良好的价格优势以及潜在的功能特征，对于大豆蛋白结构改造以及进一步提高功能性质的研究一直是国内外研究的热点。

大豆分离蛋白（SPI）是一种蛋白纯度高具有加工性能的食品添加原料，具有溶解性、乳化性、起泡性、保水性、保油性和黏弹性等多种功能特性，但实践表明一种SPI难于同时兼具有上述多种功能，而生产上需求的却是某种最佳功能或兼具有几种功能平衡点的产品，因此，对现有的蛋白质进行改性可满足人们的某种食品功能特性的特殊要求。

目前，常用的蛋白质改性方法包括物理法、化学法、酶法和基因工程方法。酶改性技术由于可在温和生产条件下改善蛋白质功能特性并保持其营养价值，而常用在SPI以及大豆多肽生产中。酶法改性涉及蛋白质水解和交联，利用蛋白水解酶、转氨酶、氧化酶等，对蛋白质的肽链进行修饰，或减小肽链长度，或通过肽链间的交联来增加蛋白质分子大小，最终整体上达到肽链的修饰目的并改善蛋白质得到某些功能性质。酶解蛋白可提高溶解性、起泡能力，酶交联可以提高大豆蛋白的乳化稳定性及粘度。因此，可通过酶法来制备适合冰淇淋等食品生产用的高乳化稳定性大豆蛋白。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种高乳化稳定型大豆分离蛋白，适用于冰淇淋等具有高持水力、高粘度、高起泡性能和乳化性能需求的产品。

本发明的技术方案：一种高乳化稳定型大豆分离蛋白的制备方法，包括如下步骤：

（1）以大豆分离蛋白为原料，以水料比5~25︰1 w/w与去离子水混合，室温下搅拌使其充分水和，在40~60℃预热1h后，调pH值为6.5~7.5加入木瓜蛋白酶开始酶解；木瓜蛋白酶酶活70万U/g-90万U/g，酶/底物=2%-3% w/w；

（2）将在不同时间下的酶解样品，灭酶后，冷却至室温，调整pH至7.0，4500r/min离心20min后，取上清液进行冻干或冷冻干燥；获得不同水解度的大豆蛋白酶解样品；

所述不同水解度的大豆蛋白酶解样品为：酶解30min、2h或8h可得水解度2 %、6 %或10 %的样品，即轻度、中度、过度限制水解样品；

（3）将步骤（2）得到的不同水解度大豆蛋白酶解样品，用去离子水配制水料比5~25︰1w/w样品溶液，30~50℃预热1h后，调pH为6.5~7.5，加入转谷氨酰胺酶开始交联；转谷氨酰胺酶酶活90-110U/g，酶/底物=2%-3% w/w；

（4）交联反应1h，将交联后样品在80℃下加热5min使酶失活，冷却至室温后调整pH至7.0，离心，冻干或喷雾干燥，得乳化稳定型大豆分离蛋白产品。

上述制备方法中，步骤（1）所述水料比为10~20︰1w/w，所述温度为45~60℃，所述酶解反应pH值为6.5~7.5。

上述制备方法中，在所述温度下添加木瓜蛋白酶，酶解30min、2h和8h可得水解度2 %、6 %和10 %左右的样品，即轻度、中度、过度限制水解样品。

上述制备方法中，步骤（3）中所述水料比为10~15︰1w/w，所述温度为35~40℃，所述反应pH值为6.5~7.5，所述进行交联的酶解样品为水解度2%、6%、10%酶解样品各自及相互交联。

涉及本发明效果的相关检测评价方法：

1、上清液蛋白含量

凯氏定氮法测定总蛋白含量与离心后上清液蛋白含量，上清液蛋白含量=（离心后上清液蛋白含量/总蛋白含量）×100 %

2、乳化性的测定

准备2.0 mg/mL样品（溶于0.1M 磷酸盐缓冲液），取3.0mL样品，加入1mL葵花籽油在高速均质机下（12000rpm）均质1min，在底部取50 μL样品，用5mL 0.1% SDS溶液稀释，于500nm下测定吸光度，吸光值为EAI。

乳化活性 EAI = 4.406 A Dilution/1 φ C (m²/g)

乳化稳定性 ESI=                                                

Dilution：稀释倍数（100）；C：乳化液形成前蛋白质水溶液中蛋白质浓度(g/mL)；φ：乳化液中油相体积分数(0.25)；A₀：0min的吸光值；A₃₀：30min的吸光值。

本发明的有益效果：

1、本发明结合酶水解和交联，不但显著改善了大豆分离蛋白的乳化稳定性及乳化活性，其溶解性、黏性也有明显改善，将水解后的蛋白有限交联也增加了大豆分离蛋白的可消化性。

2、本发明选用的木瓜蛋白酶和转谷氨酰胺酶均为食品生产常见酶制剂，价格经济实惠，方法方便实用。

3、本发明仅以水为介质，所添加化学试剂极少，安全性高，有利于工业化生产。

4、和未经改性处理的样品相比，本发明改性的大豆分离蛋白产品的乳化稳定性尤为突出，相应乳化活性、溶解性也有很大改善。

具体实施方式

实施例1 

大豆分离蛋白100kg与去离子水1000kg混合，室温下搅拌2h，使其充分水和，55℃下搅拌，预热1h后，调整pH至7.0，加入木瓜蛋白酶（酶活80万U/g,酶/底物=2.5%，w/w）开始酶解，水解至水解度为2%时，在90℃灭酶5min，冷却至室温，调整pH至7.0，4500r/min离心20min后，取上清液进行冻干或喷雾干燥，名为样品1#。取样品1# 与去离子水混合均匀（样品/水=1/10，w/w），37℃搅拌2 h，预热后，调整pH至7.0，加入转谷氨酰胺酶（酶活100U/g，酶底物2%~3% w/w）开始交联，1h后在80℃下加热5min使酶失活，冷却至室温后调整pH至7.0，离心，冻干或喷雾干燥，获得高乳化型大豆分离蛋白1#。上清液蛋白含量为28.65 %，乳化活性和乳化稳定性分别为29.20和62.56（未经酶处理的原料大豆分离蛋白上清液蛋白含量为15.90%，乳化活性和乳化稳定性分别为25.30和24.02）。

实施例2

大豆分离蛋白100kg与去离子水1000kg混合，室温下搅拌2h，使其充分水和，55℃下搅拌，预热1h后，调整pH至7.0，加入木瓜蛋白酶（酶活80万U/g，酶/底物=2.5%，w/w）开始酶解，水解至水解度为6%时，在90℃灭酶5min，冷却至室温，调整pH至7.0，4500r/min离心20min后，取上清液进行冻干或喷雾干燥，名为样品2#。取2#样品与去离子水混合均匀（样品/水=1/10，w/w），37℃搅拌2 h，预热后，调整pH至7.0，加入转谷氨酰胺酶（酶活100U/g，酶底物2%~3% w/w）开始交联，1h后在80℃下加热5min使酶失活，冷却至室温后调整pH至7.0，离心，冻干或喷雾干燥，获得高乳化型大豆分离蛋白2#。上清液蛋白含量为27.67 %，乳化活性和乳化稳定性分别为29.69和70.19。

实施例3

大豆分离蛋白100kg与去离子水1000kg混合，室温下搅拌2h，使其充分水和，55℃下搅拌，预热1h后，调整pH至7.0，加入木瓜蛋白酶开始酶解（酶活80万U/g，酶/底物=2.5%，w/w），水解至水解度为10%时，在90℃灭酶5min，冷却至室温，调整pH至7.0，4500r/min离心20min后，取上清液进行冻干或喷雾干燥，名为样品3#。取3#样品与去离子水混合均匀（样品/水=1/10，w/w），37℃搅拌2 h，预热后，调整pH至7.0，加入转谷氨酰胺酶（酶活100U/g，酶底物2%~3% w/w）开始交联，1h后在80℃下加热5min使酶失活，冷却至室温后调整pH至7.0，离心，冻干或喷雾干燥，获得高乳化型大豆分离蛋白3#。上清液蛋白含量为27.98 %，乳化活性和乳化稳定性分别为26.81和63.23。

实施例4

1#样品、3#样品各50kg与去离子水1000kg混合用去，37℃搅拌2 h，预热后，调整pH至7.0，加入转谷氨酰胺酶（酶活100U/g，酶底物2%~3% w/w）开始交联，1h后在80℃下加热5min使酶失活，冷却至室温后调整pH至7.0，离心，冻干或喷雾干燥，获得高乳型性大豆分离蛋白4#。上清液蛋白含量为30.77 %，乳化活性和乳化稳定性分别为33.66和106.15。

综上表明，所获得的高乳化稳定性大豆分离蛋白1~4# 比大豆分离蛋白的乳化稳定性分别提高了160.45%、192.21%、163.24%和341.92%，因此先酶解再交联的方法可以有效改善样品的乳化稳定性，尤其是不同水解度样品间相互交联，既满足样品溶解特性的增加，也有效改善乳化稳定性，高乳化稳定型大豆分离蛋白1~4#可作为食品原料应用于对乳化稳定性要求高的食品中。

Claims (4)

1.一种乳化稳定型大豆分离蛋白的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）以大豆分离蛋白为原料，以水料比5~25︰1w/w与去离子水混合，室温下搅拌使其充分水和，在40~60℃预热1h后，调pH值为6.5~7.5加入木瓜蛋白酶开始酶解；木瓜蛋白酶酶活70万U/g-90万U/g，酶/底物=2%-3% w/w；

（2）将在不同时间下的酶解样品，灭酶后，冷却至室温，调整pH至7.0，4500r/min离心20min后，取上清液进行冻干或冷冻干燥，获得不同水解度的大豆蛋白酶解样品；

所述不同水解度的大豆蛋白酶解样品为：酶解30min、2h或8h分别得水解度2 %、6 %或10 %的样品，即轻度、中度、过度限制水解样品；

（3）将步骤（2）得到的不同水解度大豆蛋白酶解样品，用去离子水配制水料比5~25︰1w/w样品溶液，30~50℃预热1h后，调pH为6.5~7.5，加入转谷氨酰胺酶开始交联；转谷氨酰胺酶酶活90-110U/g，酶/底物=2%-3% w/w；

（4）交联反应1h，将交联后样品在80℃下加热5min使酶失活，冷却至室温后调整pH至7.0，离心，冻干或喷雾干燥，得乳化稳定型大豆分离蛋白产品。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（1）所述水料比为10~20︰1 w/w，所述温度为45~60℃，所述酶解反应pH值为6.5~7.5。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述温度为55℃，所述pH值为7.0。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述水料比为10~15︰1w/w，所述温度为35~40℃，所述反应pH值为6.5~7.5，进行交联的酶解样品为水解度2%、6%、10%酶解样品各自及相互交联。