CN103122036A - 一种提高大豆多糖水溶液透明度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高大豆多糖水溶液透明度的方法，更具体的是基于酶-酸法结合提高大豆多糖水溶液透明度的方法，首先豆渣溶液进行酸法浸提，得到大豆多糖提取液，进一步添加植酸酶进行改性处理，经乙醇沉淀离心、干燥得到其水溶液具有高透明度的大豆多糖。用本发明方法通过酸法浸提和植酸酶改性处理相结合得到的大豆多糖的水溶液具较高透明度，且原料价格低廉，工业化操作简单易控，产品得率高，产品具有良好的功能性等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高大豆多糖水溶液透明度的方法，更具体地是涉及一种酶-酸法结合提高大豆多糖水溶液透明度的方法。
背景技术
水溶性大豆多糖(Water-soluble soybean polysaccharides)，简称SSPS，是一种从大豆子叶中提取和精制的水溶性多糖，它是一种酸性多糖，结构类似果胶，含由半乳糖醛酸组成的酸性糖主链和阿拉伯糖基组成的中性糖侧链，分子量范围在5,000---1,000,000之间。
水溶性大豆多糖是一种天然的功能性添加成分，具有许多功能活性，包括：(1)富含膳食纤维，可以作为纤维强化食物的来源，多糖经肠道微生物作用可部分转变为有机酸，缩短其在胃肠的运输时间；(2)作为乳化稳定剂，具有良好的亲水性和亲油性，且不受pH值和盐离子浓度变化的影响，能作为香精、色素的载体，缓香护色，可替代阿拉伯胶、变性淀粉等；(3)优秀的胶着性及薄膜形成特性，能作为药品、食品的被膜剂、粘附剂和成膜剂，可替代普鲁兰糖；(4)抗氧化性，有效防止油脂氧化，维持自由基稳定，强于阿拉伯胶和麦芽糊精；(5)在酸乳饮料中，具有良好的稳定蛋白颗粒的能力，具有口感清爽，可以替代果胶、羧甲基纤维素钠(CMC)和阿拉伯胶、黄原胶等，等等优越功能特性，使其在食品行业中具有很广阔的应用前景。
不论是从国际市场上来看还是国内市场上来看，水溶性大豆多糖都具有很大的发展前景。虽然目前有相关的商业化产品出现，但普遍存在产品得率较低，纯度不高，且在生产过程中易于形成悬浮物和沉淀物，目前在工业化生产过程中，也使用高速离心机离心分离悬浮物，但生产方面设备成本较高，且分离不彻底；还有使用小孔径过滤器，为了提高过滤效果还添加了硅藻土作为助滤剂，可是悬浮物具有较高的粘度，在过滤过程中容易造成滤孔堵塞，使得过滤终止，且增大后期清理的工作量。最后得到的大豆多糖，溶解在水溶液中有悬浮物和沉淀生产，透明度极低，作为稳定剂应用到低蛋白清凉饮料中，不仅影响饮料的澄清度和口感，还会在长期储藏过程中，导致沉淀物和悬浮物生成，影响其货架期。
JP95-188301A公开了一种利用化学处理的方法水解和溶解悬浮物的方法，不仅提高大豆多糖的得率，同时也提高大豆多糖水溶液透明度。但是在长期储藏过程中，会再次生成不溶性悬浮物和沉淀。
JP99-240902A公开了一种通过在提取过程中对大豆多糖水溶液浓缩加快不溶性成分聚集，提高大豆多糖水溶液透明度的方法，但是该方法不仅对离心设备要求较高，而且在长期的储藏或冷藏过程中也会生产不溶性悬浮物，影响大豆多糖的保质期。
CN1314418A公开了利用淀粉酶和蛋白酶制剂对大豆多糖水溶液进行处理，降解其中的蛋白组分，但是此方法必须用其提出的特殊酶制剂，成本较高，不利于实现工业化生产。
本发明解决了去除大豆多糖中悬浮物，并克服了其长期储藏或冷藏过程中透明度下降等问题，提出了一种基于酶-酸法结合提高大豆多糖水溶液透明度的方法，首先豆渣溶液进行酸法浸提，得到大豆多糖提取液，进一步添加植酸酶进行改性处理，经乙醇沉淀离心、干燥得到其水溶液具有高透明度的大豆多糖。本发明方法使用原料价格低廉，工业化操作简单易控，产品得率高，产品具有良好的功能性等优点。
发明内容
本发明解决了除去大豆多糖水溶液中悬浮物，提高大豆多糖水溶液透明度的问题，提供了一种酶-酸法结合提高大豆多糖水溶液透明度的方法，对豆渣溶液进行酸法浸提，得到大豆多糖提取液，进一步添加植酸酶进行改性处理，然后经乙醇沉淀离心，干燥得到高透明度的水溶性大豆多糖。本发明中的“大豆多糖水溶液透明度”是指质量浓度为3％的大豆多糖水溶液在610nm波长下的透光率。
其中，所述大豆多糖的酸法浸提条件为湿豆渣与水料液比1∶1.5-2.5，pH为3.0-4.5，温度110℃-130℃，反应时间1-3h。优选地，料液比1∶2，pH为3.5，温度120℃，反应时间2h。
其中，所述大豆多糖的酸法浸提中调节pH值的试剂为盐酸、磷酸或硫酸，优选为磷酸。
本发明方法中，加入植酸酶进行酶改性处理，酶处理条件为加酶量0.1-2.0％，酶解pH为3.0-4.0，酶解温度40-60℃，反应时间10-40min。优选地，所述酶改性处理条件加酶量1.0％，酶解pH为3.5，酶解温度50℃，反应时间30min。其中，所述植酸酶的酶活单位为1-100U/g。
本发明中，将乙醇和经酶法处理的大豆多糖提取溶液按2∶1的比例混合，并调节其pH为4.0，搅拌均匀后，以5000rpm、10min进行三次离心分离得到沉淀，然后经常规方法干燥得到大豆多糖。
本发明方法中，采用酸法浸提旨在降解豆渣中纤维的糖苷键，降低纤维的分子量，使得形成更多分子量范围在5,000---550,000的半纤维素分子，提高大豆多糖得率，但是部分大分子蛋白仍然缠绕在大豆多糖分子表面而制约其溶解性，影响大豆多糖水溶液的透明度。
经研究表明大豆多糖水溶液中悬浮物的主要成分是大豆多糖中的不溶性蛋白质，这些蛋白质不溶的原因是植酸与大豆蛋白形成了难溶性络合物。因此本发明从降解植酸大豆蛋白络合物角度出发，提出了向提取液中添加植酸酶进行处理，利用植酸酶是一种特殊的酸性磷酸酶，能催化水解植酸蛋白络合物，使得植酸盐向正磷酸盐及其他磷酸肌醇中间产物转化，从而释放出磷酸根离子，消除植酸，进一步降解植酸蛋白络合物，将仍旧连接在大豆多糖上的大部分蛋白质(结合态蛋白和自由态蛋白)进一步消除，从而增加大豆多糖-蛋白结合物的溶解性，提高大豆多糖水溶液透明度，
本发明的创新之处在于，首次将植酸酶与酸法浸提相结合应用于大豆多糖的生产中，通过向酸法浸提的大豆多糖提取液中添加植酸酶，消除或钝化大豆多糖-蛋白结合物中的植酸，通过减少植酸改善大豆多糖的增溶效果，植酸越少，增溶效果越明显，所得大豆多糖水溶液透明度和储藏稳定性越好；本发明中利用植酸酶部分降解大豆多糖中的蛋白组分，且价格低廉，易于实现工业化生产。
具体实施方式
结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
以下实施例中所用湿豆渣是生产大豆蛋白的副产物，其蛋白含量约10-20％，水分含量约80-90％，大豆多糖含量约2-5％，由平顶山天晶植物蛋白有限责任公司提供。大豆多糖浸提液中蛋白含量约8％、大豆多糖含量约6％。
实施例1
取湿豆渣200g，按料液比1∶2溶解，然后用1mol/L磷酸调节pH值为3.5，在120℃下，处理2h，然后5000rpm离心10min，取上清液，再将乙醇和大豆多糖提取溶液按2∶1的比例混合，并用磷酸调节其pH为4.0，然后搅拌均匀，5000rpm、10min三次离心分离得到沉淀。经喷雾干燥(进风温度140℃，出风温度80℃)得到大豆多糖，测定其透明度和粘度。
实施例2
取湿豆渣200g，按料液比1∶1.5溶解，然后用1mol/L磷酸调节pH值为3.0，在110℃下，处理1h，然后5000rpm离心10min，取上清液，边搅拌边加入50U/g植酸酶0.6g(加酶量0.1％)维持反应pH值为3，反应温度40℃，反应时间10min。再将乙醇和大豆多糖提取溶液按2∶1的比例混合，并用磷酸调节其pH为4.0，然后搅拌均匀，5000rpm、10min三次离心分离得到沉淀。经喷雾干燥(进风温度140℃，出风温度80℃)得到大豆多糖，测定其透明度和粘度。
实施例3
取湿豆渣200g，按料液比1∶2.5溶解，然后用1mol/L磷酸调节pH值为4.5，在130℃下，处理3h，然后5000rpm离心10min，取上清液，边搅拌边加入50U/g植酸酶12g(加酶量2.0％)维持反应pH值为4，反应温度60℃，反应时间40min。再将乙醇和大豆多糖提取溶液按2∶1的比例混合，并用磷酸调节其pH为4.0，然后搅拌均匀，5000rpm、10min三次离心分离得到沉淀。经喷雾干燥(进风温度140℃，出风温度80℃)得到大豆多糖，测定其透明度和粘度。
实施例4
取湿豆渣200g，按料液比1∶2溶解，然后用1mol/L磷酸调节pH值为3.5，在120℃下，处理2h，然后5000rpm离心10min，取上清液，边搅拌边加入50U/g植酸酶6g(加酶量1.0％)维持反应pH值为3.5，反应温度50℃，反应时间30min。再将乙醇和大豆多糖提取溶液按2∶1的比例混合，并用磷酸调节其pH为4.0，然后搅拌均匀，5000rpm、10min三次离心分离得到沉淀。经喷雾干燥(进风温度140℃，出风温度80℃)得到大豆多糖，测定其透明度和粘度。
透明度测定方法为：将大豆多糖配制成3％的水溶液在610nm波长下用1cm比色皿测得的透光率。粘度测定方法为：将大豆多糖配制成10％的水溶液，20℃下所测得的粘度值。
实施例1-4所制得的大豆多糖和市面上普通商用大豆多糖的透明度测定结果，如下表1所示：
表1
| 普通大豆多糖 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 透明度(％) | 41 | 28 | 52 | 59 | 75 |
| 粘度(mpa.s) | 25 | 40 | 21 | 17 | 10 |
从以上表1所示实验结果可以看出，以上实施例1-4所得到的经酸法浸提与植酸酶改性处理相结合得到的大豆多糖水溶液透明度和粘度明显优于市售普通大豆多糖样品和只经过酸解处理的大豆多糖样品。进一步在实施例4中，植酸酶在最适条件的反应得到的大豆多糖水溶液透明度和粘度均明显高于其他处理组。由此可见，根据本发明方法制备的大豆多糖水溶液透明度提高、粘度降低。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (8)
1.一种提高大豆多糖水溶液透明度的方法，其特征在于，对豆渣溶液进行酸法浸提得到大豆多糖提取液，加入植酸酶进行酶法处理，经乙醇沉淀离心、干燥得到透明度高于50％的大豆多糖。
2.根据权利要求1所述的一种提高大豆多糖水溶液透明度的方法，其特征在于，所述酸法浸提条件为湿豆渣与水料液比1∶1.5-2.5，pH为3.0-4.5，温度110℃-130℃，反应时间1-3h。
3.根据权利要求2所述的一种提高大豆多糖水溶液透明度的方法，其特征在于，所述酸法浸提条件为湿豆渣与水料液比1∶2，pH为3.5，温度120℃，反应时间2h。
4.根据权利要求1所述的一种提高大豆多糖水溶液透明度的方法，其特征在于，所述大豆多糖的酸法浸提中用于调节pH值的试剂为盐酸、磷酸或硫酸。
5.根据权利要求4所述的一种提高大豆多糖水溶液透明度的方法，其特征在于，所述大豆多糖的酸法浸提中用于调节pH值的试剂为磷酸。
6.根据权利要求1所述的一种提高大豆多糖水溶液透明度的方法，其特征在于，加入植酸酶进行酶改性处理，所述酶改性处理条件为加酶量0.1-2.0％，酶解pH值为3.0-4.0，酶解温度40-60℃，反应时间10-40min；所述植酸酶的酶活单位为1-100U/g。
7.根据权利要求6所述的一种提高大豆多糖水溶液透明度的方法，其特征在于，所述酶改性处理条件为加酶量1.0％，酶解pH值为3.5，酶解温度50℃，反应时间30min。
8.根据权利要求1所述的一种提高大豆多糖水溶液透明度的方法，其特征在于，将所述乙醇和经酶法处理的大豆多糖提取溶液按2∶1的比例混合，调节pH值为4.0，搅拌均匀后，以5000rpm、10min进行三次离心分离得到沉淀，经干燥得到大豆多糖。
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