CN103815117B - 采用微波协同挤压法制备大豆重组蛋白的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用微波协同挤压制备大豆重组蛋白的方法。所述方法以豆粕蛋白为主要原料，先对其进行微波预处理后，再用挤出机通过高温和高压处理获得大豆重组蛋白。该蛋白产品易于被酶水解利用，可用于制备运动营养饮料、减肥食品、老年食品等。
Description
技术领域
本发明涉及植物组织蛋白的加工领域，具体的，涉及一种采用微波协同挤压法制备大豆重组蛋白的方法。
背景技术
蛋白质重组是食品工业中改善蛋白质质地、口感、营养价值和利用率的重要方法。蛋白重组技术是在挤压蒸煮机里,以机械和化学的方法完成的。它通过腔体内的高温、高压对低温物料进行机械揉合和挤压,改变蛋白质分子的组织结构,使其排列整齐,成为具同方向性的组织结构形式,易被人体消化吸收的食品。
微波是一种高频电磁波，微波场中的极性分子处于高速摆振状态，分子运动的结果造成了分子间的碰撞和摩擦加剧，因而产生大量的热量。微波加热的优势在于介质内外同时加热的特点，即微波能够同时将能量传递给介质的所有反应活性中心，因此比其他加热体系有更多的活性中心，分子发生碰撞反应在瞬间完成，故而反应速度大大提高。
为了加快挤压过程中蛋白质分子的重排，降低生产能耗，利用微波加热提前对物料进行预处理，能使物料内外同时加热,物料内部水分迅速汽化和转移，使物料形成无数的微孔通道,使组织疏松，这有利于在后续的挤压过程中加快物料分子结构的改变和重排。
发明内容
基于上述原理，本发明提供了一种微波协同挤压制备大豆重组蛋白的方法,以豆粕蛋白为主要原料，先对其进行微波预处理后，再用挤出机通过高温和高压处理获得大豆重组蛋白。该蛋白产品易于被酶水解利用，因而具有吸收快、吸收率高等营养生理性能。可作为运动营养饮料、减肥食品、老年食品等。
本发明提供上述方法具体包括以下步骤：
1)原料的制备：将豆粕蛋白粉碎，过20～60目筛，得到豆粕蛋白粉；
2)微波预处理：按豆粕蛋白粉置于微波反应瓶中，按料液比1g∶20～30mL加入缓冲液，于60～100℃、600～800W下反应2～4min，得到微波预处理料；
3)挤压处理：将微波预处理料加入双螺杆挤压机中，在120℃～150℃、螺杆转速160r/min-210r/min下进行挤压，获得大豆重组蛋白。
所述缓冲液为磷酸缓冲液、硼酸缓冲液或三羟甲基氨基甲烷缓冲液，pH值为7.5。
微波预处理步骤的条件优先在100℃、800W下反应2min，这一预处理步骤能使得豆粕蛋白原料内部的水分发生迅速汽化和转移，从而形成具有无数微孔通道的疏松结构，因而，有利于后续挤压过程中蛋白分子进行结构化重排。
本发明还提供用上述方法获得的大豆重组蛋白制备营养饮料的方法，具体步骤为将获得的大豆重组蛋白粉碎，过100目筛，添加物料3倍质量的水用胶体磨磨浆，按物料4倍质量的比例补水后，45℃～55℃下用柠檬酸将料液调节pH值5.5～6.5，加入物料质量1％～3％的α-淀粉酶，酶解0.5h～1h，调节pH值4.2，加入物料质量1％～3％的糖化酶，酶解0.5h～1h后，用食品级氢氧化钠调节pH7.5～8，再加入物料质量1％～3％的碱性蛋白酶和1％～3％的风味蛋白酶，酶解1h～3h，在100℃灭酶10min，离心，取上清液，杀菌、包装，即制备得到含有大豆重组蛋白的营养饮料；所述上清液中还可选择添加辅料，上清液与辅料混合的重量份数比为：上清液100份、大豆卵磷脂0.1～0.3份，羧甲基纤维素钠0.1～0.3份，白砂糖10～20份。
具体实施方式
本发明的主要实施例中，为了加快挤压过程中蛋白质分子的重排，降低生产能耗，主要通过在挤压工艺之前利用微波加热对物料进行预处理，能使物料内外同时加热,物料内部水分迅速汽化和转移，使物料形成无数的微孔通道,使组织疏松，从而有利于在后续的挤压过程中加快物料分子结构的改变和重排。
下面介绍本发明的主要实施方式。
本发明提供了一种采用微波协同挤压制备大豆重组蛋白的方法，该方法包括以下步骤：
1)原料的制备：将豆粕蛋白粉碎，过20～60目筛，得到豆粕蛋白粉；
2)微波预处理：将豆粕蛋白粉置于微波反应瓶中，按料液比1g∶20～30mL加入缓冲液，于60～100℃、600～800W下反应2～4min，得到微波预处理料；
3)挤压处理：将微波预处理料加入双螺杆挤压机中，在120℃～150℃、螺杆转速160r/min-210r/min下进行挤压，获得大豆重组蛋白。
上述缓冲液可以采用磷酸缓冲液、硼酸缓冲液或三羟甲基氨基甲烷缓冲液。缓冲液优选的为中性缓冲液，例如pH值为7.5。
下面介绍采用微波协同挤压制备大豆重组蛋白的优选实施例。
实施例1：大豆重组蛋白的制备
将食用大豆加工成脱脂豆粕后，按照下述步骤制备重组蛋白：
1)原料的制备：将豆粕蛋白粉碎，过20目筛，得到豆粕蛋白粉；
2)微波预处理：将豆粕蛋白粉置于微波反应瓶中，按料液比1g∶20mL加入磷酸缓冲液，于60℃、600W下反应4min，得到微波预处理料；
3)挤压处理：将微波预处理料加入双螺杆挤压机中，在120℃、螺杆转速160r/min下进行挤压，获得大豆重组蛋白。
实施例2：大豆重组蛋白的制备
将食用豆加工成脱脂豆粕后，按照下述步骤制备重组蛋白：
1)原料的制备：将豆粕蛋白粉碎，过60目筛，得到豆粕蛋白粉；
2)微波预处理：按豆粕蛋白粉置于微波反应瓶中，按料液比1g∶30mL加入磷酸缓冲液，于100℃、800W下反应2min，得到微波预处理料；
3)挤压处理：将微波预处理料加入双螺杆挤压机中，在150℃、螺杆转速210r/min下进行挤压，获得大豆重组蛋白。
实施例3：蛋白质消化率的体外测定
采用二步酶法对获得的大豆重组蛋白体外消化率进行测定。将挤出物于105℃下烘干,取1g样品,加入75ml盐酸溶液、10mg胃蛋白酶,在37℃下将样品消化3h后，用0.2mol/L氢氧化钠溶液将上述胃蛋白酶消化处理后的消化液pH值调整到7.5～8.0,再将含有20mg胰蛋白酶的37.5ml磷酸盐缓冲液(pH7.4)和5mmol/L氯化钙及0.01％NaN3加入到调整好pH值的胃蛋白酶消化液中,该混合液继续在37℃下消化24h，然后用15％三氯乙酸进行处理,用无灰滤纸把未被消化的蛋白质沉淀分离开,未被消化的蛋白质的量用微量凯氏定氮法测定。
蛋白质体外消化率=(a-b)/a×100%,式中a为原料的粗蛋白质量,单位g;b为胃蛋白酶、胰蛋白酶消化后滤渣中的粗蛋白质量,单位g。
将未经微波预处理步骤的豆粕蛋白粉送入双螺杆挤出机中，经150℃、螺杆转速210r/min处理获得对照大豆蛋白，与实施例1、2获得的大豆重组蛋白产品进行比较，采用上述测定方法测得的消化率如表1所示。
表1
| 测定对象 | 消化率（％） |
| 实施例1的大豆重组蛋白 | 90.62±0.45 |
| 实施例2的大豆重组蛋白 | 95.77±0.28 |
| 对照大豆蛋白 | 69.31±0.15 |
由上可见，实施例1、2获得的大豆重组蛋白的消化率明显高于经常规挤压方式处理得到的大豆重组蛋白，表明本发明所述方法制备得到的大豆重组蛋白更容易被消化、吸收，具有更高的营养价值。
实施例4：营养饮料的制备
将实施例1、2获得的大豆重组蛋白粉碎，过100目筛，添加物料3倍质量的水用胶体磨磨浆，按物料4倍质量的比例补水后，45℃～55℃下用柠檬酸将料液调节pH值5.5～6.5，加入物料质量1％～3％的α-淀粉酶，酶解0.5h～1h，调节pH值4.2，加入物料质量1％～3％的糖化酶，酶解0.5h～1h后，用食品级氢氧化钠调节pH7.5～8，再加入物料质量1％～3％的碱性蛋白酶和1％～3％的风味蛋白酶，酶解1h～3h，在100℃灭酶10min，离心，取上清液，杀菌、包装，即制备得到含有大豆重组蛋白的营养饮料。
进一步，优选的将上述步骤中获得上清液与辅料按如下重量份数比混合：上清液100份、大豆卵磷脂0.1～0.3份，羧甲基纤维素钠0.1～0.3份，白砂糖10～20份。
实施例5：营养饮料的优选制备方法
将实施例1、2获得的大豆重组蛋白粉碎至过100目筛，添加物料3倍质量的水用胶体磨磨浆，按物料4倍质量的比例补水后，45℃下用柠檬酸将料液调节pH值5.5，加入物料质量3％的α-淀粉酶，酶解0.5h，调节pH值4.2，加入物料质量3％的糖化酶，酶解0.5h后，用食品级氢氧化钠调节pH7.5，再加入物料质量1％的碱性蛋白酶和3％的风味蛋白酶，酶解1h，在100℃灭酶10min，离心，取上清液，杀菌后将100份上清液与0.3份大豆卵磷脂，0.1份羧甲基纤维素钠和20份白砂糖混合制备成含有大豆重组蛋白的营养饮料。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (6)
1.一种采用微波协同挤压制备大豆重组蛋白的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)原料的制备：将豆粕蛋白粉碎，过60目筛，得到豆粕蛋白粉；
2)微波预处理：将豆粕蛋白粉置于微波反应瓶中，按料液比1g∶30mL加入缓冲液，于100℃、800W下反应2min，使得豆粕蛋白原料内部的水分发生迅速汽化和转移，从而形成具有无数微孔通道的疏松结构,得到微波预处理料，所述缓冲液为磷酸缓冲液，pH值为7.5；
3)挤压处理：将微波预处理料加入双螺杆挤压机中，在150℃、螺杆转速210r/min下进行挤压，获得大豆重组蛋白。
2.一种由权利要求1所述的方法制备得到的大豆重组蛋白。
3.权利要求2所述的大豆重组蛋白在制备食品中的应用。
4.权利要求2所述的大豆重组蛋白在制备营养饮料中的应用。
5.一种制备包含权利要求2所述大豆重组蛋白的营养饮料的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)原料的制备：将豆粕蛋白粉碎，过60目筛，得到豆粕蛋白粉；
2)微波预处理：将豆粕蛋白粉置于微波反应瓶中，按料液比1g∶30mL加入缓冲液，于100℃、800W下反应2min，得到微波预处理料，所述缓冲液为磷酸缓冲液，pH值为7.5；
3)挤压处理：将微波预处理料加入双螺杆挤压机中，在150℃、螺杆转速210r/min下进行挤压，获得大豆重组蛋白；
4)将获得的大豆重组蛋白粉碎，过100目筛，添加物料3倍质量的水用胶体磨磨浆，按物料4倍质量的比例补水后，45℃～55℃下用柠檬酸将料液调节pH值5.5～6.5，加入物料质量1％～3％的α-淀粉酶，酶解0.5h～1h，调节pH值4.2，加入物料质量1％～3％的糖化酶，酶解0.5h～1h后，用食品级氢氧化钠调节pH7.5～8，再加入物料质量1％～3％的碱性蛋白酶和1％～3％的风味蛋白酶，酶解1h～3h，在100℃灭酶10min，离心，取上清液，杀菌、包装，即制备得到含有大豆重组蛋白的营养饮料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：将步骤(4)中获得上清液与辅料按如下重量份数比混合：上清液100份、大豆卵磷脂0.1～0.3份，羧甲基纤维素钠0.1～0.3份，白砂糖10～20份。
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