CN104054893B - 一种小麦水解蛋白的工业化生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用湿面筋为原料，分别经过面筋绞碎、料酶混合、酶解反应、高温灭菌、喷雾干燥等主要步骤，依次通过台式绞肉机、投料罐、酶解罐、保温罐、喷雾干燥塔来实现，制成一种小麦水解蛋白产品，产品水溶性佳，属于小麦深加工的综合开发应用领域。本发明解决了使用湿面筋作为原料进行水解蛋白稳定连续生产的难题，该产品是在小麦蛋白（谷朊粉）的基础上进行的产业链延伸，降低了反应所需的用水量，降低了干燥成本，而且本方法可以得到分子量较小的富含小肽的水解蛋白，促进营养物质的消化吸收。

Description

一种小麦水解蛋白的工业化生产方法

技术领域

发明涉及一种使用湿面筋作为原料进行小麦水解蛋白工业化生产的方法，是一种蛋白质添加剂的加工方法，属于小麦深加工的综合开发应用领域。

背景技术

小麦蛋白是小麦淀粉生产的副产物，主要由麦醇溶蛋白、麦谷蛋白、清蛋白和球蛋白组成，是纯天然的植物性蛋白源。小麦蛋白含有人体所必须的所有氨基酸，其中谷氨酰胺含量高达30%，是营养丰富的蛋白质资源。吸水后的湿面筋具有独特的生物活性，具有良好的粘性、弹性、延展性等功能特性。但由于小麦蛋白自身独特的氨基酸组成，含有较多的疏水性氨基酸和不带电荷的氨基酸，分子内疏水作用区域较大，其溶解性和乳化性较差，制约了其在食品和非食品领域的应用。

经酶水解而得到的小麦水解蛋白，其溶解性、起泡性和乳化性得到极大地提升，可以应用于食品、饲料、发酵等多个行业。经酶解后的小麦蛋白中含有多种活性成分，如降压肽、抗氧化肽、类阿片肽、具有免疫活性的IAP肽、具有抗菌性的面筋外啡肽等，可以广泛应用于食品行业。最重要的是经过此方法生产出来的小麦水解蛋白分子量小、分散稳定、易吸收，可以广泛应用于生物发酵和作为饲料添加剂等。

本方法使用的生产原料为湿面筋，是未经过干燥的小麦蛋白，适用于谷朊粉生产厂家的产业链延伸，并省去了湿面筋干燥成谷朊粉的干燥过程，极大地降低了原料成本。

申请号201210457327.2公布了一种使用小麦蛋白酶解生产水解蛋白的方法，与本方法的原料和反应条件存在典型差异。

申请号200910065614.7公开了一种饲用小麦水解蛋白的工业化生产方法，但反应条件较为粗放，未对不同酶制剂的适宜反应条件进行充分考虑。

申请号201310191254.1公开了一种小麦水解蛋白的生产方法，酶解方法涉及蛋白酶和生物酶制剂的复合使用，与本方法不同。

分子量段在5000～180之间的才能称为肽，分子量段在5000～10000之间的称为大肽；分子量段在1000～180之间的称为小肽、寡肽、低聚肽，也称为小分子活性多肽。

小肽在动物营养中有如下重要的功能作用：

1、血液循环中的小肽能直接参与组织蛋白质的合成，此外，肝脏、肾脏、皮肤和其他组织也能完整地利用小肽；其中肾脏是消化吸收肽和再吸收氨基酸的主要场所。

1、促进矿物质的吸收利用，主要以络合物形式与矿物质结合，增加矿物质吸收。

2、小肽可以避免氨基酸间的吸收竞争。

4、小肽具有生理调节作用，它可以通过诱导小肠中一些酶活性的提高，而使小肠消化功能发育提前，促进健康和提高其生产性能，促进营养物质的消化吸收。

发明内容

针对上述情况，本发明在于提供了一种使用湿面筋作为原料来生产小麦水解蛋白的方法，解决了使用湿面筋进行水解蛋白生产的问题，而且本方法可以得到分子量较小的富含小肽的水解蛋白，促进营养物质的消化吸收。

本发明是采取以下技术方案来实现的：一种利用湿面筋为原料，分别经过面筋绞碎、料酶混合、酶解反应、高温灭菌、喷雾干燥等主要步骤，依次通过台式绞肉机、投料罐、酶解罐、保温罐、喷雾干燥塔来实现，制成一种小麦水解蛋白产品。

一种小麦水解蛋白的工业化生产方法，包括面筋绞碎、料酶混合、酶解反应、高温灭菌和喷雾干燥主要步骤并按以下步骤生产：

(1)在投料罐中加入占投料总量10%~20%的水，通过碱液调节水体pH值，所述碱液及其添加方式是使用1~3mol/L氢氧化钠或者氢氧化钾进行pH调节，通过pH检测探头监测，并适时添加保证pH值为9.0，加热至55~60℃，打开搅拌分散装置，加入占湿面筋干重0.1~0.2%的碱性蛋白酶；

(2)通过台式绞肉机将湿面筋连续匀速的绞碎后打入投料罐，并通过在罐体环管中加入水蒸汽保持料液温度，所述加热方式是通过水蒸汽对物料进行环管加热，水蒸汽不直接加入料液中，不与料液接触，投料完毕后，保持pH在7.5~8.5之间，反应30min；

(3)将料液打入酶解罐，加入占湿面筋干重0.5%的复合蛋白酶制剂，所述复合蛋白酶制剂是由中性蛋白酶、风味蛋白酶和木瓜蛋白酶组成，各组分占湿面筋干重比在0.05~0.25%之间，其中风味蛋白酶占复合蛋白酶制剂比为10~30%之间，酶解反应时间增长，风味蛋白酶提高所占比例，酶解反应90~360min，温度保持55~60℃；

(4)反应完成的料液打入保温罐，环管加热至80~90℃灭酶活（高温灭菌）15min；

(5)对灭酶活（高温灭菌）后的料液在喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，干燥温度170~200℃，出风温度82~87℃，得粉状小麦水解蛋白。

上述各反应罐体，都需要配备搅拌分散装置和温控探头，从而使各反应罐体中的物料在规定的温度下均匀混合，充分反应；在投料罐和酶解罐中配备pH检测探头，保证pH值符合对应要求。

综上所述，本发明具有以下有益效果：目前生产小麦水解蛋白的原料均为小麦蛋白（即谷朊粉），从谷朊粉生产企业延长产业链、增加产品附加值来考虑，使用湿面筋具有明显的成本优势；同时本方法大幅度地降低了反应所需的用水量，极大地降低了干燥成本，而且充分考虑了不同蛋白酶制剂之间的不同反应条件和协作，从而将碱性蛋白酶提前添加，本方法对酶制剂用量和所采用原料为湿面筋，与其他方法以谷朊粉为原料不同，而且本方法可以得到分子量较小的富含小肽的水解蛋白，促进营养物质的消化吸收，对于谷朊粉生产企业降低干燥成本和延伸产业链具有重要意义，而且营养价值更高。

附图说明

图1为小麦水解蛋白生产工艺流程图；

图2为小麦水解蛋白不同分子量区间分布图（实施例2）；

图3为小麦水解蛋白分子量分布波峰图（实施例2）。

具体实施方式

本实施例中所采用的蛋白酶制剂均为英联酶制剂公司所生产。

实施例1：

如图1所示，一种小麦水解蛋白的工业化生产方法，包括面筋绞碎、料酶混合、酶解反应、高温灭菌和喷雾干燥主要步骤并按以下步骤生产：

(1)在投料罐中加入占投料总量10%的水，通过碱液调节水体pH至9.0，所述碱液及其添加方式是使用1~3mol/L氢氧化钠或者氢氧化钾进行pH调节，通过pH检测探头监测，并适时添加保证pH值为9.0，加热至60℃，打开搅拌分散装置，加入占湿面筋干重0.1%的碱性蛋白酶；

(2)通过台式绞肉机将湿面筋连续匀速的绞碎后打入投料罐，并通过在罐体环管中加入水蒸汽保持料液温度，所述加热方式是通过水蒸汽对物料进行环管加热，水蒸汽不直接加入料液中，不与料液接触，投料完毕后，保持pH在7.5以上，反应30min；

(3)将料液打入酶解罐，加入占湿面筋干重0.3%的复合蛋白酶制剂（0.3%的复合蛋白酶制剂是由中性蛋白酶0.1%、风味蛋白酶0.1%和木瓜蛋白酶0.1%组成），反应时间360min，温度保持58℃；

(4)反应完成的料液打入保温罐，环管加热至85℃灭酶活（高温灭菌）15min；

(5)对灭酶活（高温灭菌）后的料液在喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，干燥温度170~200℃，出风温度84~85℃，得粉状小麦水解蛋白。

上述各反应罐体，都需要配备搅拌分散装置和温控探头，从而使各反应罐体中的物料在规定的温度下均匀混合，充分反应；在投料罐和酶解罐中配备pH检测探头，保证pH值符合对应要求。

实施例2:

如图1所示，一种小麦水解蛋白的工业化生产方法，包括面筋绞碎、料酶混合、酶解反应、高温灭菌和喷雾干燥主要步骤并按以下步骤生产：

(1)在投料罐中加入占投料总量10%的水，通过碱液调节水体pH值，所述碱液及其添加方式是使用1~3mol/L氢氧化钠或者氢氧化钾进行pH调节，通过pH检测探头监测，并适时添加保证pH值为9.0，加热至60℃，打开搅拌分散装置，加入占湿面筋干重0.2%的碱性蛋白酶；

(2)通过台式绞肉机将湿面筋连续匀速的绞碎后打入投料罐，并通过在罐体环管中加入水蒸汽保持料液温度，所述加热方式是通过水蒸汽对物料进行环管加热，水蒸汽不直接加入料液中，不与料液接触，投料完毕后，保持pH在8.0以上，反应30min；

(3)将料液打入酶解罐，加入占湿面筋干重0.7%的复合蛋白酶制剂（0.7%的复合蛋白酶制剂是由中性蛋白酶0.3%、风味蛋白酶0.15%和木瓜蛋白酶0.25%组成），反应时间120min，温度保持55℃；

(4)反应完成的料液打入保温罐，环管加热至85℃灭酶活（高温灭菌）15min；

(5)对灭酶活（高温灭菌）后的料液在喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，干燥温度170~200℃，出风温度84~85℃，得粉状小麦水解蛋白。如图2和图3所示，实施例2制作生产出来的小麦水解蛋白的分子量在1000道尔顿以下的小肽含量达68%以上，分子量在2000道尔顿以下的肽含量高达93%以上，说明此方法能够充分酶解小麦蛋白，而且产物生物活性高、易溶解、易消化和易吸收。

上述各反应罐体，都需要配备搅拌分散装置和温控探头，从而使各反应罐体中的物料在规定的温度下均匀混合，充分反应；在投料罐和酶解罐中配备pH检测探头，保证pH值符合对应要求。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种小麦水解蛋白的工业化生产方法，其特征在于，包括面筋绞碎、料酶混合、酶解反应、高温灭菌和喷雾干燥主要步骤并按以下步骤生产：

(1)在投料罐中加入占投料总量10%~20%的水，使用1~3mol/L氢氧化钠或者氢氧化钾碱液调节pH至9.0，加热至55~60℃，加入占湿面筋干重0.1~0.2%的碱性蛋白酶；

(2)通过台式绞肉机将湿面筋连续匀速的绞碎后打入投料罐，并通过加入水蒸汽保持料液温度，投料完毕后，保持pH在8.5~7.5之间，反应30min；

(3)将料液打入酶解罐，加入占湿面筋干重0.3~0.75%的复合蛋白酶制剂，酶解反应90~360min，温度保持55~60℃；所述复合蛋白酶制剂是由中性蛋白酶、风味蛋白酶和木瓜蛋白酶组成，其中风味蛋白酶占复合蛋白酶制剂比为10~30%之间，其中木瓜蛋白酶占湿面筋干重比在0.05~0.25%之间；

(4)反应完成的料液打入保温罐，加热至80~90℃灭酶活15min；

(5)对灭酶活后的料液在喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，干燥温度170~200℃，出风温度82~87℃，得粉状小麦水解蛋白。

2.根据权利要求1所述的一种小麦水解蛋白的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤（2）中加热方式是通过水蒸汽对物料进行环管加热，水蒸汽不直接加入料液中，不与料液接触。

3.根据权利要求1所述的一种小麦水解蛋白的工业化生产方法，其特征在于：上述各反应罐体，都需要配备搅拌分散装置和温控探头，在投料罐和酶解罐中配备pH检测探头。