CN105154502A - 一种酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法。以小麦蛋白为原料，通过碱性蛋白酶限制性酶解处理，接着通过谷氨酰胺转氨酶（TG酶）改性处理，获得酶法改性小麦蛋白的肉制品填充剂，所述肉制品填充剂中的蛋白质含量≥78%，淀粉≤4.20%，脂肪≤0.90%，水分≤9.70%，弹性模量为5.60？7.80kPa，热变性温度为56.20？57.80℃。本发明先通过碱性蛋白酶限制性酶解预处理小麦蛋白，从而有利于TG酶对小麦蛋白的交联反应，提高了反应效率；本发明方法反应条件温和，可控性强，操作简单，无毒、副产物产生。
Description
技术领域
本发明属于食品添加剂技术领域，具体涉及一种酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法。
背景技术
肉丸、肉饼和香肠等是日常生活中常见的肉制品，由于其独特的质地和口感而深受广大消费者欢迎。然而，加工过程中较大的蒸煮损失和质构的破坏是这些肉制品所存在的问题。目前，为了降低成本，改善肉类产品的风味和质构，一些非肉类配料，如淀粉、亲水胶体、蛋白质等被广泛用作于肉制品的填充剂。研究表明，这些非肉类填充剂在改善肉类产品的持水性、乳化性、脂肪结合能力和质构等方面起着重要的作用。其中淀粉是用的最多的一种填充剂，它具有胶黏，稳定和增稠的作用；亲水胶体如卡德兰胶，在加热到80℃以上时具有形成坚固，有弹性且热不可逆凝胶的能力，卡拉胶和亚麻籽胶的添加，能够改善肉制品的热稳定性；蛋白质，如蛋清蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白等也具有凝胶化的能力，其中植物蛋白质不仅能够赋予肉制品质构和出品率，还能够平衡肉制品的氨基酸组成，提高其营养价值，因此是一种相对理想的肉制品填充剂。
小麦蛋白是小麦淀粉生产的副产物，其氨基酸组成均衡，是一种产量丰富的植物蛋白资源。小麦蛋白被FDA和GRAS认定为常常被用于食品添加剂而添加到面团增筋剂，营养强化剂，加工助剂，稳定剂，增稠剂等。然而，天然的小麦面筋蛋白其流变性和热稳定性相对较差，主要用作为动物饲料，其应用范围得到了限制。因而，对小麦面筋蛋白进行适当的改性，可开发其新的应用价值。
谷氨酰胺转氨酶(TG酶)是一种能够催化蛋白质肽链上谷氨酰胺残基的γ-羧酰胺基(酰基供体)和一系列酰基受体发生酰基转移的蛋白酶，它可以催化小麦面筋蛋白侧链中的Lys和Gln通过形成ε-(γ-谷氨酰胺)赖氨酸异肽键而发生交联反应，形成高分子量的聚合物，从而达到改善小麦蛋白网络结构，提高其粘弹性的目的。TG酶已经被用于改善鱼糜、大豆蛋白和花生蛋白等食品蛋白质的功能特性。然而，天然的小麦蛋白是一种致密的球蛋白，分子内疏水区域较多，含有大量的谷氨酰胺和脯氨酸，而离子化的侧链却很少，导致其在水中易结块而不易分散。TG酶的作用位点大多埋藏在小麦蛋白分子内部，不利于其发生交联反应。研究表明，对其进行适当的预处理可以使小麦蛋白结构变得松散，活性位点暴露，从而有利于TG酶的交联反应。
目前，对于小麦蛋白的预处理方法有很多，主要可以归纳为物理方法、化学方法和酶法，物理方法虽然无毒副作用，但是作用效果不是很明显，化学方法可能会危害食品安全，蛋白酶限制性酶解技术已作为一种安全、可靠且有效的方法，成为当前研究的热点。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法。
一种酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法，以小麦蛋白为原料，通过碱性蛋白酶限制性酶解处理，接着通过谷氨酰胺转氨酶(TG酶)改性处理，获得酶法改性小麦蛋白的肉制品填充剂，所述肉制品填充剂中的蛋白质含量≥78％，淀粉≤4.20％，脂肪≤0.90％，水分≤9.70％，弹性模量为5.60～7.80kPa，热变性温度为56.20～57.80℃。
一种酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的具体制备操作步骤如下：
(1)限制性酶解
以小麦蛋白为原料，加水配置成质量分数为5％～8％的小麦蛋白浆料，在500rpm转速下搅拌20～30min；在温度55℃条件下，用浓度1M的氢氧化钠溶液调节pH值为7.5～8.5；添加质量分数为0.02％～0.06％的碱性蛋白酶，在100rpm转速搅拌下酶解10～20min；用浓度0.1M的氢氧化钠溶液调节pH调节至7.0，在温度85～100℃条件下灭酶15～30min，冷却至室温；冷冻干燥、粉碎、过80目筛，得到限制性酶解小麦蛋白粉；
(2)TG酶改性：
加水将限制性酶解小麦蛋白粉配制为质量浓度10～15％的浆料，在温度55℃条件下，用浓度0.1M的氢氧化钠溶液调节pH值为7.0，添加谷氨酰胺转氨酶15～25U/g，反应1～2h；迅速冰水中冷却，冷冻干燥、粉碎、过80目筛，得到酶法改性小麦蛋白的肉制品填充剂。
所述小麦蛋白为谷朊粉。
所述碱性蛋白酶的酶活力为20万U/g，谷氨酰胺转氨酶(TG酶)的酶活力为1000U/g。
本发明的有益技术效果体现在以下几个方面：
1、本发明先通过碱性蛋白酶限制性酶解预处理小麦蛋白，从而有利于TG酶对小麦蛋白的交联反应，提高了反应效率。
2、本发明方法反应条件温和，可控性强，操作简单，无毒、副产物产生。
3、本发明方法制备的肉制品填充剂，其蛋白质含量≥78％，淀粉≤4.20％，脂肪≤0.90％，水分≤9.70％，弹性模量为5.60～7.80kPa，热变性温度为56.20～57.80℃，对于开发小麦蛋白的深度利用具有重要意义。
4、本发明方法制备的肉制品填充剂添加到肉制品中，对肉制品的出品率、保水性和质构改善明显，肉丸的出品率为119.50～126.00％，保水性为91.00～95.50％，硬度为11600～14300g，弹性为0.900～0.930，胶黏性为7700～10700，咀嚼性为7400～9980。
附图说明
图1为未添加填充剂的肉丸微观结构电镜图；
图2为实施例2中的肉丸的微观结构电镜图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地说明。
实施例1
本发明酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法，具体步骤如下：
(1)准确称取80g谷朊粉(小麦蛋白)分散于1000ml蒸馏水中，在500rpm转速下搅拌20min。将小麦蛋白浆液置于55℃的水浴锅中，在500rpm转速下搅拌20min，用1M的NaOH溶液将pH调节至8.5，然后向小麦蛋白浆液中添加其质量百分比为0.02％的碱性蛋白酶，碱性蛋白酶的酶活力为20万U/g；以100rpm转速搅拌酶解15min，酶解结束后，将酶解液用0.1M的NaOH溶液调节pH至7.0，将小麦蛋白浆料迅速转移至95℃的水浴锅中灭酶20min，冷却至室温后，进行冷冻干燥、粉碎、过80目筛，得限制性酶解小麦蛋白粉。
(2)准确称取20g限制性酶解的小麦蛋白粉分散于200ml蒸馏水中，置于50℃的水浴锅中，在500rpm转速下搅拌20min，，用0.1M的NaOH溶液调节pH至7.0，添加谷氨酰胺转氨酶20U/g小麦蛋白，谷氨酰胺转氨酶(TG酶)的酶活力为1000U/g，反应2h；待反应完成后，迅速将小麦蛋白浆料转移至冰水中冷却，然后进行冷冻干燥、粉碎、过80目筛，得酶法改性小麦蛋白粉肉制品填充剂。本制备方法原料小麦蛋白经限制性酶解后结构伸展，谷氨酰胺残基暴露，有利于谷氨酰胺转氨酶的交联反应，最终得到的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂，其蛋白质含量为78.62％，淀粉含量4.06％，脂肪含量0.86％，水分含量9.45％，弹性模量为6.93kPa，热变性温度为56.21℃。
将本法制备的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂作为填充剂添加到肉制品中，对肉制品的出品率、保水性和质构改善明显。将制得的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂以肉糜质量的15％添加到肉丸中，肉丸的制备方法如下：选取市售猪前腿肉，剔除脂肪和结缔组织，称取100g，切成高5mm的立方体，添加2g的食用盐，在4℃条件下腌制12h。将腌制好的猪肉放入在搅拌机中绞碎，在搅拌过程中添加30g的冰水，然后添加15g的改性小麦蛋白。搅拌完成后，将所得的肉糜揉捏成直径约2cm的球体，然后置于100℃的沸水浴中煮沸30min，蒸煮结束后将所得肉丸冷却至室温，即获得肉丸。对所得的肉丸测定其出品率、保水性和质构，测定结果如下表所示。
由此可知，本法制备的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂对肉制品的出品率、保水性和质构改善明显，可使肉制品的出品率、保水性、硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性分别提高了11.04％、16.66％、74.42％、4.03％、68.41％和87.25％。
实施例2
本发明酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法，具体步骤如下：
(1)准确称取60g谷朊粉(小麦蛋白)分散于1000ml蒸馏水中，在500rpm转速下搅拌20min。将小麦蛋白浆液置于50℃的水浴锅中，在500rpm转速下搅拌20min，用1M的NaOH溶液将pH调节至8.0，然后向小麦蛋白浆液中添加其质量百分比为0.04％的碱性蛋白酶，碱性蛋白酶的酶活力为20万U/g；以100rpm转速搅拌酶解10min，酶解结束后，将酶解液用0.1M的NaOH调节pH至7.0，将小麦蛋白浆料迅速转移至95℃的水浴锅中灭酶15min，冷却至室温后，进行冷冻干燥、粉碎、过80目筛，得限制性酶解小麦蛋白粉。
(2)准确称取20g限制性酶解的小麦蛋白粉分散于200ml蒸馏水中，置于45℃的水浴锅中，在500rpm转速下搅拌20min，，用0.1M的NaOH调节pH至7.0，添加谷氨酰胺转氨酶20U/g小麦蛋白，谷氨酰胺转氨酶(TG酶)的酶活力为1000U/g，反应1.5h；待反应完成后，迅速将小麦蛋白浆料转移至冰水中冷却，然后进行冷冻干燥、粉碎、过80目筛，得酶法改性小麦蛋白粉肉制品填充剂。本制备方法原料小麦蛋白经限制性酶解后结构伸展，谷氨酰胺残基暴露，有利于谷氨酰胺转氨酶的交联反应，最终得到的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂，其蛋白质含量为78.43％，淀粉含量4.12％，脂肪含量0.85％，水分含量9.21％，弹性模量为7.76kPa，热变性温度为57.69℃。
将本法制备的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂作为填充剂添加到肉制品中，对肉制品的出品率、保水性和质构改善明显。将制得的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂以肉糜质量的15％添加到肉丸中，肉丸的制备方法如下：选取市售猪前腿肉，剔除脂肪和结缔组织，称取100g，切成高5mm的立方体，添加2g的食用盐，在4℃条件下腌制12h。将腌制好的猪肉放入在搅拌机中绞碎，在搅拌过程中添加30g的冰水，然后添加15g的改性小麦蛋白。搅拌完成后，将所得的肉糜揉捏成直径约2cm的球体，然后置于100℃的沸水浴中煮沸30min，蒸煮结束后将所得肉丸冷却至室温，即获得肉丸。对所得的肉丸测定其出品率、保水性和质构，测定结果如下表所示。
由此可知，本法制备的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂对肉制品的出品率、保水性和质构改善明显，可使肉制品的出品率、保水性、硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性分别提高了15.47％、18.27％、97.05％、6.68％、108.08％和124.21％。添加本方法制备的填充剂的肉丸微观结构见图2所示，未添加填充剂的肉丸微观结构见图1所示。
实施例3
本发明酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法，具体步骤如下：
(1)准确称取50g谷朊粉(小麦蛋白)分散于1000ml蒸馏水中，在500rpm转速下搅拌20min。将小麦蛋白浆液置于50℃的水浴锅中，在500rpm转速下搅拌20min，用1M的NaOH溶液将pH调节至8.0，然后向小麦蛋白浆液中添加其质量百分比为0.06％的碱性蛋白酶，碱性蛋白酶的酶活力为20万U/g，以100rpm转速搅拌酶解10min，酶解结束后，将酶解液用0.1M的NaOH调节pH至7.0，将小麦蛋白浆料迅速转移至90℃的水浴锅中灭酶15min，冷却至室温后，进行冷冻干燥、粉碎、过80目筛，得限制性酶解小麦蛋白粉。
(2)准确称取25g限制性酶解的小麦蛋白粉分散于200ml蒸馏水中，置于45℃的水浴锅中，在500rpm转速下搅拌20min，，用0.1M的NaOH调节pH至7.0，添加谷氨酰胺转氨酶25U/g小麦蛋白，谷氨酰胺转氨酶(TG酶)的酶活力为1000U/g，反应1h；待反应完成后，迅速将小麦蛋白浆料转移至冰水中冷却，然后进行冷冻干燥、粉碎、过80目筛，得酶法改性小麦蛋白粉肉制品填充剂。
本制备方法原料小麦蛋白经限制性酶解后结构伸展，谷氨酰胺残基暴露，有利于谷氨酰胺转氨酶的交联反应，最终得到的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂，其蛋白质含量为78.45％，淀粉含量4.11％，脂肪含量0.88％，水分含量9.57％，弹性模量为5.63kPa，热变性温度为57.24℃。
将本法制备的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂作为填充剂添加到肉制品中，对肉制品的出品率、保水性和质构改善明显。将制得的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂以肉糜质量的12％添加到肉丸中，肉丸的制备方法如下：选取市售猪前腿肉，剔除脂肪和结缔组织，称取100g，切成高5mm的立方体，添加2g的食用盐，在4℃条件下腌制12h。将腌制好的猪肉放入在搅拌机中绞碎，在搅拌过程中添加30g的冰水，然后添加15g的改性小麦蛋白。搅拌完成后，将所得的肉糜揉捏成直径约2cm的球体，然后置于100℃的沸水浴中煮沸30min，蒸煮结束后将所得肉丸冷却至室温，即获得肉丸。对所得的肉丸测定其出品率、保水性和质构，测定结果如下表所示。
由此可知，本法制备的改性小麦蛋白粉肉制品填充剂对肉制品的出品率、保水性和质构改善明显，可使肉制品的出品率、保水性、硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性分别提高了9.87％、13.13％、61.96％、5.30％、51.14％和66.81％。
Claims (4)
1.一种酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法，其特征在于，以小麦蛋白为原料，通过碱性蛋白酶限制性酶解处理，接着通过谷氨酰胺转氨酶(TG酶)改性处理，获得酶法改性小麦蛋白的肉制品填充剂，所述肉制品填充剂中的蛋白质含量≥78％，淀粉≤4.20％，脂肪≤0.90％，水分≤9.70％，弹性模量为5.60～7.80kPa，热变性温度为56.20～57.80℃。
2.根据权利要求1所述的一种酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法，其特征在于，具体制备操作步骤如下：
(1)限制性酶解
以小麦蛋白为原料，加水配置成质量分数为5％～8％的小麦蛋白浆料，在500rpm转速下搅拌20～30min；在温度55℃条件下，用浓度1M的氢氧化钠溶液调节pH值为7.5～8.5；添加质量分数为0.02％～0.06％的碱性蛋白酶，在100rpm转速搅拌下酶解10～20min；用浓度0.1M的氢氧化钠溶液调节pH调节至7.0，在温度85～100℃条件下灭酶15～30min，冷却至室温；冷冻干燥、粉碎、过80目筛，得到限制性酶解小麦蛋白粉；
(2)TG酶改性：
加水将限制性酶解小麦蛋白粉配制为质量浓度10～15％的浆料，在温度55℃条件下，用浓度0.1M的氢氧化钠溶液调节pH值为7.0，添加谷氨酰胺转氨酶15～25U/g，反应1～2h；迅速冰水中冷却，冷冻干燥、粉碎、过80目筛，得到酶法改性小麦蛋白的肉制品填充剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法，其特征在于，所述小麦蛋白为谷朊粉。
4.根据权利要求1或2所述的一种酶法改性小麦蛋白制备肉制品填充剂的方法，其特征在于，所述碱性蛋白酶的酶活力为20万U/g，谷氨酰胺转氨酶(TG酶)的酶活力为1000U/g。
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