CN106509336A - 一种小麦水解蛋白的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小麦水解蛋白的制备方法，属于小麦深加工技术领域。本发明针对目前酶解制备小麦水解蛋白过程中，水解不彻底，水解产物口感差，产品难分离以及成本高的问题，本发明以小麦蛋白为原料，通过双氧水对其进行氧化处理，再通过盐酸、乙酸酐等对其进行改性，增加蛋白溶解性，改善空间结构，随后通过微生物及酶的共同作用，对蛋白进行水解，提高水解速度，最后通过离心除杂，脱色，灭酶等过程，制得小麦水解蛋白。本发明所制得的小麦水解蛋白水解度达22％以上，溶解度达78％以上，制作成本低，对环境无污染。

Description

一种小麦水解蛋白的制备方法
技术领域
本发明涉及一种小麦水解蛋白的制备方法，属于小麦深加工技术领域。
背景技术
小麦蛋白又名活性面筋粉，俗称谷朊粉，是小麦淀粉加工后提取的副产物，是粉末状天然高蛋白聚合物。随着小麦淀粉产量的增大，传统市场对小麦蛋白的需求趋于饱和，因此开发小麦蛋白新用途势在必行。
小麦面粉中一般含有9~14%的蛋白质，常作为小麦淀粉加工的副产物，是一种天然的优质植物蛋白，含有大量的谷氨酸和脯氨酸，其中谷氨酸主要以酰胺键存在，占氨基酸总量的1/3，脯氨酸占氨基酸总量的1/7。根据小麦蛋白的溶解特性，可将小麦蛋白分为麦球蛋白，麦清蛋白，麦谷蛋白和醇溶蛋白。由于小麦面筋蛋白中的羧基都是以酰胺键的形式存在，非极性氨基酸残基较多，分子内疏水作用区域较大，使得小麦蛋白的溶解性很差，影响了蛋白的乳化性、起泡性等其他功能性质，大大限制了它在饮料、乳制品等液体食品中的应用。
对于小麦水解蛋白的制备，主要有化学法、酶法。其中化学法水解过程不易控制，目标产物较低，温度较高，易产生一些有毒有害物质，生产成本亦较高。而酶法，能使肽键断裂而氨基酸的结构构型保持不变，不产生有毒有害物质，且近年来蛋白酶的生产成本逐渐降低，酶解易控制，水解条件温和，因此为了提高蛋白质利用率，从食品安全和保全营养角度出发，蛋白质的酶法水解成为目前制备小麦水解蛋白的研究重点。
酶法改性是一种有前途的改性方法，对酶法改性的研究主要体现在酶制剂的选择、工艺条件的改变和功能性质的提高等方面。但是由于酶解过程易产生副产物，酶解过程难以控制，导致水解不彻底、水解产物口感较差，目标产品难以分离。同时酶制剂价格较高，导致酶的费用约占总成本的20%，加工成本较高，使得小麦水解蛋白的价格高，在市场上难以与其他同类产品竞争，市场推广较难。因此，开发出低廉高效的小麦水解蛋白生产工艺显得十分迫切。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前酶解制备小麦水解蛋白过程中，水解不彻底，水解产物口感差，产品难分离以及成本高的问题，本发明以小麦蛋白为原料，通过双氧水对其进行氧化处理，再通过盐酸、乙酸酐等对其进行改性，增加蛋白溶解性，改善空间结构，随后通过微生物及酶的共同作用，对蛋白进行水解，提高水解速度，最后通过离心除杂，脱色，灭酶等过程，制得小麦水解蛋白。本发明所制得的小麦水解蛋白水解度达22％以上，溶解度达78％以上，制作成本低，对环境无污染。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按固液质量比1:3，取小麦蛋白与质量分数为5％的双氧水放入带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于水浴锅中，设定温度为60～70℃，以130r/min保温搅拌30～40min，随后将三口烧瓶中的混合物放入球磨机中，按球料比10:1，向球磨机中加入钢球，球磨活化30～40min；
（2）在上述球磨活化后收集球磨混合物，按重量份数计，取45～50份球磨混合物、19～22份1.8mol/L盐酸、10～15份乙酸酐及2～4份过硫酸铵，放入高压反应釜中，使用氮气保护，并升压至2～4MPa，设定温度为78～83℃，以160r/min搅拌反应4～7h；
（3）在上述反应结束后，自然冷却至室温，再降压至标准大气压，进行出料，对出料物进行减压过滤，收集滤液，按重量份数计，取50～55份滤液、23～26份琼脂、18～20份蛋白胨、13～16份新鲜长裙竹荪及1～2份胰蛋白酶，放入发酵罐中，使用质量分数为30％氢氧化钠溶液调节pH至6.0～6.5，设定温度为16～22℃，以100r/min搅拌发酵1～2天；
（4）待上述发酵结束后，将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中，以3000r/min离心处理12～16min，收集上清液，随后将上清液与其质量7～9％的活性炭混合脱色后过滤，收集滤液，并放入灭酶机中，设定温度95℃，灭酶15～20min，再进行过滤，将滤液进行喷雾干燥，即可得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得：小麦水解蛋白水解度达22％以上，溶解度达78％以上，乳化性达87.4～93.1％，乳化稳定性达84.2～91.6％。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明所制得的小麦水解蛋白的味道好，气味醇正，适口性好，氨基酸组成齐全；
（2）本发明所制得的小麦水解蛋白水解度达22％以上，溶解度达78％以上，制作成本低，对环境无污染。
具体实施方式
按固液质量比1:3，取小麦蛋白与质量分数为5％的双氧水放入带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于水浴锅中，设定温度为60～70℃，以130r/min保温搅拌30～40min，随后将三口烧瓶中的混合物放入球磨机中，按球料比10:1，向球磨机中加入钢球，球磨活化30～40min；在上述球磨活化后收集球磨混合物，按重量份数计，取45～50份球磨混合物、19～22份1.8mol/L盐酸、10～15份乙酸酐及2～4份过硫酸铵，放入高压反应釜中，使用氮气保护，并升压至2～4MPa，设定温度为78～83℃，以160r/min搅拌反应4～7h；在上述反应结束后，自然冷却至室温，再降压至标准大气压，进行出料，对出料物进行减压过滤，收集滤液，按重量份数计，取50～55份滤液、23～26份琼脂、18～20份蛋白胨、13～16份新鲜长裙竹荪及1～2份胰蛋白酶，放入发酵罐中，使用质量分数为30％氢氧化钠溶液调节pH至6.0～6.5，设定温度为16～22℃，以100r/min搅拌发酵1～2天；待上述发酵结束后，将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中，以3000r/min离心处理12～16min，收集上清液，随后将上清液与其质量7～9％的活性炭混合脱色后过滤，收集滤液，并放入灭酶机中，设定温度95℃，灭酶15～20min，再进行过滤，将滤液进行喷雾干燥，即可得小麦水解蛋白。
实例1
按固液质量比1:3，取小麦蛋白与质量分数为5％的双氧水放入带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于水浴锅中，设定温度为60℃，以130r/min保温搅拌30min，随后将三口烧瓶中的混合物放入球磨机中，按球料比10:1，向球磨机中加入钢球，球磨活化30min；在上述球磨活化后收集球磨混合物，按重量份数计，取45份球磨混合物、22份1.8mol/L盐酸、15份乙酸酐及4份过硫酸铵，放入高压反应釜中，使用氮气保护，并升压至2MPa，设定温度为78℃，以160r/min搅拌反应4h；在上述反应结束后，自然冷却至室温，再降压至标准大气压，进行出料，对出料物进行减压过滤，收集滤液，按重量份数计，取50份滤液、26份琼脂、20份蛋白胨、16份新鲜长裙竹荪及2份胰蛋白酶，放入发酵罐中，使用质量分数为30％氢氧化钠溶液调节pH至6.0，设定温度为16℃，以100r/min搅拌发酵1天；待上述发酵结束后，将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中，以3000r/min离心处理12min，收集上清液，随后将上清液与其质量7％的活性炭混合脱色后过滤，收集滤液，并放入灭酶机中，设定温度95℃，灭酶15min，再进行过滤，将滤液进行喷雾干燥，即可得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得：小麦水解蛋白水解度达22.6％，溶解度达78.9％，乳化性达87.4％，乳化稳定性达84.2％。
实例2
按固液质量比1:3，取小麦蛋白与质量分数为5％的双氧水放入带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于水浴锅中，设定温度为70℃，以130r/min保温搅拌40min，随后将三口烧瓶中的混合物放入球磨机中，按球料比10:1，向球磨机中加入钢球，球磨活化40min；在上述球磨活化后收集球磨混合物，按重量份数计，取50份球磨混合物、19份1.8mol/L盐酸、10份乙酸酐及2份过硫酸铵，放入高压反应釜中，使用氮气保护，并升压至4MPa，设定温度为83℃，以160r/min搅拌反应7h；在上述反应结束后，自然冷却至室温，再降压至标准大气压，进行出料，对出料物进行减压过滤，收集滤液，按重量份数计，取55份滤液、23份琼脂、18份蛋白胨、13份新鲜长裙竹荪及1份胰蛋白酶，放入发酵罐中，使用质量分数为30％氢氧化钠溶液调节pH至6.5，设定温度为22℃，以100r/min搅拌发酵2天；待上述发酵结束后，将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中，以3000r/min离心处理16min，收集上清液，随后将上清液与其质量9％的活性炭混合脱色后过滤，收集滤液，并放入灭酶机中，设定温度95℃，灭酶20min，再进行过滤，将滤液进行喷雾干燥，即可得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得：小麦水解蛋白水解度达23.5％，溶解度达79.9％，乳化性达93.1％，乳化稳定性达91.6％。
实例3
按固液质量比1:3，取小麦蛋白与质量分数为5％的双氧水放入带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于水浴锅中，设定温度为65℃，以130r/min保温搅拌35min，随后将三口烧瓶中的混合物放入球磨机中，按球料比10:1，向球磨机中加入钢球，球磨活化35min；在上述球磨活化后收集球磨混合物，按重量份数计，取48份球磨混合物、20份1.8mol/L盐酸、12份乙酸酐及3份过硫酸铵，放入高压反应釜中，使用氮气保护，并升压至3MPa，设定温度为80℃，以160r/min搅拌反应5h；在上述反应结束后，自然冷却至室温，再降压至标准大气压，进行出料，对出料物进行减压过滤，收集滤液，按重量份数计，取52份滤液、25份琼脂、19份蛋白胨、14份新鲜长裙竹荪及1份胰蛋白酶，放入发酵罐中，使用质量分数为30％氢氧化钠溶液调节pH至6.2，设定温度为18℃，以100r/min搅拌发酵1天；待上述发酵结束后，将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中，以3000r/min离心处理14min，收集上清液，随后将上清液与其质量8％的活性炭混合脱色后过滤，收集滤液，并放入灭酶机中，设定温度95℃，灭酶18min，再进行过滤，将滤液进行喷雾干燥，即可得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得：小麦水解蛋白水解度达23.8％，溶解度达78.8％，乳化性达91.2％，乳化稳定性达90.3％。

Claims (1)

1.一种小麦水解蛋白的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按固液质量比1:3，取小麦蛋白与质量分数为5％的双氧水放入带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于水浴锅中，设定温度为60～70℃，以130r/min保温搅拌30～40min，随后将三口烧瓶中的混合物放入球磨机中，按球料比10:1，向球磨机中加入钢球，球磨活化30～40min；
（2）在上述球磨活化后收集球磨混合物，按重量份数计，取45～50份球磨混合物、19～22份1.8mol/L盐酸、10～15份乙酸酐及2～4份过硫酸铵，放入高压反应釜中，使用氮气保护，并升压至2～4MPa，设定温度为78～83℃，以160r/min搅拌反应4～7h；
（3）在上述反应结束后，自然冷却至室温，再降压至标准大气压，进行出料，对出料物进行减压过滤，收集滤液，按重量份数计，取50～55份滤液、23～26份琼脂、18～20份蛋白胨、13～16份新鲜长裙竹荪及1～2份胰蛋白酶，放入发酵罐中，使用质量分数为30％氢氧化钠溶液调节pH至6.0～6.5，设定温度为16～22℃，以100r/min搅拌发酵1～2天；
（4）待上述发酵结束后，将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中，以3000r/min离心处理12～16min，收集上清液，随后将上清液与其质量7～9％的活性炭混合脱色后过滤，收集滤液，并放入灭酶机中，设定温度95℃，灭酶15～20min，再进行过滤，将滤液进行喷雾干燥，即可得小麦水解蛋白。
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