CN107094986B - 一种改善酸乳质构及流变特性的大豆蛋白酶解产物 - Google Patents

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Abstract

本发明属于食品工业技术领域，公开了一种改善酸乳质构及流变特性的大豆蛋白酶解产物。所述大豆蛋白酶解产物通过如下方法制备得到：采用胰酶和Alcalase碱性蛋白酶中的至少一种与风味蛋白酶对大豆蛋白进行酶解，至水解度达到8％～20％，得到酶解液；将所得酶解液离心除去不溶性物质，得到所述改善酸乳质构及流变特性的大豆蛋白酶解产物。本发明所制备的大豆蛋白酶解产物具有显著改善酸乳质构和流变特性的功效，且对酸乳的风味没有不良影响。

Description

一种改善酸乳质构及流变特性的大豆蛋白酶解产物
技术领域
本发明属于食品工业技术领域，具体涉及一种改善酸乳质构及流变特性的大豆蛋白酶解产物。
背景技术
优质酸乳不仅要求含有较多的益生菌，同时还应具有风味纯正、组织细腻且厚重的感官特性。酸乳的质构和流变特性是表征酸乳感官特性的重要指标，而酸乳的网络结构决定其质构和流变特性。酸乳网络结构与牛奶成分、乳酸菌特性和酸乳制备工艺等密切相关。牛奶成分和制备工艺对酸乳质构和流变特性影响的研究已相当深入，但关于乳酸菌特性的研究还不够成熟。
乳酸菌的生长属于化能异养型，生物合成能力较弱，需要额外补充多种营养物质和生长因子。嗜热链球菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种是酸乳发酵常用菌种，嗜热链球菌是发酵过程中的主要产酸菌，但是由于其蛋白酶活性较弱，分解蛋白能力较差，在发酵前期生长较慢。因此，在发酵底物中添加富含氨基酸、寡肽等的蛋白水解物是促进其增殖和发酵的有效途径。
乳酸菌的大量增殖和乳酸菌代谢途径中关键酶活性的提高促进了多种代谢产物的生成，如乳酸和胞外多糖等等。而这些代谢产物会对酸乳的质构和流变特性产生重要的影响。在发酵过程中，酪蛋白形成凝胶网络体系，但在后期机械搅拌过程中会损伤凝乳微粒，使得束缚在酪蛋白网络结构中乳清流出，导致乳清析出、黏度下降等缺陷。蛋白水解物能控制凝胶的形成，提高酸乳中胞外多糖含量，从而有助于形成更紧密的三维网络结构，有效改善酸乳的品质。
有研究表明，蛋白多肽是比氨基酸更有效的氮源。在含有氨基酸与多肽的培养基中，小分子多肽是乳酸菌利用的主要氮源，主要由于：1)游离氨基酸的吸收容易被其他氨基酸所抑制；2)游离氨基酸比多肽更容易被破坏；3)多肽具有特定的吸收体系，其效率高于氨基酸吸收通道。目前乳酸菌的肽吸收系统已成为研究热点，而这些吸收通道为水解物的应用提供重要的理论基础。据此，通过在牛奶中添加具有改善酸乳质构和流变特性的大豆蛋白功能性肽，可调节乳酸菌的增殖和代谢，从而改善酸乳的质构和流变特性，延长酸乳保质期，对酸乳行业具有重大的经济价值和现实意义。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种改善酸乳质构及流变特性的大豆蛋白酶解产物的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的大豆蛋白酶解产物。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种改善酸乳质构及流变特性的大豆蛋白酶解产物的制备方法，包括如下制备步骤：
采用胰酶和Alcalase碱性蛋白酶中的至少一种与风味蛋白酶对大豆蛋白进行酶解，至水解度达到8％～20％，得到酶解液；将所得酶解液离心除去不溶性物质，得到所述改善酸乳质构及流变特性的大豆蛋白酶解产物。
上述制备方法中，所述的酶解条件优选为：温度45～55℃，料液比1:(7～15)(w/w)。
上述制备方法中，所述酶解的具体步骤为以下(1)～(3)中的任意一种：
(1)先加入胰酶或Alcalase碱性蛋白酶酶解，水解度达到4％～10％时灭酶，然后加入风味蛋白酶酶解，至水解度达到8％～20％后灭酶；
(2)先加入胰酶或Alcalase碱性蛋白酶酶解，水解度达到4～10％时直接加入风味蛋白酶继续酶解，至水解度达到8％～20％后灭酶；
(3)同时加入胰酶和Alcalase碱性蛋白酶中的一种与风味蛋白酶进行酶解，至水解度达到8％～20％后灭酶。
上述制备方法中，所述Alcalase碱性蛋白酶酶解时，控制酶解pH为8.0～9.0；胰酶或风味蛋白酶酶解的pH控制为6.5～7.5。
上述制备方法中，所述的灭酶是指采用80～100℃水浴10～30min，以终止酶解反应控制生物活性肽的分子量。
上述制备方法中，所述的离心条件优选为：温度4～10℃，离心转速6000～10000rpm，时间15～30min。
一种大豆蛋白酶解产物，通过上述方法制备得到。所述大豆蛋白酶解产物可改善酸乳质构及流变特性。
本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
(1)本发明所制备的大豆蛋白酶解产物添加量在50～2000ppm(w/w)具有显著改善酸乳质构和流变特性的功效，且对酸乳的风味没有不良影响；
(2)本发明以大豆蛋白为原料制备功能性肽，蛋白利用率高，生产成本低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
按料液比为1:7(w/w)溶解大豆蛋白，采用氢氧化钠调节大豆蛋白溶液pH至9.0，添加Alcalase碱性蛋白酶，45℃进行酶解反应，采用pH-Stat法控制水解度至4％，90℃水浴灭酶15min，然后利用盐酸调节溶液pH至7.5，加入风味蛋白酶，45℃进行酶解反应，采用pH-Stat法控制水解度至8％，90℃条件水浴灭酶15min，得酶解液。然后将所得酶解液在4℃、6000rpm条件离心30min除去不溶性物质，收集上清液即为具有显著改善酸乳质构和流变特性的大豆蛋白酶解产物。原料的蛋白质回收率达到72％，所得大豆蛋白酶解产物主要为分子量在5000Da以下生物活性肽。
实施例2
按料液比为1:10(w/w)溶解大豆蛋白，采用氢氧化钠调节大豆蛋白溶液pH至8.0，添加Alcalase碱性蛋白酶，55℃进行酶解反应，采用pH-Stat法控制水解度至10％，然后利用盐酸调节溶液pH至7.0，直接加入风味蛋白酶，55℃进行酶解反应，采用pH-Stat法控制水解度至17％，80℃条件水浴灭酶30min，得酶解液。然后将所得酶解液在4℃、8000rpm条件离心20min除去不溶性物质，收集上清液即为具有显著改善酸乳质构和流变特性的大豆蛋白酶解产物。原料的蛋白质回收率达到74％，所得大豆蛋白酶解产物主要为分子量在5000Da以下生物活性肽。
实施例3
按料液比为1:15(w/w)溶解大豆蛋白，采用氢氧化钠和盐酸调节大豆蛋白溶液pH至6.5，同时加入胰酶和风味蛋白酶，50℃进行酶解反应，采用pH-Stat法控制水解度至20％，100℃条件水浴灭酶10min，得酶解液。然后将所得酶解液在10℃、10000rpm条件离心15min除去不溶性物质，收集上清液即为具有显著改善酸乳质构和流变特性的大豆蛋白酶解产物。原料的蛋白质回收率达到
78％，所得大豆蛋白酶解产物主要为分子量在5000Da以下生物活性肽。
本发明所得大豆蛋白酶解产物改善酸乳质构及流变特性的性能测试：
质构特性的测定方法：
利用质构分析仪(英国Stable Micro Systems公司)和AB/E圆柱形塑料探头(直径为45mm)测量酸奶质构特性，采用压缩模式，压缩深度为15mm，触发力为2g，探头在测试前、测试中、测试后的速率分别为2、1、2mm/s。
流变特性的测定方法：
采用HAAKE MARS III旋转流变仪(美国Thermo Fisher Scientific公司)和P60Til Polished转子测量酸奶流变特性。
流体特性：
移取2mL样品于仪器样品台上，在20℃条件保温3min后，设置如下参数：测量温度20℃，板间距1mm，剪切速率从0～60s-1线性增加，时间120s，测量不同剪切速率下酸奶的剪切应力。代入Herschel Bulkley模型(1)拟合流动曲线。
τ＝τ0+Kγn(1)
式中：τ为剪切应力(Pa)，τ0为屈服应力(Pa)，K为稠度系数(Pa·sn)，γ为剪切速率(s-1)，n为流动指数。
蠕变特性：
移取2mL样品于仪器样品台上，在20℃条件保温3min后，设置如下参数：测量温度20℃，板间距1mm，按两段模式测量样品蠕变特性。蠕变：瞬间施加恒定剪切应力，测量形变变化，时间120s；回复：瞬间撤去施加的应力，测量形变变化，时间500s。
以上述方法测定添加300ppm(w/w)本发明所得大豆蛋白酶解产物发酵得到的酸奶(肽组)和未添加大豆蛋白酶解产物发酵得到的酸奶(空白组)的质构及流变特性，结果如表1～3所示。
表1酶解产物(300ppm(w/w))对酸乳贮藏过程中流动曲线拟合参数的影响
Figure BDA0001244224420000051
表2酶解产物(300ppm(w/w))对酸乳贮藏过程中蠕变特性的影响
Figure BDA0001244224420000052
Figure BDA0001244224420000061
表3酶解产物(300ppm(w/w))对酸乳贮藏过程中质构特性的影响
Figure BDA0001244224420000062
从表1结果可以看出：添加量为300ppm(w/w)时，酶解产物能增加酸乳的黏度。选用幂率模型拟合流动曲线，全部曲线的拟合相关系数大于0.99，表明该模型能较好反映酸乳的流动特性。通过比较结果，可发现酶解产物能提高酸乳的屈服应力(τ0)和稠度系数(K)，降低其流动指数(n)。稠度系数对酸乳的黏度具有重要作用。酸乳的流动指数均小于1，为假塑性流体，具有剪切变稀特性。酶解产物可降低酸乳的流动指数，增加其剪切变稀程度。酸乳的流动指数由其剪切形变特性决定，可反映粒子间弱相互作用。酶解产物可能通过促进粒子间弱相互作用降低酸乳的流动指数。
从表2结果可以看出：添加量为300ppm(w/w)时，酶解产物能改善酸乳的蠕变特性，显著提高酸乳的零剪切黏度(η0)、降低其柔量(Je)和最大形变(γmax)，从而提高其静置稳定性，降低其在受力作用下的形变破坏程度。
从表3结果可以看出：添加量为300ppm(w/w)时，酶解产物能改善酸乳的质构特性，有效提高酸乳的稠度、降低其粘性指数。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种大豆蛋白酶解产物在改善酸乳质构及流变特性中的应用，其特征在于所述大豆蛋白酶解产物通过如下方法制备得到：
采用胰酶或Alcalase碱性蛋白酶对大豆蛋白进行酶解，然后加入风味蛋白酶对大豆蛋白进行酶解，至水解度达到8%～20 %，得到酶解液；将所得酶解液离心除去不溶性物质，得到所述改善酸乳质构及流变特性的大豆蛋白酶解产物；
所述酶解的具体步骤为以下（1）或（2）中的任意一种：
（1）先加入胰酶或Alcalase碱性蛋白酶酶解，水解度达到4%～10 %时灭酶，然后加入风味蛋白酶酶解，至水解度达到8%～20 %后灭酶；
（2）先加入胰酶或Alcalase碱性蛋白酶酶解，水解度达到4%～10 %时直接加入风味蛋白酶继续酶解，至水解度达到8%～20 %后灭酶。
2.根据权利要求1所述的一种大豆蛋白酶解产物在改善酸乳质构及流变特性中的应用，其特征在于：所述的酶解条件为：温度45～55 ℃，料液比1:（7～15）。
3.根据权利要求1所述的一种大豆蛋白酶解产物在改善酸乳质构及流变特性中的应用，其特征在于：所述Alcalase碱性蛋白酶酶解时，控制酶解pH为8.0～9.0；胰酶或风味蛋白酶酶解的pH控制为6.5～7.5。
4.根据权利要求1所述的一种大豆蛋白酶解产物在改善酸乳质构及流变特性中的应用，其特征在于：所述的灭酶是指采用80～100 ℃水浴10～30 min。
5.根据权利要求1所述的一种大豆蛋白酶解产物在改善酸乳质构及流变特性中的应用，其特征在于所述的离心条件为：温度4～10 ℃，离心转速6000～10000 rpm，时间15～30min。
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