CN107242347A - 一种以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，该方法采用采摘后不超过6个月的大豆进行脱油、脱溶得到的低温豆粕为原料，经大豆蛋白提取得到蛋白液，蛋白液加入入中性蛋白酶进行一次酶解及二次分离，分离得到的沉淀蛋白溶解于水中，添加碱性蛋白酶进行二次酶解，酶解液经杀菌，喷雾干燥，得到高起泡性大豆蛋白。本发明通过对得到的蛋白液进行加入中性蛋白酶一次水解，分离得到的沉淀蛋白加入碱性蛋白酶进行二次酶解，采用不同的酶进行复合处理，利用效率高，能够不同控制蛋白水解的程度，获得的大豆蛋白起泡性能大大提高，减少了加工成本，实现在线的酶解。
Description
技术领域
本发明涉及一种以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，属于食品加工技术领域。
背景技术
大豆蛋白，即从大豆中分离提取的植物蛋白质。常见的大豆蛋白有大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、大豆组织蛋白等。大豆蛋白具有蛋白质的一般结构，它的结构性质决定了功能性质。常见的功能特性有持水性、乳化性、增稠性、凝胶性、起泡性等。一般肉制品需要大豆蛋白的持水性、保水保油性，豆干、千叶豆腐等产品主要应用大豆蛋白的凝胶性、乳化性等，蛋糕类产品应用大豆蛋白起泡性及泡沫稳定性。
起泡性是指大豆蛋白质在加工中体积的增加率，可起到酥松作用。泡沫是空气分散在液相或半固相而成，由许多空气小滴为一层液态表面活化的可溶性蛋白薄膜所包裹着的群体所组成，降低了空气和水的表面张力。气泡是由于弹性的液态膜或半固体膜分开防止气泡的合并，利用大豆蛋白质的发泡性可以赋予食品以疏松的结构和良好的口感。
大豆蛋白的起泡性受到多种因素的影响，如蛋白中的金属离子含量、蛋白结构、pH值、脂肪类物质的含量等。一般钠离子、钙离子等金属离子含量越高，蛋白的起泡性越好；蛋白的分子结构对于起泡性的影响最大，当蛋白亚基之间的二硫键切断之后能够促进蛋白的起泡性，蛋白的分子量越小越有利于蛋白的起泡性，但是不利于蛋白的起泡稳定性。蛋白分子既有亲水基团，又有疏水基团，因而大豆蛋白具有较强的表面活性。蛋白的表面性质使其能够降低气液的界面张力，从而利于形成气泡。pH值从某种程度上能够促进蛋白的起泡性，脂肪类物质一般是起到消泡的作用。
目前，国内关于起泡性大豆蛋白报道，大都采用成品蛋白改性处理，对分离蛋白直接进行水解，或者在商业大豆蛋白中添加一些添加剂来增加起泡性，这两种方式均是采用大豆蛋白为原料来改善起泡性，都没有实现蛋白产品的直接工业生产，而且蛋白起泡效果不佳。
中国专利文献CN105461788A公开了泡沫稳定型大豆蛋白及其糖接枝技术结合酸性加热制备方法。该方法将大豆蛋白和乳糖分别溶于去离子水中，配制成大豆蛋白溶液和乳糖溶液，混合，搅拌溶解，冻干，得到大豆蛋白‐乳糖混合物；取大豆蛋白‐乳糖混合物干燥箱中，于温度为70～90℃恒温反应，得到大豆蛋白‐乳糖接枝产物；取大豆蛋白‐乳糖接枝产物溶于去离子水，室温搅拌至完全溶解，调节pH至2.0～7.0，水化过夜；70～90℃水浴加热反应，得到目标大豆蛋白。本发明开发出一种糖接枝技术结合酸热处理制备出泡沫稳定型大豆蛋白的方法，操作简便，能够进行连续化生产，具有工业化和规模化的应用价值。与天然大豆蛋白相比，所得目标蛋白具有更高的泡沫稳定性。该种虽然提高了产品的稳定性，但蛋白的起泡功能未得到较大的改善提高。
中国专利文献CN 104304644A公开了一种大豆蛋白的制备方法，包括以下步骤：(1)将大豆蛋白的水溶液在pH4.5-5.0和温度65-75℃条件下加热15-20min，再在pH5.5-5.8和温度78-85℃条件下加热25-45min；(2)加入大豆蛋白质量1.5-2％的米黑根毛霉和大豆蛋白质量的3-10％的羧甲基纤维素钠，在pH5-5.5条件下搅拌75-95min，再在pH5.5-6.5条件下搅拌65-75min；(3)灭酶，冷却，调节pH5-6.8，在10-15℃和400-500rpm条件下超声处理15-20min；(4)冷冻干燥，即可。本发明的大豆蛋白的制备方法制得的大豆蛋白起泡性好，泡沫稳定性佳。采用该方法生产的起泡蛋白是采用已经得到成品大豆蛋白二次加工，经过多次功能性调整生产获得，能源的耗费大，生产过程复杂，工业大生产能力较差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法。
本发明的技术方案如下：
一种以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，采用采摘后不超过6个月的大豆进行脱油、脱溶得到的低温豆粕为原料，包括步骤如下：
(1)大豆蛋白提取
将低温豆粕与水按质量比1:6-1:15的比例混合，水温10-55℃，用液体NaOH调节pH值至7.0-8.5，低速搅拌浸提40-60min，搅拌速度60-70r/min；提取完成后，采用离心分离去除蛋白和不溶性纤维，得到蛋白液；
(2)一次酶解及二次分离
向蛋白液中加入中性蛋白酶进行水解，中性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.1-0.3‰，水解温度控制在25-60℃，水解后进行酸沉，离心分离，得到沉淀蛋白；
(3)二次酶解
将沉淀蛋白溶解于水中，添加碱调节pH值至8.0-9.0，然后添加碱性蛋白酶进行二次酶解，碱性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.1-0.4‰，酶解温度为25-60℃，酶解时间30-60min，得酶解液；
(4)杀菌干燥
步骤(3)得到的酶解液经杀菌，喷雾干燥，得到高起泡性大豆蛋白。
根据本发明优选的，步骤(1)中低温脱脂豆粕与水按质量比1:7-1:8，水温为45-55℃，液体NaOH的质量浓度为30％，pH值控制在7.8-8.2。
根据本发明优选的，步骤(2)中，中性蛋白酶的添加量为蛋白液质量的0.2‰，水解温度控制在55-60℃。
根据本发明优选的，步骤(2)中，采用酸溶液调节料液pH为4.3-4.7，搅拌10-50min进行酸沉，离心得到沉淀蛋白。
进一步优选的，所述酸溶液为盐酸、硫酸、磷酸或冰乙酸的水溶液；优选的，所述的酸溶液为质量浓度为20-40％的盐酸水溶液。
进一步优选的，酸沉pH值为4.5。
根据本发明优选的，步骤(3)中，调节pH所用的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，优选，调节pH所用的碱为氢氧化钾；碱性蛋白酶的添加量为蛋白液质量的0.1-0.2‰。
根据本发明优选的，步骤(3)中，酶解过程中当pH值降至低于7.5时，加入中性蛋白酶，中性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.1-0.5‰。
根据本发明优选的，步骤(3)中，二次酶解温度50-60℃右，酶解时间40min。
根据本发明优选的，步骤(4)中，杀菌温度为120-160℃，杀菌时间控为3-30s；喷雾干燥条件为：送风温度为200～220℃，引风温度为80～90℃，干燥后产品含水量7.0-8.0％，pH值7.0-7.5。
有益效果
本发明与现有技术相比具有如下的优点:
1、本发明通过对得到的蛋白液进行加入中性蛋白酶一次水解，分离得到的沉淀蛋白加入碱性蛋白酶进行二次酶解，采用不同的酶进行复合处理，利用效率高，能够不同控制蛋白水解的程度，获得的大豆蛋白起泡性能大大提高，减少了加工成本，实现在线的酶解。
2、本发明的方法生产过程中能源消耗少，工艺复杂程度低，产品批量生产，可控性强。生产过程中除蛋白提取所需盐酸液碱外，不添加其他食品添加剂，食品安全风险小，最终获取的大豆蛋白产品具备起泡性能高，稳定好等特点。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步具体描述，但本发明的保护范围并不仅仅局限于以下实施例，所述技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容，均可实现本发明的目的。
实施例中，低温豆粕购自山东禹王生态实业有限公司；中性蛋白酶为丹尼斯克中性蛋白酶；碱性蛋白酶为丹尼斯克食品级碱性蛋白酶。
实施例1
一种以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，采用采摘后不超过6个月的大豆进行脱油、脱溶得到的低温豆粕为原料，包括步骤如下：
(1)大豆蛋白提取
将低温豆粕与水按质量比1:8的比例混合，水温50℃，用液体NaOH调节pH值至8.0，低速搅拌浸提40-60min，搅拌速度60-70r/min；提取完成后，采用离心分离去除蛋白和不溶性纤维，得到蛋白液；
(2)一次酶解及二次分离
向蛋白液中加入中性蛋白酶进行水解，中性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.2‰，水解温度控制在55℃，水解后加入20-40％的盐酸水溶液调节pH值为4.5，搅拌30min进行酸沉，离心得到沉淀蛋白。
(3)二次酶解
将沉淀蛋白溶解于水中，添加碱调节pH值至8.0，然后添加碱性蛋白酶进行二次酶解，碱性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.1‰，酶解过程中当pH值降至低于7.5时，加入中性蛋白酶，中性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.1‰，酶解温度为55℃，酶解时间40min，得酶解液；
(4)杀菌干燥
酶解液在135℃杀菌15秒，然后进行喷雾干燥，喷雾干燥温度控制在200-220℃，干燥后产品含水量7.0％，pH值7.0-7.5，得到高起泡性大豆蛋白。
对比例1
一种以豆粕为原料提高大豆蛋白起泡性的方法，按实施例1所述的方法进行，不同之处在于：
步骤(2)中中性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0‰，得到的大豆蛋白与本发明进行泡沫性能对比。
对比例2
一种以豆粕为原料提高大豆蛋白起泡性的方法，按实施例1所述的方法进行，不同之处在于：
步骤(2)中中性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.6‰，得到的大豆蛋白与本发明进行泡沫性能对比。
对比例3
一种以豆粕为原料提高大豆蛋白起泡性的方法，按实施例1所述的方法进行，不同之处在于：
步骤(2)中中性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.8‰。得到的大豆蛋白与本发明进行泡沫性能对比。
泡沫性能检测：
检测方法：
(1)用精密天平准确称量6.00±0.01g大豆蛋白粉倒入200mL烧杯中。
(2)用50mL量筒量取50mL蒸馏水倒入烧杯中。
(3)搅拌：搅拌计时，用玻璃棒搅拌至无干粉状态，继续搅拌至1分钟。
(4)转移：将溶液倒入500ml量筒，用蒸馏水冲洗几次烧杯，将冲洗的溶液全部倒入500ml量筒中。继续加入蒸馏水，直到液面达到量筒的300ml处。
注意：加蒸馏水的过程要贴着量筒壁倒，避免产生气泡。
(5)摇晃：用保鲜膜密封量筒，然后上下晃动1分钟，晃动次数60次左右，保持量筒的垂直，晃动上下幅度不能超过30厘米，实施例1与对比例1-3大豆蛋白性状及得到的泡沫性能见下表1所示。
表1实施例1与对比例1-3大豆蛋白性状及得到的泡沫性能对比
实施例2
一种以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，采用采摘后不超过6个月的大豆进行脱油、脱溶得到的低温豆粕为原料，包括步骤如下：
(1)大豆蛋白提取
将低温豆粕与水按质量比1:9的比例混合，水温45℃，用液体NaOH调节pH值至8.0，低速搅拌浸提40-60min，搅拌速度60-70r/min；提取完成后，采用离心分离去除蛋白和不溶性纤维，得到蛋白液；
(2)一次酶解及二次分离
向蛋白液中加入中性蛋白酶进行水解，中性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.2‰，水解温度控制在55℃，水解后加入20-40％的盐酸水溶液调节pH值为4.5，搅拌30min进行酸沉，离心得到沉淀蛋白。
(3)二次酶解
将沉淀蛋白溶解于水中，添加碱调节pH值至8.5，然后添加碱性蛋白酶进行二次酶解，碱性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.2‰，酶解过程中当pH值降至低于7.5时，加入中性蛋白酶，中性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.2‰，酶解温度为55℃，酶解时间60min，得酶解液；
(4)杀菌干燥
酶解液在135℃杀菌15秒，然后进行喷雾干燥，喷雾干燥温度控制在200-220℃，干燥后产品含水量7.0％，pH值7.0-7.5，得到高起泡性大豆蛋白。
对比例4
一种以豆粕为原料提高大豆蛋白起泡性的方法，按实施例1所述的方法进行，不同之处在于：
步骤(3)中碱性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0‰，得到的大豆蛋白与本发明进行泡沫性能对比。
对比例5
一种以豆粕为原料提高大豆蛋白起泡性的方法，按实施例1所述的方法进行，不同之处在于：
步骤(3)中碱性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.6‰，得到的大豆蛋白与本发明进行泡沫性能对比。
对比例6
一种以豆粕为原料提高大豆蛋白起泡性的方法，按实施例1所述的方法进行，不同之处在于：
步骤(3)中碱性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.8‰。得到的大豆蛋白与本发明进行泡沫性能对比。
对比例7
一种以豆粕为原料提高大豆蛋白起泡性的方法，按实施例1所述的方法进行，不同之处在于：
步骤(3)中酶解时间为5min。得到的大豆蛋白与本发明进行泡沫性能对比。
对比例8
一种以豆粕为原料提高大豆蛋白起泡性的方法，按实施例1所述的方法进行，不同之处在于：
步骤(3)中酶解时间为10min。得到的大豆蛋白与本发明进行泡沫性能对比。
对比例9
一种以豆粕为原料提高大豆蛋白起泡性的方法，按实施例1所述的方法进行，不同之处在于：
步骤(3)中酶解时间为90min。得到的大豆蛋白与本发明进行泡沫性能对比。
实施例2与对比例4-9大豆蛋白性状及得到的泡沫性能见下表2所示。
表2实施例2与对比例4-9大豆蛋白性状及得到的泡沫性能对比
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，采用采摘后不超过6个月的大豆进行脱油、脱溶得到的低温豆粕为原料，包括步骤如下：
(1)大豆蛋白提取
将低温豆粕与水按质量比1:6-1:15的比例混合，水温10-55℃，用液体NaOH调节pH值至7.0-8.5，低速搅拌浸提40-60min，搅拌速度60-70r/min；提取完成后，采用离心分离去除蛋白和不溶性纤维，得到蛋白液；
(2)一次酶解及二次分离
向蛋白液中加入中性蛋白酶进行水解，中性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.1-0.3‰，水解温度控制在25-60℃，水解后进行酸沉，离心分离，得到沉淀蛋白；
(3)二次酶解
将沉淀蛋白溶解于水中，添加碱调节pH值至8.0-9.0，然后添加碱性蛋白酶进行二次酶解，碱性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.1-0.4‰，酶解温度为25-60℃，酶解时间30-60min，得酶解液；
(4)杀菌干燥
步骤(3)得到的酶解液经杀菌，喷雾干燥，得到高起泡性大豆蛋白。
2.根据权利要求1所述的以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，其特征在于，步骤(1)中低温脱脂豆粕与水按质量比1:7-1:8，水温为45-55℃，液体NaOH的质量浓度为30％，pH值控制在7.8-8.2。
3.根据权利要求1所述的以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，其特征在于，步骤(2)中，中性蛋白酶的添加量为蛋白液质量的0.2‰，水解温度控制在55-60℃。
4.根据权利要求1所述的以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，其特征在于，步骤(2)中，采用酸溶液调节料液pH为4.3-4.7，搅拌10-50min进行酸沉，离心得到沉淀蛋白。
5.根据权利要求1所述的以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，其特征在于，所述酸溶液为盐酸、硫酸、磷酸或冰乙酸的水溶液；优选的，所述的酸溶液为质量浓度为20-40％的盐酸水溶液；酸沉pH值为4.5。
6.根据权利要求1所述的以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，其特征在于，步骤(3)中，调节pH所用的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，优选，调节pH所用的碱为氢氧化钾；碱性蛋白酶的添加量为蛋白液质量的0.1-0.2‰。
7.根据权利要求1所述的以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，其特征在于，步骤(3)中，酶解过程中当pH值降至低于7.5时，加入中性蛋白酶，中性蛋白酶的添加量以蛋白干基计为蛋白液质量的0.1-0.5‰。
8.根据权利要求1所述的以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，其特征在于，步骤(3)中，二次酶解温度50-60℃右，酶解时间40min。
9.根据权利要求1所述的以豆粕为原料利用酶复合处理提高大豆蛋白起泡性的方法，其特征在于，步骤(4)中，杀菌温度为120-160℃，杀菌时间控为3-30s；喷雾干燥条件为：送风温度为200～220℃，引风温度为80～90℃，干燥后产品含水量7.0-8.0％，pH值7.0-7.5。
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Denomination of invention: A method for improving foaming property of soybean protein by enzyme composite treatment with soybean meal as raw material Effective date of registration: 20210824 Granted publication date: 20200915 Pledgee: Yucheng Branch of Agricultural Bank of China Ltd. Pledgor: SHANDONG YUWANG ECOLOGICAL FOOD INDUSTRY Co.,Ltd. Registration number: Y2021370000102 |
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Denomination of invention: A Method for Improving the Foaming Property of Soybean Protein by Enzymatic Composite Treatment Using Soybean Meal as Raw Material Effective date of registration: 20230828 Granted publication date: 20200915 Pledgee: Yucheng Branch of Agricultural Bank of China Ltd. Pledgor: SHANDONG YUWANG ECOLOGICAL FOOD INDUSTRY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980053977 |
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