CN107385002A - 一种鹰嘴豆淀粉与鹰嘴豆可溶蛋白的联产技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鹰嘴豆淀粉与鹰嘴豆可溶蛋白的联产技术，该技术包括如下步骤：(1)原料的预处理；(2)复合酶法制备鹰嘴豆淀粉；(3)复合酶分离鹰嘴豆可溶蛋白；(4)换热灭酶；(5)膜法纯化鹰嘴豆可溶蛋白。本发明方法采用复合酶法同步生产制备鹰嘴豆淀粉，同步实现鹰嘴豆可溶蛋白的制备及纯化工艺，该工艺制备所得成品得率较高，产品品质好，最大可能的保留产品的功能特性。

Description

一种鹰嘴豆淀粉与鹰嘴豆可溶蛋白的联产技术

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，尤其是涉及一种利用酶法工艺生产鹰嘴豆淀粉，同步实现鹰嘴豆可溶蛋白的分离及纯化的方法。

背景技术

鹰嘴豆是世界第二大消费豆类，一种优质的植物蛋白质资源，其营养成分齐全，含量丰富。其中碳水化合物和蛋白质约占籽粒干重的80％，与其它豆类相比具有脂肪含量较低的优势。除此之外，还含有丰富的食用纤维、微量元素及维生素等。鹰嘴豆淀粉中的慢消化淀粉与抗性淀粉含量较高，且血糖生成指数GI较低，符合低GI淀粉的分类标准，长期食用该种淀粉对人体健康有益可以降低血糖等。鹰嘴豆蛋白的8种必需氨基酸齐全，没有限制性氨基酸存在，是一种非常好的全价蛋白。但是鹰嘴豆蛋白的多肽链紧密折叠在一起，结构紧密且稳定，因此鹰嘴豆蛋白的体内消化率和生物效价不是特别理想，故鹰嘴豆可溶蛋白产品就可以解决大分子蛋白不易消化吸收的难题。现在已有的技术在分离鹰嘴豆淀粉与蛋白时，普遍采用的是碱溶酸沉的工艺。碱溶酸沉方法在较为极致的条件下进行，强碱性对蛋白具有一定的破坏作用，该法制备所得蛋白的得率较低，且主要提取的蛋白为球蛋白，失去了一些其他功效的组分。由于碱溶酸沉过程中加入了大量盐，对最终产品的口感带来不良的影响。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种鹰嘴豆淀粉与鹰嘴豆可溶蛋白的联产技术。本发明方法采用复合酶法同步生产制备鹰嘴豆淀粉，同步实现鹰嘴豆可溶蛋白的制备及纯化工艺，该工艺制备所得成品得率较高，产品品质好，最大可能的保留产品的功能特性。

本发明的技术方案如下：

一种鹰嘴豆淀粉与鹰嘴豆可溶蛋白的联产技术，该技术包括如下步骤：

(1)原料的预处理：将鹰嘴豆以亚硫酸钠溶液浸泡后，去皮、粉碎机粉碎、胶体磨打浆、过筛、制得鹰嘴豆豆浆；

(2)复合酶法制备鹰嘴豆淀粉：将步骤(1)制得的鹰嘴豆豆浆打入反应罐内，加碱调pH为7.2-8.0，加入干物质0.1-0.5％的碱性蛋白酶，40-55℃反应0.5-2h，后续再加入干物质0.1-0.5％的中性蛋白酶，继续水解1-3h，反应结束后打入旋流洗涤，旋流重相经过真空转鼓过滤机干燥脱水，气流干燥制得鹰嘴豆淀粉；

(3)复合酶分离鹰嘴豆可溶蛋白：在步骤(2)中鹰嘴豆淀粉的旋流轻相加入干物质0.2-0.8％的中温淀粉酶后，换热至70-90℃反应2-5h后，降温至40-55℃，加入干物质0.1-0.5％的中性蛋白酶继续水解1-3h，制得鹰嘴豆可溶蛋白的水解液；

(4)换热灭酶：鹰嘴豆可溶蛋白水解液换热至85℃-95℃，保温10-20min；

(5)膜法纯化鹰嘴豆可溶蛋白：分别以超滤与纳滤两道膜复合方式，对鹰嘴豆可溶蛋白水解液进行纯化分离，最终经过喷雾干燥制备得鹰嘴豆可溶蛋白粉。

步骤(1)中所述原料预处理的具体步骤为：鹰嘴豆在质量浓度为0.2-0.8％的亚硫酸钠溶液中常温浸泡8-16h，弃去溶液，用水清洗干净后，加水粉碎机粉碎后物料过筛，除去鹰嘴豆纤维，粉碎后细度达到60-100目，鹰嘴豆豆浆中干物质含量在5-15％。

步骤(2)中所述碱性蛋白酶为枯草芽孢杆菌蛋白酶、地衣芽孢杆菌蛋白酶、短小芽孢杆菌蛋白酶、解淀粉芽孢杆菌蛋白酶、灰色链霉菌蛋白酶中的一种或多种；所述中性蛋白酶为米曲霉蛋白酶、灰色链霉菌蛋白酶、芽孢杆菌蛋白酶、耐热解蛋白芽孢杆菌蛋白酶中的一种或多种。

步骤(3)中所述中温淀粉酶为淀粉液化杆菌淀粉酶、枯草芽孢杆菌淀粉酶、解淀粉芽孢杆菌淀粉酶中的一种或多种；所述中性蛋白酶为米曲霉蛋白酶、灰色链霉菌蛋白酶、芽孢杆菌蛋白酶、耐热解蛋白芽孢杆菌蛋白酶中的一种或多种。此步骤可以有效去除料液中残留的难水解的糊精，同时经过一定高温处理可以更利于后续蛋白酶的水解，提高鹰嘴豆可溶蛋白的酶解效果。

步骤(5)中所述超滤采用截留分子量为80000的过滤膜；所述纳滤采用截留分子量为150-300的过滤膜。

复合酶反应过程中加碱调pH为7.2-8.0，待碱性蛋白酶反应pH下降至中性时加入中性蛋白酶继续水解反应。

本发明有益的技术效果在于：

1、本发明对鹰嘴豆进行原料预处理，利用亚硫酸钠对植物性食品内的氧化酶有强烈的抑制作用，在浸泡过程中保护鹰嘴豆不发生褐变反应，同时更利于鹰嘴豆外表皮的剥离，浸泡结束后对豆子进行充分清洗，尽可能降低亚硫酸钠的残留；后续对鹰嘴豆进行粉碎处理，过筛去除物料中的纤维物质，残留的纤维物质对后续淀粉以及蛋白的酶解反应均有不利的影响因素，纤维物质与蛋白分子及淀粉分子结合缠绕在一起，对酶与底物分子的结合产生阻力，影响反应效果。

2、本发明采用复合酶法制备鹰嘴豆淀粉，物料调节至弱碱性后加入碱性蛋白酶，碱性蛋白酶在反应初始对蛋白分子具有较强的分解作用，可以将结合在淀粉颗粒表面的蛋白迅速降解，料液的总体pH也迅速下降至中性范围，此时加入中性蛋白酶。微生物产生的中性蛋白酶的最适作用底物是一些被剪切的氨基端带有疏水基团的蛋白分子，故加入中性蛋白酶利于鹰嘴豆淀粉中蛋白含量的进一步降低。且复合酶法制备所得鹰嘴豆淀粉的工艺较为柔和，淀粉分子没有经历强碱性环境，对淀粉分子的结构损伤较小，最终淀粉产品的品质较好。

3、本发明采用复合酶法制备鹰嘴豆可溶蛋白，对制备淀粉所得旋流轻相中的蛋白进行提纯分离；制备淀粉所得旋流轻相中含有一定量的淀粉及糊精，在中温条件下降解淀粉分子，低温可以尽可能的降低对可溶蛋白功能特性的影响，蛋白酶水解前增加淀粉酶作用，更利于蛋白酶对蛋白的水解作用，制备生物利用率更高的鹰嘴豆可溶蛋白。

4、本发明使用超滤与纳滤两道膜工序，首先通过超滤拦截掉一些未水解的生物大分子物质，也作为对后道纳滤膜的保护。后道纳滤作为分离糖装置，起到分离鹰嘴豆可溶蛋白水解液中的可溶性小分子糖类的作用，并对鹰嘴豆可溶蛋白起到浓缩的作用。最终得到纯度较高，保留一定活性，生物利用率更高的鹰嘴豆可溶蛋白。

5、本发明复合酶法与碱溶酸沉法工艺比较，具有得率高，产品性质好的优势；本发明采用复合酶法制备得鹰嘴豆淀粉，较碱法相比，鹰嘴豆淀粉颗粒受到的破坏较小，所得鹰嘴豆可溶蛋白较碱溶酸沉制备鹰嘴豆分离蛋白而言，具有更好的生物利用价值，提高了鹰嘴豆蛋白的营养价值。鹰嘴豆具有降血糖抗氧化等多种功效，本技术实现了鹰嘴豆淀粉与鹰嘴豆可溶蛋白联产的这一难题，进一步提高了鹰嘴豆的附加值。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行具体描述。

实施例1

一种鹰嘴豆淀粉与鹰嘴豆可溶蛋白的联产技术，该技术包括如下步骤：

(1)原料的预处理：将鹰嘴豆在质量浓度为0.2％的亚硫酸钠溶液中常温浸泡16h，弃去溶液，用水清洗干净，去皮、粉碎机粉碎、胶体磨打浆、过筛、除去鹰嘴豆纤维，粉碎后细度达到60目，鹰嘴豆豆浆中干物质含量在5％，制得鹰嘴豆豆浆；

(2)复合酶法制备鹰嘴豆淀粉：将鹰嘴豆豆浆打入反应罐内，加碱调pH为7.2，加入干物质0.1％的碱性蛋白酶(枯草芽孢杆菌蛋白酶、解淀粉芽孢杆菌蛋白酶、地衣芽孢杆菌蛋白酶质量比为2:2:1)，40℃反应2h，后续再加入干物质0.1％的中性蛋白酶(米曲霉蛋白酶、灰色链霉菌蛋白酶质量比为3:1)，继续水解1h，反应结束后打入旋流洗涤，旋流重相经过真空转鼓过滤机干燥脱水，气流干燥制得鹰嘴豆淀粉；

(3)复合酶分离鹰嘴豆可溶蛋白：鹰嘴豆淀粉的旋流轻相加入干物质0.8％中温淀粉酶(淀粉液化杆菌淀粉酶、解淀粉芽孢杆菌淀粉酶质量比为3:1)后，换热至90℃反应2h后，降温至40℃，加入干物质0.1％的中性蛋白酶(米曲霉蛋白酶、灰色链霉菌蛋白酶质量比为3:1)继续水解3h，制得鹰嘴豆可溶蛋白的水解液；

(4)换热灭酶：鹰嘴豆可溶蛋白水解液换热至85℃，保温20min；

(5)膜法纯化鹰嘴豆可溶蛋白：分别以截留分子量为80000的超滤与截留分子量为150纳滤两道膜复合方式，对鹰嘴豆可溶蛋白水解液进行纯化分离，最终经过喷雾干燥制备得鹰嘴豆可溶蛋白粉。

实施例2

一种鹰嘴豆淀粉与鹰嘴豆可溶蛋白的联产技术，该技术包括如下步骤：

(1)原料的预处理：将鹰嘴豆在质量浓度为0.5％的亚硫酸钠溶液中常温浸泡12h，弃去溶液，用水清洗干净，去皮、粉碎机粉碎、胶体磨打浆、过筛、除去鹰嘴豆纤维，粉碎后细度达到80目，鹰嘴豆豆浆中干物质含量在10％，制得鹰嘴豆豆浆；

(2)复合酶法制备鹰嘴豆淀粉：将鹰嘴豆豆浆打入反应罐内，加碱调pH为7.6，加入干物质0.3％的碱性蛋白酶(枯草芽孢杆菌蛋白酶、解淀粉芽孢杆菌蛋白酶、短小芽孢杆菌蛋白酶质量比为2:2:1)，50℃反应1h，后续再加入干物质0.3％的中性蛋白酶(米曲霉蛋白酶、芽孢杆菌蛋白酶质量比3:1)，继续水解2h，反应结束后打入旋流洗涤，旋流重相经过真空转鼓过滤机干燥脱水，气流干燥制得鹰嘴豆淀粉；

(3)复合酶分离鹰嘴豆可溶蛋白：鹰嘴豆淀粉的旋流轻相加入干物质0.5％中温淀粉酶(淀粉液化杆菌淀粉酶、枯草芽孢杆菌淀粉酶质量比为3:1)后，换热至80℃反应3h后，降温至50℃，加入干物质0.3％的中性蛋白酶(米曲霉蛋白酶、芽孢杆菌蛋白酶质量比3:1)继续水解2h，制得鹰嘴豆可溶蛋白的水解液；

(4)换热灭酶：鹰嘴豆可溶蛋白水解液换热至90℃，保温15min；

(5)膜法纯化鹰嘴豆可溶蛋白：分别以截留分子量为80000的超滤与截留分子量为200纳滤两道膜复合方式，对鹰嘴豆可溶蛋白水解液进行纯化分离，最终经过喷雾干燥制备得鹰嘴豆可溶蛋白粉。

实施例3

一种鹰嘴豆淀粉与鹰嘴豆可溶蛋白的联产技术，该技术包括如下步骤：

(1)原料的预处理：将鹰嘴豆在质量浓度为0.8％的亚硫酸钠溶液中常温浸泡8h，弃去溶液，用水清洗干净，去皮、粉碎机粉碎、胶体磨打浆、过筛、除去鹰嘴豆纤维，粉碎后细度达到100目，鹰嘴豆豆浆中干物质含量在15％，制得鹰嘴豆豆浆；

(2)复合酶法制备鹰嘴豆淀粉：将鹰嘴豆豆浆打入反应罐内，加碱调pH为8.0，加入干物质0.5％的碱性蛋白酶(枯草芽孢杆菌蛋白酶、解淀粉芽孢杆菌蛋白酶、灰色链霉菌蛋白酶质量比为2:2:1)，55℃反应2h，后续再加入干物质0.5％的中性蛋白酶(米曲霉蛋白酶、耐热解蛋白芽孢杆菌蛋白酶质量比为3:1)，继续水解3h，反应结束后打入旋流洗涤，旋流重相经过真空转鼓过滤机干燥脱水，气流干燥制得鹰嘴豆淀粉；

(3)复合酶分离鹰嘴豆可溶蛋白：鹰嘴豆淀粉的旋流轻相加入干物质0.2％中温淀粉酶(淀粉液化杆菌淀粉酶、枯草芽孢杆菌淀粉酶、解淀粉芽孢杆菌淀粉酶质量比为2:1:1)后，换热至70℃反应2h后，降温至55℃，加入干物质0.5％的中性蛋白酶(米曲霉蛋白酶、耐热解蛋白芽孢杆菌蛋白酶质量比为3:1)继续水解1h，制得鹰嘴豆可溶蛋白的水解液；

(4)换热灭酶：鹰嘴豆可溶蛋白水解液换热至95℃，保温10min；

(5)膜法纯化鹰嘴豆可溶蛋白：分别以截留分子量为80000的超滤与截留分子量为300纳滤两道膜复合方式，对鹰嘴豆可溶蛋白水解液进行纯化分离，最终经过喷雾干燥制备得鹰嘴豆可溶蛋白粉。

测试例

分别对实施例1～3所得的鹰嘴豆淀粉和鹰嘴豆可溶蛋白粉进行性能测试，测试结果如表1所示。

表1

注：蛋白含量测试：参照国标GB 5009.5-2016食品安全国家标准食品中蛋白质的测定。

淀粉含量测试：参照国标GB 5009.9-2016食品安全国家标准食品中淀粉的测定。

由表1数据可以看出鹰嘴豆淀粉的蛋白含量均小于0.5％，达到合格的标准，且回收率也较高，本发明达到85％以上，而一般常规碱溶酸沉法制备淀粉的得率最多在80％；本发明方法鹰嘴豆可溶蛋白可以提纯到纯度接近90％，一般常规碱溶酸沉法制备蛋白的得率在60％左右，可见本发明方法淀粉和蛋白回收率均较高，该联产方法效果好，而且可以实现工业化生产。

Claims (5)

1.一种鹰嘴豆淀粉与鹰嘴豆可溶蛋白的联产技术，其特征在于该技术包括如下步骤：

(1)原料的预处理：将鹰嘴豆以亚硫酸钠溶液浸泡后，去皮、粉碎机粉碎、胶体磨打浆、过筛、制得鹰嘴豆豆浆；

(2)复合酶法制备鹰嘴豆淀粉：将步骤(1)制得的鹰嘴豆豆浆打入反应罐内，加碱调pH为7.2-8.0，加入干物质0.1-0.5％的碱性蛋白酶，40-55℃反应0.5-2h，后续再加入干物质0.1-0.5％的中性蛋白酶，继续水解1-3h，反应结束后打入旋流洗涤，旋流重相经过真空转鼓过滤机干燥脱水，气流干燥制得鹰嘴豆淀粉；

(3)复合酶分离鹰嘴豆可溶蛋白：在步骤(2)中鹰嘴豆淀粉的旋流轻相加入干物质0.2-0.8％的中温淀粉酶后，换热至70-90℃反应2-5h后，降温至40-55℃，加入干物质0.1-0.5％的中性蛋白酶继续水解1-3h，制得鹰嘴豆可溶蛋白的水解液；

(4)换热灭酶：鹰嘴豆可溶蛋白水解液换热至85℃-95℃，保温10-20min；

(5)膜法纯化鹰嘴豆可溶蛋白：分别以超滤与纳滤两道膜复合方式，对鹰嘴豆可溶蛋白水解液进行纯化分离，最终经过喷雾干燥制备得鹰嘴豆可溶蛋白粉。

2.根据权利要求1所述的技术，其特征在于步骤(1)中所述原料预处理的具体步骤为：鹰嘴豆在质量浓度为0.2-0.8％的亚硫酸钠溶液中常温浸泡8-16h，弃去溶液，用水清洗干净后，加水粉碎机粉碎后物料过筛，除去鹰嘴豆纤维，粉碎后细度达到60-100目，鹰嘴豆豆浆中干物质含量在5-15％。

3.根据权利要求1所述的技术，其特征在于步骤(2)中所述碱性蛋白酶为枯草芽孢杆菌蛋白酶、地衣芽孢杆菌蛋白酶、短小芽孢杆菌蛋白酶、解淀粉芽孢杆菌蛋白酶、灰色链霉菌蛋白酶中的一种或多种；所述中性蛋白酶为米曲霉蛋白酶、灰色链霉菌蛋白酶、芽孢杆菌蛋白酶、耐热解蛋白芽孢杆菌蛋白酶中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的技术，其特征在于步骤(3)中所述中温淀粉酶为淀粉液化杆菌淀粉酶、枯草芽孢杆菌淀粉酶、解淀粉芽孢杆菌淀粉酶中的一种或多种；所述中性蛋白酶为米曲霉蛋白酶、灰色链霉菌蛋白酶、芽孢杆菌蛋白酶、耐热解蛋白芽孢杆菌蛋白酶中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的技术，其特征在于步骤(5)中所述超滤采用截留分子量为80000的过滤膜；所述纳滤采用截留分子量为150-300的过滤膜。