CN107950747A - 一种挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品深加工技术领域，具体涉及一种挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，本发明利用经过科学配比的大豆粕、花生粕、小麦面筋蛋白为原料，经过挤压膨化处理，通过酶解、固液分离、反渗透浓缩和单效蒸发浓缩，浓缩液与还原糖进行美拉德反应，反应产物经过真空浓缩或喷雾干燥即得成品。按本发明所述方法制备的呈味美拉德肽风味丰富、醇厚细腻、鲜甜绵长、营养丰富、健康安全，应用在食品中能明显提升食品的风味，又不掩盖食品的本质风味。
Description
技术领域
本发明属于食品深加工技术领域，具体涉及一种挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法。
背景技术
呈味肽和呈味氨基酸，因含有氨基和羧基两性基团而具有缓冲能力，使食品的总体味感协调、鲜香细腻、醇厚浓郁，又不失食品的本质风味。肽和氨基酸还可以作为香味形成的重要前体物质，与还原糖发生美拉德反应产生特征香味，使食品的风味更加丰富。呈味肽是一种风味自然、鲜香醇厚、天然安全的调味基料，符合当今社会人们的健康饮食观念。
大豆粕、花生粕是油脂加工的副产物，目前主要用作畜牧及水产饲料加工，小麦面筋蛋白是小麦淀粉生产的副产品，因其水溶性差限制了其在食品中的有效应用。小麦面筋蛋白含有丰富的谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和甘氨酸，但其水溶性较差；花生粕蛋白中天门冬氨酸、谷氨酸、异亮氨酸、酪氨酸含量丰富，而大豆粕中含有前两者缺少的赖氨酸，且大豆蛋白中80%以上都是水溶性蛋白。谷氨酸、谷氨酰胺、天门冬氨酸、脯氨酸和甘氨酸等以及由它们组成的多肽都具有呈味功能。目前，为了增加这三种副产品的附加值，科研工作者们致力于将其应用在呈味肽原料的研究开发上，但大都是以其中单一一种副产物为原料进行研究，免不了因为原料氨基酸的组成差别而影响了呈味肽的风味。大量试验结果证明，将经过科学配比的大豆粕、花生粕、小麦面筋蛋白为原料生产的呈味肽风味更丰富。
目前对于原料的预处理大多采用高温蒸煮的方式，或者不进行原料预处理而直接酶解，据有关研究表明，长时间过热处理蛋白质会产生对人体有害的赖丙氨酸，如果不进行原料预处理而直接酶解，会延长酶解时间，造成不必要的能源消耗。对物料进行挤压膨化处理，实质是利用挤压机的强烈挤压、高温、高压、高剪切作用，对物料进行细化、均化、杀菌处理，并且使物料中淀粉糊化、降解，蛋白质变性、重组，纤维素部分降解，最终形成疏松多孔的组织状态。这种疏松多孔状态能有效增加酶作用面积，缩短酶解时间，提高蛋白水解率，从而节约能源消耗。
发明内容
本发明的目的在于针对目前研究现状中存在的呈味肽原料单一和原料预处理方式存在的不足问题，提供一种挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，用于丰富呈味肽风味，缩短酶解时间，减少能源消耗。
一种挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，包括以下原料：大豆粕、花生粕、小麦面筋蛋白。
作为优选，所述的挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，包括以下重量份的原料：大豆粕 45～65份、花生粕15～25份、小麦面筋蛋白20～30份。
作为优选，所述呈味美拉德肽包括粉状和膏状。
作为优选，所述粉状呈味美拉德肽的制备方法包括以下步骤：
（1）原料预处理：将原料粉碎、配比、调湿混合后，进行挤压膨化，然后用胶体磨进行磨碎；
（2）酶解：将预处理后的物料按料水质量比1:2～12进行混合，并用NaOH溶液调pH至6～8，加入原料总质量1～4%的复合蛋白酶，50～70℃酶解3～6小时后，再用Hcl溶液调整pH至5.5～7.5，加入原料总质量1～4%的风味蛋白酶，50～70℃继续酶解4～8小时；
（3）灭酶：将酶解好的料液升温至80～90℃，保温20～40分钟；
（4）分离：将酶解产物在保持温度30～50℃条件下先进行初步固液分离，再进行精制分离；
（5）浓缩：将分离出的上清液经反渗透膜浓缩至固形物质量浓度为15～20%，再经单效浓缩蒸发器浓缩至固形物质量浓度为40～55%；
（6）羰氨热反应：向浓缩液中添加占浓缩液总质量1～3%的D-木糖、2～5%的葡萄糖、1～5%的L-半胱氨酸盐酸盐、0.5～2%的硫胺素盐酸盐、5～15%的氯化钠，于90～120℃反应30～120分钟，控制在30～60分钟降至35～45℃；
（7）包埋、喷雾干燥：加入包埋剂，进行喷雾干燥后即得粉状呈味美拉德肽。
作为优选，所述膏状呈味美拉德肽的制备方法包括以下步骤：
（1）原料预处理：将原料粉碎、配比、调湿混合后，进行挤压膨化，然后用胶体磨进行磨碎；
（2）酶解：将预处理后的物料按料水质量比1:2～12进行混合，并用NaOH溶液调pH至6～8，加入原料总质量1～4%的复合蛋白酶，50～70℃酶解3～6小时后，再用Hcl溶液调整pH至5～7，加入原料总质量1～4%的复合风味蛋白酶，50～70℃继续酶解4～8小时；
（3）灭酶：将酶解好的料液升温至80～90℃，保温20～40分钟；
（4）分离：将酶解产物在保持温度30～50℃条件下先进行初步固液分离，再进行精制分离；
（5）浓缩：将分离出的上清液经反渗透膜浓缩至固形物质量浓度为15%～20%，再经单效浓缩蒸发器浓缩至固形物质量浓度为40％～55%；
（6）羰氨热反应：向浓缩液中添加占浓缩液总质量1～3%的D-木糖、2～5%的葡萄糖、1～5%的L-半胱氨酸盐酸盐、0.5～2%的硫胺素盐酸盐、5～15%的氯化钠，于90～120℃反应30～120分钟，控制在30～60分钟降至35～45℃；
（7）包埋、浓缩：加入包埋剂，并在45～75℃条件下浓缩至固形物质量浓度为65～75%，即得膏状呈味美拉德肽。
作为优选，步骤（1）中，所述挤压前原料粉碎粒度为20～60目，并将水分含量调整至质量分数为8%～40%；所用挤压设备为双螺杆挤压机，挤压条件为末端套筒温度为80～150℃，螺杆转速为80～150rpm，喂料速度为2～8Kg/min。
作为优选，步骤（2）中，所述NaOH溶液质量浓度为10%～35%，所述Hcl溶液浓度为0.5～2mol/L，所述复合蛋白酶是由Alcalase碱性蛋白酶和Neutrase 1.5MG中性蛋白酶配制而成，所述复合风味蛋白酶是由Protamex复合蛋白酶和Flavorzyme500MG风味蛋白酶配制而成，4种酶制剂均购于诺维信（中国）生物技术有限公司。
作为优选，步骤（2）和步骤（3）所述酶解所用设备和灭酶所用设备为带搅拌器的温控酶解罐；步骤（4）中，所述初步固液分离所用设备为卧螺离心机，精制分离所用设备为碟片离心机；步骤（6）中，所述羰氨热反应所用设备为美拉德反应釜；步骤（7）中所述浓缩所用设备为真空浓缩机，所述干燥所用设备为喷雾干燥机。
作为优选，步骤（7）中，所述包埋剂为麦芽糊精，添加量为2%～8%。
本发明的有益效果
（1）本发明利用经过科学配比的大豆粕、花生粕、小麦面筋蛋白为原料，经过挤压膨化处理，通过酶解、固液分离、反渗透浓缩和单效蒸发浓缩，浓缩液与还原糖进行美拉德反应，反应产物经过真空浓缩或喷雾干燥即得成品。按本发明所述方法制备的呈味美拉德肽风味丰富、醇厚细腻、鲜甜绵长、营养丰富、健康安全，应用在食品中能明显提升食品的风味，又不掩盖食品的本质风味。
（2）按本发明所述原料预处理方法处理的原料疏松多孔，极易复水，增加酶作用面积，缩短酶解时间，提高蛋白水解率，节约能源消耗。
（3）本发明将制备的呈味肽基料经过美拉德反应，使呈味肽二次熟化成呈味美拉德肽，使呈味肽的状态更加稳定，风味更加丰富。
综上所述，本发明所述方法原料搭配科学合理，缩短原料酶解时间，提高蛋白水解率，节约能源消耗；按本发明所述方法制备呈味美拉德肽味感丰富、细腻，营养、安全。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以便本领域技术人员可以更好的了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
一种鲜香美拉德肽粉，主要原料配比为（质量百分比）：
低温大豆粕 45%
高温花生粕 25%
小麦面筋蛋白 30%
所述鲜香美拉德肽粉的制备方法包括以下步骤：
（1）原料预处理：将原料粉碎至30目左右，调整水分含量（质量分数）为25%，用双螺杆挤压机进行挤压膨化（挤压条件：末端套筒温度为120℃，螺杆转速为100rpm，喂料速度为6Kg/min），挤压后物料用胶体磨磨碎；
（2）酶解：将预处理后的物料按料水质量比1:10进行混合，并用20%NaOH溶液调pH至7.0，加入原料总质量2%的复合蛋白酶，58±1℃酶解4小时后，再用1 mol/L Hcl溶液调整pH至6.5，加入原料总质量2%的风味蛋白酶，58±1℃继续酶解4小时；
（3）灭酶：将酶解好的料液升温至85℃，保温30分钟；
（4）分离：将酶解产物在保持温度30～50℃条件下先用卧螺离心机进行初步固液分离，再用碟片离心机进行精制分离；
（5）浓缩：将分离出的上清液经反渗透膜浓缩至固形物质量浓度为18%，再经单效浓缩蒸发器浓缩至固形物质量浓度为45%；
（6）羰氨热反应：向浓缩液中添加占浓缩液总质量2%的D-木糖、5%的葡萄糖、2%的L-半胱氨酸盐酸盐、1%的硫胺素盐酸盐、8%的氯化钠，于110℃反应60分钟，控制在1小时内降至35～45℃；
（7）包埋、喷雾干燥：加入3%（占反应液总质量百分比）麦芽糊精，并进行喷雾干燥后即得鲜香美拉德肽粉。
实施例2
一种清香美拉德肽膏，主要原料配比为（质量百分比）：
高温大豆粕 60%
低温花生粕 20%
小麦面筋蛋白 20%
所述清香美拉德肽膏的制备方法包括以下步骤：
（1）原料预处理：将原料粉碎至30目左右，调整水分含量（质量分数）为30%，用双螺杆挤压机进行挤压膨化（挤压条件：末端套筒温度为110℃，螺杆转速为100rpm，喂料速度为6Kg/min），挤压后物料用胶体磨磨碎；
（2）酶解：将预处理后的物料按料水质量比1:12进行混合，并用20%NaOH溶液调pH至7.0，加入原料总质量2%的复合蛋白酶，58±1℃酶解4小时后，再用1 mol/L Hcl溶液调整pH至6.5，加入原料总质量1.5%的风味蛋白酶，58±1℃继续酶解5小时；
（3）灭酶：将酶解好的料液升温至85℃，保温30分钟；
（4）分离：将酶解产物在保持温度30～50℃条件下先用卧螺离心机进行初步固液分离，再用碟片离心机进行精制分离；
（5）浓缩：将分离出的上清液经反渗透膜浓缩至固形物质量浓度为18%，再经单效浓缩蒸发器浓缩至固形物质量浓度为45%；
（6）羰氨热反应：向浓缩液中添加占浓缩液总质量2%的D-木糖、4%的葡萄糖、1%的L-半胱氨酸盐酸盐、8‰的硫胺素盐酸盐、6%的氯化钠，于110℃反应50分钟，控制在1小时内降至35～45℃；
（7）包埋、浓缩：加入5%（占反应液总质量百分比）麦芽糊精，并在60℃条件下真空浓缩至固形物质量浓度为70%，即得清香美拉德肽膏。
实施例3
一种浓香美拉德肽粉，主要原料配比为（质量百分比）：
低温大豆粕 50%
低温花生粕 25%
小麦面筋蛋白 25%
所述浓香美拉德肽粉的制备方法包括以下步骤：
（1）原料预处理：将原料粉碎至40目左右，调整水分含量（质量分数）为25%，用双螺杆挤压机进行挤压膨化（挤压条件：末端套筒温度为120℃，螺杆转速为120rpm，喂料速度为7Kg/min），挤压后物料用胶体磨磨碎；
（2）酶解：将预处理后的物料按料水质量比1:8进行混合，并用20%NaOH溶液调pH至7.0，加入原料总质量3%的复合蛋白酶，58±1℃酶解4小时后，再用1 mol/L Hcl溶液调整pH至6.5，加入原料总质量3%的风味蛋白酶，58±1℃继续酶解6小时；
（3）灭酶：将酶解好的料液升温至85℃，保温30分钟；
（4）分离：将酶解产物在保持温度30～50℃条件下先用卧螺离心机进行初步固液分离，再用碟片离心机进行精制分离；
（5）浓缩：将分离出的上清液经反渗透膜浓缩至固形物质量浓度为18%，再经单效浓缩蒸发器浓缩至固形物质量浓度为45%；
（6）羰氨热反应：向浓缩液中添加占浓缩液总质量3%的D-木糖、5%的葡萄糖、2%的L-半胱氨酸盐酸盐、1%的硫胺素盐酸盐、8%的氯化钠，于110℃反应90分钟，控制在1小时内降至35～45℃；
（7）包埋、喷雾干燥：加入3%（占反应液总质量百分比）麦芽糊精，并进行喷雾干燥后即得浓香美拉德肽粉。
以上实施例中所提及的复合蛋白酶是由Alcalase碱性蛋白酶和Neutrase 1.5MG中性蛋白酶配制而成，复合风味蛋白酶是由Protamex复合蛋白酶和Flavorzyme500MG风味蛋白酶配制而成，4种酶制剂均购于诺维信（中国）生物技术有限公司；酶解设备和灭酶设备为带搅拌器的温控酶解罐；羰氨热反应所述设备为美拉德反应釜；真空浓缩设备为真空浓缩机；喷雾干燥设备为喷雾干燥机。
Claims (9)
1.一种挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，其特征在于，包括以下原料：大豆粕、花生粕、小麦面筋蛋白。
2.根据权利要求1所述的挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，其特征在于，包括以下重量份的原料：大豆粕 45～65份、花生粕15～25份、小麦面筋蛋白20～30份。
3.根据权利要求1所述的挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，其特征在于：所述呈味美拉德肽包括粉状和膏状。
4.根据权利要求3所述的挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，其特征在于：所述粉状呈味美拉德肽的制备方法包括以下步骤：
（1）原料预处理：将原料粉碎、配比、调湿混合后，进行挤压膨化，然后用胶体磨进行磨碎；
（2）酶解：将预处理后的物料按料水质量比1:2～12进行混合，并用NaOH溶液调pH至6～8，加入原料总质量1～4%的复合蛋白酶，50～70℃酶解3～6小时后，再用Hcl溶液调整pH至5.5～7.5，加入原料总质量1～4%的风味蛋白酶，50～70℃继续酶解4～8小时；
（3）灭酶：将酶解好的料液升温至80～90℃，保温20～40分钟；
（4）分离：将酶解产物在保持温度30～50℃条件下先进行初步固液分离，再进行精制分离；
（5）浓缩：将分离出的上清液经反渗透膜浓缩至固形物质量浓度为15～20%，再经单效浓缩蒸发器浓缩至固形物质量浓度为40～55%；
（6）羰氨热反应：向浓缩液中添加占浓缩液总质量1～3%的D-木糖、2～5%的葡萄糖、1～5%的L-半胱氨酸盐酸盐、0.5～2%的硫胺素盐酸盐、5～15%的氯化钠，于90～120℃反应30～120分钟，控制在30～60分钟降至35～45℃；
（7）包埋、喷雾干燥：加入包埋剂，进行喷雾干燥后即得粉状呈味美拉德肽。
5.根据权利要求3所述的挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，其特征在于，所述膏状呈味美拉德肽的制备方法包括以下步骤：
（1）原料预处理：将原料粉碎、配比、调湿混合后，进行挤压膨化，然后用胶体磨进行磨碎；
（2）酶解：将预处理后的物料按料水质量比1:2～12进行混合，并用NaOH溶液调pH至6～8，加入原料总质量1～4%的复合蛋白酶，50～70℃酶解3～6小时后，再用Hcl溶液调整pH至5～7，加入原料总质量1～4%的复合风味蛋白酶，50～70℃继续酶解4～8小时；
（3）灭酶：将酶解好的料液升温至80～90℃，保温20～40分钟；
（4）分离：将酶解产物在保持温度30～50℃条件下先进行初步固液分离，再进行精制分离；
（5）浓缩：将分离出的上清液经反渗透膜浓缩至固形物质量浓度为15～20%，再经单效浓缩蒸发器浓缩至固形物质量浓度为40～55%；
（6）羰氨热反应：向浓缩液中添加占浓缩液总质量1～3%的D-木糖、2～5%的葡萄糖、1～5%的L-半胱氨酸盐酸盐、0.5～2%的硫胺素盐酸盐、5～15%的氯化钠，于90～120℃反应30～120分钟，控制在30～60分钟降至35～45℃；
（7）包埋、浓缩：加入包埋剂，并在45～75℃条件下浓缩至固形物质量浓度为65～75%，即得膏状呈味美拉德肽。
6.根据权利要求4或5任一所述的挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述挤压前原料粉碎粒度为20～60目，并将水分含量调整至质量分数为8%～40%；所用挤压设备为双螺杆挤压机，挤压条件为末端套筒温度为80～150℃，螺杆转速为80～150rpm，喂料速度为2～8Kg/min。
7.根据权利要求4或5任一所述的挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述NaOH溶液质量浓度为10%～35%，所述Hcl溶液浓度为0.5～2mol/L，所述复合蛋白酶是由Alcalase碱性蛋白酶和Neutrase 1.5MG中性蛋白酶配制而成，所述复合风味蛋白酶是由Protamex复合蛋白酶和Flavorzyme500MG风味蛋白酶配制而成，所述4种酶制剂均购于诺维信中国生物技术有限公司。
8.根据权利要求4或5任一所述的挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，其特征在于，步骤（2）和步骤（3）所述酶解所用设备和灭酶所用设备为带搅拌器的温控酶解罐；步骤（4）中，所述初步固液分离所用设备为卧螺离心机，精制分离所用设备为碟片离心机；步骤（6）中，所述羰氨热反应所用设备为美拉德反应釜；步骤（7）中所述浓缩所用设备为真空浓缩机，所述干燥所用设备为喷雾干燥机。
9.根据权利要求4或5任一所述的挤压预处理植物蛋白原料制备呈味美拉德肽的方法，其特征在于，步骤（7）中，所述包埋剂为麦芽糊精，添加量为2%～8%。
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