CN108669287B - 一种制备耐酸高起泡性的大豆蛋白水解物的方法及其产品 - Google Patents

一种制备耐酸高起泡性的大豆蛋白水解物的方法及其产品 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备耐酸高起泡性的大豆蛋白水解物的方法及其产品，其特征在于：包括，分离：将脱脂豆粉分散于水中，搅拌使之充分混合，调节pH为碱性，室温搅拌，离心去除沉淀，上清液调节pH为酸性，静置，离心后取沉淀复溶于水，调节pH后搅拌，得到经过分离的蛋白溶液；加热：将所述经过分离的蛋白溶液调节蛋白浓度至6～7％，加热；酶解；灭酶：将经过酶解的所述上清液进行灭酶灭菌处理，并将pH调节至2～3；干燥。本发明制备耐酸高起泡性的大豆蛋白水解物的方法应用于上述装置中大豆7S蛋白及大豆蛋白水解物，其蛋白质水解度在15％以上，起泡性230％，起泡稳定性达到96.36％。

Description

一种制备耐酸高起泡性的大豆蛋白水解物的方法及其产品
技术领域
本发明属于大豆蛋白提取技术领域，具体涉及一种制备耐酸高起泡性的大豆蛋白水解物的方法及其产品。
背景技术
天然的大豆分离蛋白功能特性不突出，使其难以满足食品体系对蛋白质功能特性的不同需求。大豆中含有大量的贮存蛋白质，其含量可高达40％。根据沉降系数的不同，大豆蛋白可分为2S、7S、11S和15S四种组分，其中，7S组分中的β-伴大豆球蛋白(β-conglycinin)和11S组分中的大豆球蛋(glycinin)是大豆分离蛋白的主要成分。由于7S和11S氨基酸的组成、亚基的结构及其相互作用不同，他们表现出的功能性质如乳化性、凝胶型等存在较大差异7S蛋白含有的赖氨酸和疏水性氨基酸较多导致其具有较强的表面活性、较好的溶解性、乳化性与稳定性。天然的7S蛋白传统的提取方法繁琐，且纯度不是很高，提取率很低。为此，有必要采用一些方法来改善大豆分离蛋白的功能特性，使其能够应用于各种各样的食品体系。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。
因此，作为本发明的其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种制备耐酸高起泡性的大豆蛋白水解物的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种制备大豆7S蛋白及大豆蛋白水解物的方法，其包括，分离：将脱脂豆粉分散于水中，搅拌使之充分混合，调节pH为碱性，室温搅拌，离心去除沉淀，上清液调节pH为酸性，静置，离心后取沉淀复溶于水，调节pH后搅拌，得到经过分离的蛋白溶液；加热：将所述经过分离的蛋白溶液调节蛋白浓度至6～7％，加热；酶解：将经过加热的所述蛋白溶液降温，加入谷胱甘肽和/或大豆卵磷脂，调节pH，加入胃蛋白酶水解，调节pH为7，离心得上清液和沉淀；灭酶：将经过酶解的所述上清液进行灭酶灭菌处理，并将pH调节至2～3；干燥：将经过灭菌灭菌处理的所述上清液喷雾干燥。
作为本发明所述的制备耐酸高起泡性的大豆蛋白水解物的方法的一个优选方案，所述分离，其中，所述将脱脂豆粉分散于水中，为将所述脱脂豆粉以质量比1：10的比例分散于水中；所述调节pH为碱性，其pH调节为8.0～8.5；所述室温搅拌，时间为2～3h；所述离心去除沉淀，其离心速率为6000～7000rpm；所述上清液调节pH为酸性，其pH调节为4～5；所述静置，时间为30～40min；所述离心后取沉淀复溶于水，其离心速率为3000～4000rpm；所述调节pH后搅拌，调节其pH为7，搅拌时间为2～3小时。
作为本发明所述的制备大豆7S蛋白及大豆蛋白水解物的方法的一个优选方案，其中，所述加热，温度为55～65℃，时间为10～20min。
作为本发明所述的制备大豆7S蛋白及大豆蛋白水解物的方法的一个优选方案，其中，所述加热，为将所述经过分离的蛋白溶液调节蛋白浓度至7％，加热温度为55℃，时间为20min。
作为本发明所述的制备耐酸高起泡性的大豆蛋白水解物的方法的一个优选方案，所述酶解，其中，所述降温，为将经过加热的所述蛋白溶液降温至37℃；以质量比计，所述谷胱甘肽和/或大豆卵磷脂的总量为0.8～1％，所述调节pH，调节其pH为2；以质量比计，所述胃蛋白酶的量为0.8～1％，所述水解，时间为2～3h，所述离心得上清液和沉淀，离心速率为6000～7000rpm。
作为本发明所述的制备大豆7S蛋白及大豆蛋白水解物的方法的一个优选方案，所述酶解，其中，以质量比计，所述谷胱甘肽和/或大豆卵磷脂的总量为1％，所述胃蛋白酶的量为1％，所述水解，时间为3h，所述离心得上清液和沉淀，离心速率为6500rpm。
作为本发明所述的制备大豆7S蛋白及大豆蛋白水解物的方法的一个优选方案，其中，所述灭酶灭菌处理，为使上清液在130℃以上处理4～8s，进行灭酶灭菌。
作为本发明所述的制备大豆7S蛋白及大豆蛋白水解物的方法的一个优选方案，其中，所述喷雾干燥，进风温度为180～200℃，出风温度为80～85℃，流速为15～20rpm。
作为本发明的另一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供高起泡性的大豆蛋白水解物。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：权利要求1～8所述的方法制得的高起泡性的大豆蛋白水解物，其中：所述大豆蛋白水解物，为大豆7s蛋白水解物，所述大豆蛋白水解物的起泡性起泡性在230％以上，起泡稳定性在96％以上。
本发明的有益效果：本发明方法加热方法及在酶解前添加谷胱甘肽和大豆卵磷脂的方法相互协同作用，能够打开蛋白结构的二硫键和疏水键，使酶解更加充分的进行，有利于11s蛋白的展开，有利于胃蛋白酶选择性水解11s蛋白，本发明提供的生产7s蛋白及其水解物的方法，大豆蛋白的得率相比于传统技术提高了15个百分点左右，蛋白质的水解度达到20％以上，产品溶解性，乳化性和起泡性得到了很大的改善，当ph调节至2时，起泡性在230％以上，起泡稳定性达到96％以上；并能够将该方法应用于制备大豆蛋白水解物的装置中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为原始大豆蛋白及本发明方法制得的耐酸高起泡性的大豆蛋白水解物SDS-PAGE图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明中，起泡性计算公式：将一定浓度的SPI溶液100m L置于500m L量筒中，使用高速乳化均质机以一定速度均质40s，连续3次共计2min，记录均质后液面高度记为V0，静置30min后记录液面高度，记为V30min。起泡能力公式如下：
起泡性(％)＝(V0-100)/100×100％ (1)
泡沫稳定性(％)＝(V30-100)/(V0-100)×100％ (2)
水解度计算公式：水解度(DH)的测定采用三硝基苯磺酸法。标准曲线由L-Leu(0～2.0mmol/L)来制备。水解度的计算：DH/％＝(AN2－
AN1)/Npb×100式中:AN1指蛋白水解前氨基氮的含量，mg/g(蛋白)；AN2指蛋白水解后氨基氮的含量，mg/g(蛋白)；Npb指蛋白底物中肽键的氮含量，Npb对于大豆球蛋白来讲为109.2mg/g。
大豆蛋白溶解度计算公式：可用氮溶解指数(NSI)表示：
氮溶解指数，％(NSI)＝水溶解氮％/样品总氮％×100
实施例1：
将脱脂豆粉分散于去离子水(1:10)，搅拌使之充分混合，加入碱液调节PH8.0，室温搅拌2h，在6500rpm离心去除沉淀，上清液调节PH4.5，静止30min，在3750rpm离心，取沉淀复溶于去离子水，调节PH7搅拌2-3小时。将复溶完全后的蛋白浓度调节至7％，蛋白溶液在55℃下加热20min(以溶液中心温度计)。蛋白溶液降温至37℃，加入1％的谷胱甘肽和大豆卵磷脂，PH调节至2，加入胃蛋白酶1％，水解3个小时，调节PH至7，在6500rpm离心得上清和沉淀。将所得的上清液在130℃以上处理4～8s，进行灭酶灭菌，并将pH调节至2；喷雾干燥后即为大豆蛋白的7S及其水解物。喷雾干燥的工艺条件为进风温度190℃，出风温度80℃，料液流速18rpm。
采用本方法制备的大豆蛋白水解物,产品可溶性蛋白含量达到98％，通过测定产品蛋白质的水解度达到20％以上，产品溶解性，乳化性和起泡性得到了很大的改善，测定起泡性，其起泡性230％，起泡稳定性达到96.36％，比PH 7的蛋白起泡性和起泡稳定性都有很大的提升，其中起泡性比PH 7时提升了21％，说明我们的蛋白耐酸，需要说明的是，由于大豆蛋白的等电点是4.5，所以当ph＝2时有微量沉淀，但是其不影响蛋白质发挥作用。
如图1所示，从左到右依次是蛋白mark，原始大豆蛋白，加热后的胃蛋白酶水解样，从图1可以看出原始大豆蛋白的7s和11s蛋白，对于加热后的胃蛋白酶水解样品，其11s蛋白基本上全部被水解，7s蛋白的亚基保留完整；水解11s蛋白水解后还有一部分的小分子肽，分子量小，结构更加灵活，从而得到乳化性和起泡性好的蛋白。大豆蛋白会发生亚基解离导致结构展开，内部活性基团暴露，小分子肽和蛋白展开的结构共同发挥作用，从而导致起泡性得到很大的提高。
实施例2：
将脱脂豆粉分散于去离子水(1:10)，搅拌使之充分混合，加入碱液调节PH8.0，室温搅拌2h，在6500rpm离心去除沉淀，上清液调节PH4.5，静止30min，在3750rpm离心，取沉淀复溶于去离子水，调节PH7搅拌2-3小时。将复溶完全后的蛋白浓度调节至7％，蛋白溶液在55℃下加热20min(以溶液中心温度计)。蛋白溶液降温至37℃，加入1％的谷胱甘肽，PH调节至2，加入胃蛋白酶1％，水解3个小时，调节PH至7，在6500rpm离心得上清和沉淀。将所得的上清液在130℃以上处理4～8s，进行灭酶灭菌，并将pH调节至2；喷雾干燥后即为大豆蛋白的7S及其水解物。喷雾干燥的工艺条件为进风温度190℃，出风温度80℃，料液流速18rpm。
采用本方法制备大豆蛋白中的7S及其水解物,产品可溶性蛋白含量达到98％，通过测定产品蛋白质的水解度为18％,产品溶解性，乳化性和起泡性得到了很大的改善，起泡性为220％，起泡稳定性达到95.16％，比PH 7的蛋白起泡性和起泡稳定性都有很大的提升。
实施例3：
将脱脂豆粉分散于去离子水(1:10)，搅拌使之充分混合，加入碱液调节PH8.0，室温搅拌2h，在6500rpm离心去除沉淀，上清液调节PH4.5，静止30min，在3750rpm离心，取沉淀复溶于去离子水，调节PH7搅拌2-3小时。将复溶完全后的蛋白浓度调节至7％，蛋白溶液在55℃下加热20min(以溶液中心温度计)。蛋白溶液降温至37℃，加入1％的大豆卵磷脂，PH调节至2，加入胃蛋白酶1％，水解3个小时，调节PH至7，在6500rpm离心得上清和沉淀。将所得的上清液经过灭酶灭菌，并将pH调节至2；喷雾干燥后即为大豆蛋白的7S及其水解物。喷雾干燥的工艺条件为进风温度190℃，出风温度80℃，料液流速18rpm。
用本方法制备的大豆蛋白中的7S及其水解物，其产品可溶性蛋白含量达到98％，通过测定产品蛋白质的水解度为15％，起泡性215％，起泡稳定性达到94.21％，比PH 7的蛋白起泡性和起泡稳定性都有很大的提升。
实施例4(对比实施例)：
将脱脂豆粉分散于去离子水(1:10)，搅拌使之充分混合，加入碱液调节PH8.0，室温搅拌2h，在6500rpm离心去除沉淀，上清液调节PH4.5，静止30min，在3750rpm离心，取沉淀复溶于去离子水，调节PH7搅拌2-3小时。将复溶完全后的蛋白浓度调节至7％，蛋白溶液在55℃下加热20min(以溶液中心温度计)。蛋白溶液降温至37℃，加入1％的谷胱甘肽和大豆卵磷脂，PH调节至3，加入胃蛋白酶1％，水解3个小时，调节PH至7，在6500rpm离心得上清和沉淀。将所得的上清液在130℃以上处理4～8s，进行灭酶灭菌，并将pH调节至3；喷雾干燥后即为大豆蛋白的7S及其水解物。喷雾干燥的工艺条件为进风温度190℃，出风温度80℃，料液流速18rpm。
采用本方法制备的大豆蛋白水解物,产品可溶性蛋白含量达到98％，通过测定产品蛋白质的水解度达到20％以上，产品溶解性，乳化性和起泡性得到了很大的改善，起泡性210％，起泡稳定性达到94.18％，比PH 2的蛋白起泡性和起泡稳定性差，但是比起泡性比PH7时提升了10.5％，需要说明的是，由于大豆蛋白的等电点是4.5，由于靠近等电点，所以当ph＝5时有少量沉淀，此时溶液有一点浑浊。
实施例5(对比实施例)：
将脱脂豆粉分散于去离子水(1:10)，搅拌使之充分混合，加入碱液调节PH8.0，室温搅拌2h，在6500rpm离心去除沉淀，上清液调节PH4.5，静止30min，在3750rpm离心，取沉淀复溶于去离子水，调节PH7搅拌2-3小时。将复溶完全后的蛋白浓度调节至7％，蛋白溶液在55℃下加热20min(以溶液中心温度计)。蛋白溶液降温至37℃，加入1％的谷胱甘肽和大豆卵磷脂，PH调节至2，加入胃蛋白酶1％，水解3个小时，调节PH至7，在6500rpm离心得上清和沉淀。将所得的上清液在130℃以上处理4～8s，进行灭酶灭菌，并将pH调节至4；喷雾干燥后即为大豆蛋白的7S及其水解物。喷雾干燥的工艺条件为进风温度190℃，出风温度80℃，料液流速18rpm。
采用本方法制备的大豆蛋白水解物,产品可溶性蛋白含量达到98％，通过测定产品蛋白质的水解度达到20％以上，产品溶解性，乳化性和起泡性得到了很大的改善，起泡性208％，起泡稳定性达到93.21％，比PH 2的蛋白起泡性和起泡稳定性差，但是比起泡性比PH7时提升了9.47％，需要说明的是，由于大豆蛋白的等电点是4.5，由于靠近等电点，所以当ph＝4时有少量沉淀，此时溶液有一点浑浊。
实施例6(对比实施例)：
将脱脂豆粉分散于去离子水(1:10)，搅拌使之充分混合，加入碱液调节PH8.0，室温搅拌2h，在6500rpm离心去除沉淀，上清液调节PH4.5，静止30min，在3750rpm离心，取沉淀复溶于去离子水，调节PH7搅拌2-3小时。将复溶完全后的蛋白浓度调节至7％，蛋白溶液在55℃下加热20min(以溶液中心温度计)。蛋白溶液降温至37℃，加入1％的谷胱甘肽和大豆卵磷脂，PH调节至2，加入胃蛋白酶1％，水解3个小时，调节PH至7，在6500rpm离心得上清和沉淀。将所得的上清液在130℃以上处理4～8s，进行灭酶灭菌，并将pH调节至3；喷雾干燥后即为大豆蛋白的7S及其水解物。喷雾干燥的工艺条件为进风温度190℃，出风温度80℃，料液流速18rpm。
采用本方法制备的大豆蛋白水解物,产品可溶性蛋白含量达到98％，通过测定产品蛋白质的水解度达到20％以上，产品溶解性，乳化性和起泡性得到了很大的改善起泡性达到225％，起泡稳定性达到95.19％，比PH 2的蛋白起泡性和起泡稳定性略微差一点，但是比起泡性比PH 7时提升了18.42％，需要说明的是，由于大豆蛋白的等电点是4.5，由于靠近等电点，所以当ph＝3时有略少沉淀，此时溶液略微有一点浑浊。
本发明方法加热方法及在酶解前添加谷胱甘肽和大豆卵磷脂的方法相互协同作用，能够打开蛋白结构的二硫键和疏水键，使酶解更加充分的进行，有利于11s蛋白的展开，有利于胃蛋白酶选择性水解11s蛋白，本发明提供的生产大豆蛋白水解物的方法，大豆蛋白的得率相比于传统技术提高了15个百分点左右，蛋白质的水解度达到20％以上，产品溶解性，乳化性和起泡性得到了很大的改善，起泡性达到230％，起泡稳定性达到96.36％，比PH7的蛋白起泡性和起泡稳定性都有很大的提升，其中起泡性比PH 7时提升了21％，说明本发明制得的7s水解蛋白耐酸，需要说明的是，由于大豆蛋白的等电点是4.5，所以调节至ph＝2时有微量沉淀，但是其不影响蛋白质发挥作用。当ph调节至2时，大豆蛋白会发生亚基解离导致结构展开，内部活性基团暴露，小分子肽和蛋白展开的结构共同发挥作用，从而导致起泡性得到很大的提高。
本发明制备耐酸高起泡性的大豆蛋白水解物的方法应用于上述装置中大豆7S蛋白及大豆蛋白水解物，其蛋白质水解度在15％以上，起泡性230％，起泡稳定性达到96.36％。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种制备高起泡性的大豆蛋白水解物的方法，其特征在于：包括，
分离：将脱脂豆粉分散于水中，搅拌使之充分混合，调节pH为碱性，室温搅拌，离心去除沉淀，上清液调节pH为酸性，静置，离心后取沉淀复溶于水，调节pH后搅拌，得到经过分离的蛋白溶液；
加热：将所述经过分离的蛋白溶液调节蛋白浓度至6～7％，加热；所述加热，温度为55～65℃，时间为10～20min；
酶解：将经过加热的所述蛋白溶液降温，加入谷胱甘肽和大豆卵磷脂，调节pH，加入胃蛋白酶水解，调节pH为7，离心得上清液和沉淀；其中，所述降温，为将经过加热的所述蛋白溶液降温至37℃；以质量比计，所述谷胱甘肽和大豆卵磷脂的总量为0.8～1％，所述调节pH，为调节其pH为2；以质量比计，所述胃蛋白酶的量为0.8～1％，所述水解，时间为2～3h，所述离心得上清液和沉淀，离心速率为6000～7000rpm；
灭酶：将经过酶解的所述上清液进行灭酶灭菌处理，并将pH调节至2～3；
干燥：将经过灭菌处理的所述上清液喷雾干燥。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述分离，其中，所述将脱脂豆粉分散于水中，为将所述脱脂豆粉以质量比1：10的比例分散于水中；所述调节pH为碱性，其pH调节为8.0～8.5；所述室温搅拌，时间为2～3h；所述离心去除沉淀，其离心速率为6000～7000rpm；所述上清液调节pH为酸性，其pH调节为4～5；所述静置，时间为30～40min；所述离心后取沉淀复溶于水，其离心速率为3000～4000rpm；所述调节pH后搅拌，为调节其pH为7，搅拌时间为2～3小时。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述酶解，其中，以质量比计，所述谷胱甘肽和大豆卵磷脂的总量为1％，所述胃蛋白酶的量为1％，所述水解，时间为3h，所述离心得上清液和沉淀，离心速率为6500rpm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述灭酶灭菌处理，为使上清液在130℃以上处理4～8s，进行灭酶灭菌。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述喷雾干燥，进风温度为180～200℃，出风温度为80～85℃，流速为15～20rpm。
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