CN110257462A - 麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法 - Google Patents

麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于营养食品技术领域，具体涉及一种麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，包括如下步骤：（1）对麦芽进行研磨，得到麦芽粉；（2）麦芽粉与蛋白酶协同水解谷物蛋白，制备活性蛋白水解物。本发明以麦芽粉来协同蛋白酶水解谷物蛋白，可有效降低蛋白酶的使用量，节约成本，而且麦芽中的氨肽酶和羧肽酶能够从蛋白质末端水解肽键，产生游离氨基酸，而游离氨基酸苦味低于原苦味肽，能有效减少产物的苦味，另一方面可以增加麦芽的附加价值，为其提供新的应用途径；本发明用麦芽粉协同蛋白酶对谷物蛋白进行水解，由于麦芽中含有多种酶类，可以部分改变谷物蛋白的结构，有利于蛋白酶对谷物蛋白的水解，有效提高蛋白酶的水解度。

Description

麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法
技术领域
本发明属于营养食品技术领域，具体涉及一种麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法。
背景技术
谷物蛋白是一种优质蛋白质，不仅价格低廉，营养价值高，而且具有低脂、低热量等特点。但谷物蛋白中含有抗营养因子，动物消化利用率低，造成蛋白资源浪费，而且在生产过程中功能性质发生改变，限制了谷物蛋白更广阔的应用。经过蛋白酶改性后的蛋白质，不仅能够提高蛋白质的消化利用率，还能改善蛋白质的加工特性，并且能获得完整蛋白所不具有的生理活性，释放活性肽段，扩展谷物的应用领域，提高谷物蛋白的经济价值。
蛋白质经蛋白酶水解后会产生苦味，主要因为经过蛋白酶水解后，疏水性基团的暴露，呈现苦味。通常采用选择分离法、掩盖法和酶法脱除苦味，其中酶法的经济成本最低，操作简单、方便。酶法脱苦中，氨肽酶和羧肽酶是使用较多且有效的两种蛋白酶。
大麦是种植最早的谷物之一，其产量在谷物中排在第四位，而大麦不是人类主要的粮食，主要作为生产啤酒的原料。麦芽是大麦经过发芽后，经干燥制成的，大麦在发芽过程中形成各种酶类，如淀粉酶、半纤维素酶和蛋白酶等，并使原来存在的非活化酶得到活化和增长，如内肽酶在发芽过程中酶活力增长5-6倍，氨肽酶活力增长1.5-2.5倍，这些酶可以在水解谷物蛋白的过程中起到重要的作用。
发明内容
为了减少蛋白酶水解谷物蛋白过程中蛋白酶的用量并减少水解产物的苦味，本发明公开了一种麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，通过麦芽粉协同蛋白酶对谷物蛋白进行水解，有效降低蛋白酶的使用量，并有效减少水解产物的苦味，改善口感。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)对麦芽进行研磨，得到麦芽粉；
(2)麦芽粉与蛋白酶协同水解谷物蛋白，制备活性蛋白水解物。
作为优选，上述步骤(2)具体为：将谷物蛋白粉配成谷物蛋白悬浮液，先加入麦芽粉进行水解，然后再加入蛋白酶进行水解，水解完成后进行干燥即可。
作为优选，上述步骤(2)中谷物蛋白的底物浓度为5-15％(w/v)。
作为优选，上述步骤(2)中麦芽粉占谷物蛋白总质量的10-30％。
作为优选，上述步骤(2)中蛋白酶与谷物蛋白的酶底比为0.5-5.0％(w/w)。
作为优选，上述加入麦芽粉进行水解的水解条件为：温度45-55℃，pH值为5.0-6.0，时间为1-5h。
作为优选，上述加入蛋白酶进行水解的水解条件为：温度40-70℃，pH值为7.0-10.0，时间为1-5h。
作为优选，上述步骤(2)中的干燥方式为冷冻干燥或喷雾干燥。
作为优选，上述蛋白酶为风味蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和复合蛋白酶中的一种或几种。
作为优选，上述风味蛋白酶的水解条件为：温度40-60℃，pH值为7.0-8.0，时间为1-5h；所述中性蛋白酶的水解条件为：温度40-60℃，pH值为7.0-8.5，时间为1-5h；所述木瓜蛋白酶的水解条件为：温度45-70℃，pH值为7.0-8.0，时间为1-5h；所述碱性蛋白酶的水解条件为：温度40-60℃，pH值为8.0-10.0，时间为1-5h；所述复合蛋白酶的水解条件为：温度45-65℃，pH值为7.5-9.5，时间为1-5h。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明以麦芽粉来协同蛋白酶水解谷物蛋白，可以有效降低蛋白酶的使用量，节约成本，而且麦芽中的氨肽酶和羧肽酶能够从蛋白质的末端水解肽键，产生游离的氨基酸，而游离的氨基酸苦味低于原苦味肽，能够有效的减少产物的苦味，另一方面，还可以增加麦芽的附加价值，为其提供新的应用途径；
(2)本发明用麦芽粉协同蛋白酶对谷物蛋白进行水解，由于麦芽中含有多种酶类，可以部分改变谷物蛋白的结构，有利于蛋白酶对谷物蛋白的水解，有效提高蛋白酶的水解度；
(3)本发明的方法不仅可以从总体上改善所制备活性蛋白水解物的功能特性，比如溶解性、持油性、起泡性、乳化性、乳化稳定性等；
(4)本发明的方法所制备的活性蛋白水解物可以作为天然的抗氧化剂和降血压剂，具有较高的·OH清除能力、Fe2+螯合能力、DPPH清除能力、体外消化能力和ACE抑制活性；
(5)本发明提供的方法所涉及的生产设备简单，资金投入少，有利于工业化生产。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是豌豆蛋白以及本发明实施例1-5和对比例1-5所制备活性蛋白水解物的溶解性柱状图；
图2是豌豆蛋白以及本发明实施例1-5和对比例1-5所制备活性蛋白水解物的持油性柱状图；
图3是豌豆蛋白以及本发明实施例1-5和对比例1-5所制备活性蛋白水解物的起泡性柱状图；
图4是豌豆蛋白以及本发明实施例1-5和对比例1-5所制备活性蛋白水解物的乳化性柱状图；
图5是豌豆蛋白以及本发明实施例1-5和对比例1-5所制备活性蛋白水解物的乳化稳定性柱状图。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明所用的风味蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和复合蛋白酶(植物蛋白水解专用酶)均购自南宁东恒华道生物科技有限责任公司。
麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，包括如下步骤：
(1)对麦芽进行研磨，得到麦芽粉；
(2)麦芽粉与蛋白酶协同水解谷物蛋白，制备活性蛋白水解物。
在具体的实施方式中，麦芽粉与蛋白酶协同水解谷物蛋白可以分为三种：(1)同时加入麦芽粉和蛋白酶对谷物蛋白进行水解；(2)先加入麦芽粉对谷物蛋白进行水解，再加入蛋白酶进行协同水解；(3)先加入蛋白酶对谷物蛋白进行水解，再加入麦芽粉进行协同水解。
本发明以下所提供的具体实施例1-10和对比例1-5中：
麦芽粉的制备方法为：用中药粉碎机将麦芽磨成粉末，过60-100目筛，得到麦芽粉，在干燥条件下保存。
谷物蛋白的水解方法为：将干燥的谷物蛋白磨成粉末，配成谷物蛋白悬浮液，先加入麦芽粉进行水解，然后再加入蛋白酶进行水解，水解完成后进行干燥即可。
其中，谷物蛋白悬浮液中的溶剂可以是蒸馏水、缓冲溶液或自来水等；谷物蛋白既可以采用单一谷物蛋白，如豌豆蛋白、玉米蛋白和大豆蛋白等，也可以采用复配蛋白粉。
在具体的实施方式中，可以直接采用谷物蛋白粉来配制谷物蛋白悬浮液，也可以先对谷物蛋白进行预处理，再用来配制谷物蛋白悬浮液，包括蒸煮、膨化等预处理方法，蒸煮后先干燥再配制，膨化后进行磨粉再配制。
在具体的实施方式中，可以直接对水解产物进行干燥，得到活性蛋白水解物，也可以进行过滤、离心，在对滤液或上清液进行干燥，得到活性蛋白水解物，其中，干燥方式可以是冷冻干燥或喷雾干燥等。
实施例1
(1)麦芽一步水解豌豆蛋白：底物浓度10％(w/v)，麦芽添加量30％(w/w)，水解温度为50℃，pH为5.5，时间为3h；
(2)向步骤(1)获得的溶液中加入风味蛋白酶进行二步水解：酶底比1.25％(w/w)，温度为47℃，pH为7.5，反应3h。
对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于，仅采用风味蛋白酶对豌豆蛋白进行水解。
实施例2
(1)麦芽一步水解豌豆蛋白：底物浓度10％(w/v)，麦芽添加量30％(w/w)，水解温度为50℃，pH为5.5，时间为3h；
(2)向步骤(1)获得的溶液中加入中性蛋白酶进行二步水解：酶底比1.00％(w/w)，温度为53℃，pH为8.0，反应3h。
对比例2与实施例2基本相同，不同之处在于，仅采用中性蛋白酶对豌豆蛋白进行水解。
实施例3
(1)麦芽一步水解豌豆蛋白：底物浓度10％(w/v)，麦芽添加量30％(w/w)，水解温度为50℃，pH为5.5，时间为3h；
(2)向步骤(1)获得的溶液中加入木瓜蛋白酶进行二步水解：酶底比1.25％(w/w)，温度为50℃，pH为8.0，反应2h。
对比例3与实施例3基本相同，不同之处在于，仅采用木瓜蛋白酶对豌豆蛋白进行水解。
实施例4
(1)麦芽一步水解豌豆蛋白：底物浓度10％(w/v)，麦芽添加量30％(w/w)，水解温度为50℃，pH为5.5，时间为3h；
(2)向步骤(1)获得的溶液中加入碱性蛋白酶进行二步水解：酶底比1.25％(w/w)，温度为55℃，pH为10.0，反应4h。
对比例4与实施例4基本相同，不同之处在于，仅采用碱性蛋白酶对豌豆蛋白进行水解。
实施例5
(1)麦芽一步水解豌豆蛋白：底物浓度10％(w/v)，麦芽添加量30％(w/w)，水解温度为50℃，pH为5.5，时间为3h；
(2)向步骤(1)获得的溶液中加入复合蛋白酶进行二步水解：酶底比1.25％(w/w)，温度为60℃，pH为9.0，反应4h。
对比例5与实施例5基本相同，不同之处在于，仅采用复合蛋白酶对豌豆蛋白进行水解。
实施例6
(1)麦芽一步水解玉米蛋白：底物浓度15％(w/v)，麦芽添加量30％(w/w)，水解温度为55℃，pH为6.0，时间为5h；
(2)向步骤(1)获得的溶液中加入风味蛋白酶进行二步水解：酶底比5％(w/w)，温度为60℃，pH为7.5，反应5h。
实施例7
(1)麦芽一步水解玉米蛋白：底物浓度5％(w/v)，麦芽添加量10％(w/w)，水解温度为45℃，pH为5.0，时间为1h；
(2)向步骤(1)获得的溶液中加入中性蛋白酶进行二步水解：酶底比1.0％(w/w)，温度为40℃，pH为8.0，反应2h。
实施例8
(1)麦芽一步水解大豆蛋白：底物浓度8％(w/v)，麦芽添加量15％(w/w)，水解温度为50℃，pH为5.5，时间为2h；
(2)向步骤(1)获得的溶液中加入木瓜蛋白酶进行二步水解：酶底比0.8％(w/w)，温度为70℃，pH为7.0，反应1h。
实施例9
(1)麦芽一步水解大豆蛋白：底物浓度10％(w/v)，麦芽添加量20％(w/w)，水解温度为50℃，pH为5.5，时间为3h；
(2)向步骤(1)获得的溶液中加入碱性蛋白酶进行二步水解：酶底比0.5％(w/w)，温度为50℃，pH为9.0，反应5h。
实施例10
(1)麦芽一步水解玉米蛋白：底物浓度12％(w/v)，麦芽添加量25％(w/w)，水解温度为50℃，pH为5.5，时间为4h；
(2)向步骤(1)获得的溶液中加入复合蛋白酶进行二步水解：酶底比3％(w/w)，温度为55℃，pH为8.5，反应3h。
用实施例1-5和对比例1-5所制备的活性蛋白水解物配置成浓度为2mg/mL的试样，进行测试，同时采用未水解的豌豆蛋白作为空白对照，测试结果见表1(表格中划“-”的部分数据未给出)。
表1
图1-5分别是豌豆蛋白以及本发明实施例1-5和对比例1-5所制备活性蛋白水解物的溶解性、持油性、起泡性、乳化性和乳化稳定性的柱状图。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）对麦芽进行研磨，得到麦芽粉；
（2）麦芽粉与蛋白酶协同水解谷物蛋白，制备活性蛋白水解物。
2.如权利要求1所述的麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，其特征在于：所述步骤（2）具体为：将干燥的谷物蛋白磨成粉末，配成谷物蛋白悬浮液，先加入麦芽粉进行水解，然后再加入蛋白酶进行水解，水解完成后进行干燥即可。
3.如权利要求2所述的麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，其特征在于：所述步骤（2）中谷物蛋白的底物浓度为5-15%（w/v）。
4.如权利要求2所述的麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，其特征在于：所述步骤（2）中麦芽粉占谷物蛋白总质量的10-30%。
5.如权利要求2所述的麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，其特征在于：所述步骤（2）中蛋白酶与谷物蛋白的酶底比为0.5-5.0%（w/w）。
6.如权利要求2所述的麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，其特征在于：所述加入麦芽粉进行水解的水解条件为：温度45-55℃，pH值为5.0-6.0，时间为1-5 h。
7.如权利要求2所述的麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，其特征在于：所述加入蛋白酶进行水解的水解条件为：温度40-70℃，pH值为7.0-10.0，时间为1-5h。
8.如权利要求2所述的麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的干燥方式为冷冻干燥或喷雾干燥。
9.如权利要求1-8任一项所述的麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，其特征在于：所述蛋白酶为风味蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和复合蛋白酶中的一种或几种。
10.如权利要求9所述的麦芽协同蛋白酶水解谷物蛋白制备活性蛋白水解物的方法，其特征在于：所述风味蛋白酶的水解条件为：温度40-60℃，pH值为7.0-8.0，时间为1-5h；所述中性蛋白酶的水解条件为：温度40-60℃，pH值为7.0-8.5，时间为1-5h；所述木瓜蛋白酶的水解条件为：温度45-70℃，pH值为7.0-8.0，时间为1-5h；所述碱性蛋白酶的水解条件为：温度40-60℃，pH值为8.0-10.0，时间为1-5h；所述复合蛋白酶的水解条件为：温度45-65℃，pH值为7.5-9.5，时间为1-5h。
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