CN113317388A - 一种高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法。主要原料是以花生蛋白粉为主原料，利用高压蒸汽和微生物发酵的方法生产低敏性花生蛋白粉。所采用的方法，能够很大程度的降低花生蛋白的致敏性，而且经过微生物发酵的蛋白，在保证产品的生物价不降低的情况下，可以显著增加花生蛋白粉的水溶性蛋白含量，提高产品的消化特性，增加产品的风味和色泽，是一种降低花生蛋白致敏性的有效方法。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法。
背景技术
过敏反应是人类常见的一类自身免疫疾病，由于症状复杂，种类繁多，危害广泛且很难根治，所以长期以来一直是医学界的一大难题。自然界的过敏原种类很多，花粉蛋白质和食物蛋白质是植物过敏原中最为常见的两种过敏原。目前已知的大约90％的食物过敏反应是由花生、大豆、蛋类、乳类、坚果类、鱼类、甲壳类和小麦引起的。食品加工过程中不同的食品加工方式势必会影响到食物中蛋白的结构。因此，对易致敏的食品进行前加工处理，可能会消除致敏原。
花生是人类最优质的植物蛋白来源之一,也是八大类容易引起过敏的食物之一。花生过敏不但影响人群数量多，而且对患者有很大的伤害性，可引发致死反应，美国每年100～200人死于花生过敏.花生过敏一般伴随终身，且不能通过采取食物回避措施完全避免.因此解决花生过敏问题有着重要的意义。
一些人对花生过敏，是由于花生中的所含的贮藏蛋白与人体血液中的抗体结合，人体产生不良免疫反应，因此花生中的贮藏蛋白变性不与人体血液中的抗体结合，就可以降低花生的过敏性。科学前沿降低花生致敏性的方法有：基因工程、杂交育种；还有一些运用特种设备，比如超高压微射流处理等方法。前者需要投入大量的人力和物力，并且由于基因工程技术的局限性，导致花生蛋白产品的稳定性较差；而后者，由于引入了特种设备，需要经过专门培训的人员进行操作，并且需要引入特定的生产线，工业化成本较高。
发明内容
本发明的目的在于运用一种高压蒸汽和微生物发酵结合的方法，工业化成本低，所生产出的产品稳定性较好。利用高压蒸汽和微生物发酵的方法生产低敏性花生蛋白粉。
为了实现本发明的主要目的，本发明提供：
一种高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法，包括如下步骤：
(1)取冷榨的花生蛋白粉500-680份导入高压蒸汽设备中，在压力为190-240MPa，温度130-150℃，高压蒸汽灭菌处理0.5-1h；
(2)取经过高压蒸汽处理后花生蛋白粉360-450份，蒸馏水150-200份，氯化钠5-10份，放入微生物发酵罐内，匀质搅拌，混合均匀；
(3)加入如下微生物：乳酸杆菌为40-80CFU/g底物，枯草芽孢杆菌50-70CFU/g底物，米曲霉20-90CFU/g底物，啤酒酵母10-80CFU/g底物，混匀，以搅拌速度为120-240r/min，进行发酵，其中，发酵条件为：pH5.0-6.0，温度30-38℃，时间48-72h；
(4)通过常规后处理方法从发酵液中分离纯化得到低致敏性冷榨花生蛋白粉。
(5)将发酵后得到的低敏性冷榨花生蛋白粉，立即冷冻干燥。
作为优选地，一种高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法，包括如下步骤：
(1)取冷榨的花生蛋白粉600-680份导入高压蒸汽设备中，在压力为220-240MPa，温度135-145℃，高压蒸汽灭菌处理0.6-1h；
(2)取经过高压蒸汽处理后花生蛋白粉400份，蒸馏水150份，氯化钠5份，放入微生物发酵罐内，匀质搅拌，混合均匀；
(3)加入如下微生物：乳酸杆菌为78-80CFU/g底物，枯草芽孢杆菌66-70CFU/g底物，米曲霉25-30CFU/g底物，啤酒酵母10-30CFU/g底物，混匀，以搅拌速度为125r/min，进行发酵，其中，发酵条件为：pH5.0-6.0，温度36.5-37℃，时间60h；
(4)通过常规后处理方法从发酵液中分离纯化得到低致敏性冷榨花生蛋白粉。
(5)将发酵后得到的低敏性冷榨花生蛋白粉，立即冷冻干燥。
作为优选地，一种高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法，包括如下步骤：
(1)取冷榨的花生蛋白粉650-680份导入高压蒸汽设备中，在压力为235-240MPa，温度140-145℃，高压蒸汽灭菌处理0.6-0.8h；
(2)取经过高压蒸汽处理后花生蛋白粉400份，蒸馏水150份，氯化钠5份，放入微生物发酵罐内，匀质搅拌，混合均匀；
(3)加入如下微生物：乳酸杆菌为70-80CFU/g底物，枯草芽孢杆菌66-68CFU/g底物，米曲霉28-30CFU/g底物，啤酒酵母20-30CFU/g底物，混匀，以搅拌速度为125r/min，进行发酵，其中，发酵条件为：pH5.0-6.0，温度36.5-37℃，时间60h；
(4)通过常规后处理方法从发酵液中分离纯化得到低致敏性冷榨花生蛋白粉。
(5)将发酵后得到的低敏性冷榨花生蛋白粉，立即冷冻干燥。发酵后的低敏性冷榨花生蛋白粉，经酶联免疫技术检测，所得产品的致敏性与所用原料冷榨花生蛋白的致敏性，降低了90％-99％。
作为优选地，所述天然花生蛋白粉经步骤(1)高压蒸汽处理后，水溶性蛋白含量为5.61g/100g，Arh1和Arh3由原来的天然球状结构变为短棒状结构，α-螺旋和β-折叠占比为15.6％和18.7％，Arh1和Arh3无规则蜷曲为42.6％。经检测高压蒸汽处理后，花生蛋白中的水溶性蛋白含量为5.61g/100g，与对照组的水溶性蛋白含量(26.34g/100g)，这是由于蛋白质经过高压蒸汽处理，蛋白质发生变性，形成大分子聚集体，导致水溶性蛋白含量下降；并且经原子力显微镜观察，Arh1和Arh3的形态学特征发生显著变化，由原来的天然球状结构变为短棒状结构；而经过圆二色谱检测，经过高压蒸汽处理的花生蛋白中的Arh1和Arh3均发生显著变化，α-螺旋和β-折叠占比明显减少，由原来的的22.3％和25.6％降低为15.6％和18.7％；无规则蜷曲明显增加，由原来的38.8％升高为42.6％；而经检测，Arh1和Arh3与IgE的结合能力，分别降低了70倍和420倍；这说明花生蛋白中的Arh1和Arh3发生了变性，证明了高压蒸汽处理的确能够降低花生蛋白的致敏性。
作为优选地，所述发酵后花生蛋白粉中的水溶性蛋白含量为18.69g/100g；花生蛋白中的Arh1和Arh3的含量低于0.19％。在发酵过程中，乳酸杆菌，枯草芽孢杆菌，米曲霉，啤酒酵母等微生物产生的蛋白酶，能把这些大分子的蛋白聚集物分解成小分子蛋白、多肽及氨基酸，提高了花生蛋白中的水溶性蛋白，由天然花生蛋白粉中含量的4.32g/100g进一步提高到到19.69g/100g；而经酶联免疫检测，花生蛋白中的Arh1和Arh3的含量显著性降低，由原来的5.3％进一步降低至0.19％。
酶法脱敏是通过改变蛋白酶的酶解程度或蛋白结构，降低蛋白质致敏性的影响。若水解度适宜，可改变过敏原表位结构，降低致敏性；若水解度不适宜，可将内部的致敏原表位暴露出来，提高致敏性；若深度水解，可将蛋白质水解为小肽或氨基酸，降低其致敏性，但是蛋白质的某些功能性质可能会劣变。
本发明中常规后处理方法从发酵液中分离纯化得到低致敏性冷榨花生蛋白粉，方法可参见专利ZL201510031256.3，ZL201110200325.0及ZL201010188232.6。
与现有技术相比，本发明具有的有益技术效果：
(1)经酶联免疫技术检测，所得低致敏性冷榨花生蛋白粉的致敏性与所用原料冷榨花生蛋白的致敏性，降低了90％-99％；
(2)经过本发明方法发酵后，提高了花生蛋白中的水溶性蛋白，花生蛋白中的水溶性蛋白由原来的5.61g/100g提高到了18.69g/100g；而经酶联免疫检测，花生蛋白中的Arh1和Arh3的含量显著性降低，由原来的5.3％降低为0.19％；
(3)本发明的主要原料是以花生蛋白粉为主原料，利用高压蒸汽和微生物发酵的方法生产低敏性花生蛋白粉。所采用的方法，能够很大程度的降低花生蛋白的致敏性，而且经过微生物发酵的蛋白，在保证产品的生物价不降低的情况下，可以显著增加花生蛋白粉的水溶性蛋白含量，提高产品的消化特性，增加产品的风味和色泽。
具体实施方式
实施例1
一种高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法，包括如下步骤：
(1)取冷榨的花生蛋白粉600份导入高压蒸汽设备中，在压力为220-225MPa，温度135-140℃，高压蒸汽灭菌处理0.6h；
(2)取经过高压蒸汽处理后花生蛋白粉400份，蒸馏水150份，氯化钠5份，放入微生物发酵罐内，匀质搅拌，混合均匀；
(3)加入如下微生物：乳酸杆菌为78CFU/g底物，枯草芽孢杆菌70CFU/g底物，米曲霉25CFU/g底物，啤酒酵母22CFU/g底物，混匀，以搅拌速度为125r/min，进行发酵，其中，发酵条件为：pH5.0-6.0，温度36.5-37℃，时间60h；
(4)通过常规后处理方法从发酵液中分离纯化得到低致敏性冷榨花生蛋白粉。
(5)将发酵后得到的低敏性冷榨花生蛋白粉，立即冷冻干燥。
经检测高压蒸汽处理后，花生蛋白中的水溶性蛋白含量为4.32g/100g，与对照组的水溶性蛋白含量(26.34g/100g)，这是由于蛋白质经过高压蒸汽处理，蛋白质发生变性，形成大分子聚集体，导致水溶性蛋白含量下降；并且经原子力显微镜观察，Arh1和Arh3的形态学特征发生显著变化，由原来的天然球状结构变为短棒状结构；而经过圆二色谱检测，
经过高压蒸汽处理的花生蛋白中的Arh1和Arh3均发生显著变化，α-螺旋和β-折叠占比明显减少，由原来的的22.3％和25.6％降低为14.6％和16.9％；无规则蜷曲明显增加，由原来的38.8％升高为45.6％；而经检测，Arh1和Arh3与IgE的结合能力，分别降低了70倍和420倍；这说明花生蛋白中的Arh1和Arh3发生了变性，证明了高压蒸汽处理的确能够降低花生蛋白的致敏性。
经检测发酵后的花生蛋白粉，在发酵过程中，曲霉、酵母、乳酸杆菌等微生物产生的蛋白酶，能把这些大分子的蛋白聚集物分解成小分子蛋白、多肽及氨基酸，提高了花生蛋白中的水溶性蛋白，由原来的4.32g/100g提高到了19.69g/100g；而经酶联免疫检测，花生蛋白中的Arh1和Arh3的含量显著性降低，由原来的5.3％降低为0.19％。
实施例2
一种高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法，包括如下步骤：
(1)取冷榨的花生蛋白粉650份导入高压蒸汽设备中，在压力为235-240MPa，温度142-145℃，高压蒸汽灭菌处理0.8h；
(2)取经过高压蒸汽处理后花生蛋白粉400份，蒸馏水150份，氯化钠5份，放入微生物发酵罐内，匀质搅拌，混合均匀；
(3)加入如下微生物：乳酸杆菌为80CFU/g底物，枯草芽孢杆菌68CFU/g底物，米曲霉30CFU/g底物，啤酒酵母28CFU/g底物，混匀，以搅拌速度为125r/min，进行发酵，其中，发酵条件为：pH5.0-6.0，温度36.5-37℃，时间60h；
(4)通过常规后处理方法从发酵液中分离纯化得到低致敏性冷榨花生蛋白粉。
(5)将发酵后得到的低敏性冷榨花生蛋白粉，立即冷冻干燥。
经检测高压蒸汽处理后，花生蛋白中的水溶性蛋白含量为5.61g/100g，与对照组的水溶性蛋白含量(26.34g/100g)，这是由于蛋白质经过高压蒸汽处理，蛋白质发生变性，形成大分子聚集体，导致水溶性蛋白含量下降；并且经原子力显微镜观察，Arh1和Arh3的形态学特征发生显著变化，由原来的天然球状结构变为短棒状结构；而经过圆二色谱检测，经过高压蒸汽处理的花生蛋白中的Arh1和Arh3均发生显著变化，α-螺旋和β-折叠占比明显减少，由原来的的22.3％和25.6％降低为15.6％和18.7％；无规则蜷曲明显增加，由原来的36.8％升高为42.6％；而经检测，Arh1和Arh3与IgE的结合能力，分别降低了60.3倍和450倍；这说明花生蛋白中的Arh1和Arh3发生了变性，证明了高压蒸汽处理的确能够降低花生蛋白的致敏性。
经检测发酵后的花生蛋白粉，在发酵过程中，曲霉、酵母、乳酸杆菌等微生物产生的蛋白酶，能把这些大分子的蛋白聚集物分解成小分子蛋白、多肽及氨基酸，提高了花生蛋白中的水溶性蛋白，由原来的5.61g/100g提高到了18.69g/100g；而经酶联免疫检测，花生蛋白中的Arh1和Arh3的含量显著性降低，由原来的5.3％降低为0.28％。
实施例3
一种高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法，包括如下步骤：
(1)取冷榨的花生蛋白粉680份导入高压蒸汽设备中，在压力为190-220MPa，温度140-150℃，高压蒸汽灭菌处理1h；
(2)取经过高压蒸汽处理后花生蛋白粉450份，蒸馏水200份，氯化钠8份，放入微生物发酵罐内，匀质搅拌，混合均匀；
(3)加入如下微生物：乳酸杆菌为80CFU/g底物，枯草芽孢杆菌68CFU/g底物，米曲霉60CFU/g底物，啤酒酵母30CFU/g底物，混匀，以搅拌速度为200r/min，进行发酵，其中，发酵条件为：pH5.0-6.0，温度37.5-38℃，时间72h；
(4)通过常规后处理方法从发酵液中分离纯化得到低致敏性冷榨花生蛋白粉。
(5)将发酵后得到的低敏性冷榨花生蛋白粉，立即冷冻干燥。
经检测高压蒸汽处理后，花生蛋白中的水溶性蛋白含量为3.86g/100g，与对照组的水溶性蛋白含量(26.34g/100g)，这是由于蛋白质经过高压蒸汽处理，蛋白质发生变性，形成大分子聚集体，导致水溶性蛋白含量下降；并且经原子力显微镜观察，Arh1和Arh3的形态学特征发生显著变化，由原来的天然球状结构变为短棒状结构；而经过圆二色谱检测，经过高压蒸汽处理的花生蛋白中的Arh1和Arh3均发生显著变化，α-螺旋和β-折叠占比明显减少，由原来的的22.3％和25.6％降低为14.6％和16.1％；无规则蜷曲明显增加，由原来的36.8％升高为48.2％；而经检测，Arh1和Arh3与IgE的结合能力，分别降低了80倍和480倍；这说明花生蛋白中的Arh1和Arh3发生了变性，证明了高压蒸汽处理的确能够降低花生蛋白的致敏性。
经检测发酵后的花生蛋白粉，在发酵过程中，曲霉、酵母、乳酸杆菌等微生物产生的蛋白酶，能把这些大分子的蛋白聚集物分解成小分子蛋白、多肽及氨基酸，提高了花生蛋白中的水溶性蛋白，由原来的5.61g/100g提高到了22.62g/100g；而经酶联免疫检测，花生蛋白中的Arh1和Arh3的含量显著性降低，由原来的5.3％降低为0.21％。
以上实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。
Claims (5)
1.一种高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取冷榨的花生蛋白粉500-680份导入高压蒸汽设备中，在压力为190-240MPa，温度130-150℃，高压蒸汽灭菌处理0.5-1h；
(2)取经过高压蒸汽处理后花生蛋白粉360-450份，蒸馏水150-200份，氯化钠5-10份，放入微生物发酵罐内，匀质搅拌，混合均匀；
(3)加入如下微生物：乳酸杆菌为40-80CFU/g底物，枯草芽孢杆菌50-70CFU/g底物，米曲霉20-90CFU/g底物，啤酒酵母10-80CFU/g底物，混匀，以搅拌速度为120-240r/min，进行发酵，其中，发酵条件为：pH5.0-6.0，温度30-38℃，时间48-72h；
(4)通过常规后处理方法从发酵液中分离纯化得到低致敏性冷榨花生蛋白粉。
(5)将发酵后得到的低敏性冷榨花生蛋白粉，立即冷冻干燥。
2.如权利要求1所述的高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取冷榨的花生蛋白粉600-680份导入高压蒸汽设备中，在压力为220-240MPa，温度135-145℃，高压蒸汽灭菌处理0.6-1h；
(2)取经过高压蒸汽处理后花生蛋白粉400份，蒸馏水150份，氯化钠5份，放入微生物发酵罐内，匀质搅拌，混合均匀；
(3)加入如下微生物：乳酸杆菌为78-80CFU/g底物，枯草芽孢杆菌66-70CFU/g底物，米曲霉25-30CFU/g底物，啤酒酵母10-30CFU/g底物，混匀，以搅拌速度为125r/min，进行发酵，其中，发酵条件为：pH5.0-6.0，温度36.5-37℃，时间60h；
(4)通过常规后处理方法从发酵液中分离纯化得到低致敏性冷榨花生蛋白粉。
(5)将发酵后得到的低敏性冷榨花生蛋白粉，立即冷冻干燥。
3.如权利要求1所述的高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取冷榨的花生蛋白粉650-680份导入高压蒸汽设备中，在压力为235-240MPa，温度140-145℃，高压蒸汽灭菌处理0.6-0.8h；
(2)取经过高压蒸汽处理后花生蛋白粉400份，蒸馏水150份，氯化钠5份，放入微生物发酵罐内，匀质搅拌，混合均匀；
(3)加入如下微生物：乳酸杆菌为70-80CFU/g底物，枯草芽孢杆菌66-68CFU/g底物，米曲霉28-30CFU/g底物，啤酒酵母20-30CFU/g底物，混匀，以搅拌速度为125r/min，进行发酵，其中，发酵条件为：pH5.0-6.0，温度36.5-37℃，时间60h；
(4)通过常规后处理方法从发酵液中分离纯化得到低致敏性冷榨花生蛋白粉。
(5)将发酵后得到的低敏性冷榨花生蛋白粉，立即冷冻干燥。
4.一种由权利要求1-3任一项所述的高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法制备低敏性花生蛋白粉，其特征在于，所述天然花生蛋白粉经步骤(1)高压蒸汽处理后，水溶性蛋白含量为5.61g/100g，Arh1和Arh3由原来的天然球状结构变为短棒状结构，α-螺旋和β-折叠占比为15.6％和18.7％，Arh1和Arh3无规则蜷曲为42.6％。
5.一种由权利要求1-3任一项所述的高压蒸汽和微生物发酵制备低敏性花生蛋白粉的方法制备低敏性花生蛋白粉，其特征在于，所述发酵后花生蛋白粉中的水溶性蛋白含量为18.69g/100g；花生蛋白中的Arh1和Arh3的含量低于0.19％。
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| CN102948607A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-03-06 | 哈尔滨商业大学 | 一种汽爆-复合酶法制备米糠蛋白的方法 |
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