CN114698725A - 一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法及其产物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法，包括如下步骤：第一步，在酶解容器中加水并升温至45‑50℃，投入亚硫酸钠后一次保温搅拌至完全溶解；第二步，在所述第一步的产物中加入蛋白复合酶、胰酶后二次保温搅拌溶解；第三步，在所述第二步的产物中慢速加入小麦面筋蛋白后升温至50‑60℃后保温搅拌反应3‑6小时得酶解液；第四步，将酶解液进行在80‑90℃温度下灭酶处理；第五步，将所述第四步的产物进行离心过滤除渣后得小麦水解蛋白酶解滤液；第六步，将小麦水解蛋白酶解滤液进行喷雾干燥得小麦水解蛋白；蛋白复合酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、淀粉酶和糖化酶的混合物。本发明所制得的小麦水解蛋白酸溶蛋白含量达58％以上，其中谷氨酰胺含量高达25％。
Description
技术领域
本发明涉及谷朊粉深加工的技术领域，具体涉及一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法及其产物。
背景技术
小麦面筋蛋白，俗称谷朊粉，是小麦粉与水揉和，洗掉淀粉、糖类等物质后得到的天然蛋白质，也是人类获取植物蛋白的重要来源。它为食品加工业和饲料产业提供给了一种廉价易得、安全营养的原材料，为了提高其性质，以及更好的被人类利用，开发小麦蛋白新用途势在必行。
小麦面筋蛋白，俗称谷朊粉，是从小麦中提取出来的粉状天然植物蛋白质，其蛋白质含量高达75％-85％，含有大量的谷氨酸和脯氨酸，其中谷氨酸主要以酰胺键存在，占氨基酸总量的1/3，脯氨酸占氨基酸总量的1/7。根据小麦蛋白的溶解特性，可将小麦蛋白分为麦球蛋白、麦清蛋白、醇溶蛋白和麦谷蛋白。由于小麦面筋蛋白含有较多疏水性氨基酸，分子结构中疏水作用区域较大，溶解度低，这一特性使其应用范围受到限制。
对于小麦水解蛋白的制备，目前所采用得制备方法主要有化学法和酶法。其中化学法水解过程中难控制，目标产物含量较低，温度较高，且易产生一些有毒有害物质，生产成本较高。反观酶法，能使肽键断裂而不发生氨基酸结构构型的变化，不产生有毒有害物质，且蛋白酶的生产成本逐渐降低，酶解易控制，水解条件温和，因此为了提高蛋白质的利用率，并从食品安全和营养全面的角度出发，蛋白质的酶法水解成为目前制备小麦水解蛋白的研究重点。
酶法改性是一种有潜力的改性方法，目前对酶法改性的研究主要体现在酶制剂的选择、工艺条件的改变和功能性物质的提高等方面。但由于酶解过程中，水解程度低、产物口感差、产品难分离等问题，同时酶制剂的价格较高，导致现有的酶法改性工艺当中酶的费用约占总成本的20％，加工成本较高，使得小麦水解蛋白的价格高。因此，开发出简易高效的小麦水解蛋白生产工艺显得十分迫切。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法及其产物。
针对现有酶解法制备小麦水解蛋白过程中，水解程度低、产物口感差、生产工艺复杂、成本较高等问题。
本发明以谷朊粉为原料，通过亚硫酸钠对其进行还原、交联、改性处理，增大游离巯基与二硫键的比值，改善蛋白的空间结构，增加蛋白质溶解性，随后通过胃蛋白复合酶和胰酶的共同作用，分解蛋白质生成肽或者氨基酸，提高产品收率及口感风味，提高生产效率，最后通过灭酶、干燥等过程，制得小麦水解蛋白。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：
一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法，包括如下步骤：
第一步，在酶解容器中加水并升温至45-50℃，投入亚硫酸钠后一次保温搅拌至完全溶解；
第二步，在所述第一步的产物中加入蛋白复合酶、胰酶后二次保温搅拌溶解；
第三步，在所述第二步的产物中慢速加入小麦面筋蛋白后升温至50-60 ℃后保温搅拌反应3-4小时得酶解液；
第四步，将所述酶解液进行在80-90℃温度下灭酶处理；
第五步，将所述第四步的产物进行离心过滤除渣后得小麦水解蛋白酶解滤液；
第六步，将所述小麦水解蛋白酶解滤液进行喷雾干燥得小麦水解蛋白；
所述蛋白复合酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、淀粉酶和糖化酶的混合物。
在本发明的一个优选实施例中，所述小麦面筋蛋白与所述水的比例为 1:3。
在本发明的一个优选实施例中，所述亚硫酸钠的添加量为小麦面筋蛋白含量的8‰。
在本发明的一个优选实施例中，所述蛋白复合酶的添加量为小麦面筋蛋白含量的2％。
在本发明的一个优选实施例中，所述蛋白复合酶当中的碱性蛋白酶、中性蛋白酶、淀粉酶和糖化酶的混合比例为10:40:5:5。
在本发明的一个优选实施例中，所述碱性蛋白酶的活性为20W。
在本发明的一个优选实施例中，所述中性蛋白酶的活性为5W。
在本发明的一个优选实施例中，所述淀粉酶的活性为5W。
在本发明的一个优选实施例中，所述糖化酶的活性为20W。
在本发明的一个优选实施例中，所述胰酶的添加量为小麦面筋蛋白含量的0.4％。
在本发明的一个优选实施例中，所述一次保温搅拌的时间为20-30分钟。
在本发明的一个优选实施例中，所述二次保温搅拌的时间为10-15分钟。
在本发明的一个优选实施例中，所述灭酶处理的时间为10-15分钟。
一种产物，所述产物为由上述方法制备的小麦水解蛋白。
本发明的有益效果在于：
第一，就产物而言，本发明所制得的小麦水解蛋白的酸溶蛋白含量达58％以上，其中谷氨酰胺含量高达25％。
第二，就整体方法而言，本发明在酶解过程中无需调节反应体系酸解度，操作简便，在减少产物灰分的同时，又降低了制作成本，对环境无污染。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下结构中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明的概念。
本发明针对现有酶解法制备小麦水解蛋白过程中，水解程度低、产物口感差、生产工艺复杂、成本较高等问题，本发明以谷朊粉为原料，通过亚硫酸钠对其进行还原、交联、改性处理，增大游离巯基与二硫键的比值，改善蛋白的空间结构，增加蛋白质溶解性，随后通过胃蛋白复合酶和胰酶的共同作用，分解蛋白质生成肽或者氨基酸，提高产品收率及口感风味，提高生产效率，最后通过灭酶、干燥等过程，制得小麦水解蛋白。本发明所制得的小麦水解蛋白的酸溶蛋白含量达58％以上，其中谷氨酰胺含量高达25％。本发明在酶解过程中无需调节反应体系酸解度，操作简便，在减少产物灰分的同时，又降低了制作成本，对环境无污染。
实施例1
(1)按小麦面筋蛋白与水的固液质量比1：3，先加水于酶解罐中，设定温度45℃，达到预设温度之后，取4g亚硫酸钠，10g蛋白复合酶(蛋白复合酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、淀粉酶和糖化酶的混合物，混合比例为 10:40:5:5)，2g胰酶先后投入酶解罐中，保温搅拌溶解20min；
(2)慢速加入600g小麦面筋蛋白，设定温度45℃，达到预设温度开始计时，保温搅拌反应3h；
(3)待上述反应结束后，将酶解液进行高温灭酶处理，设定温度80℃以上，灭酶10min；
(4)待上述灭酶反应结束后，使用离心机离心过滤，除去滤渣，获得小麦水解蛋白酶解滤液；
(5)将滤液进行喷雾干燥，即可获得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得：小麦水解蛋白水解度达21.2％，酸溶蛋白达58.38％，谷氨酰胺26.4％。
实施例2
(1)按小麦面筋蛋白与水的固液质量比1：3，先加水于酶解罐中，设定温度45℃，达到预设温度之后，取4.4g亚硫酸钠，11g蛋白复合酶(蛋白复合酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、淀粉酶和糖化酶的混合物，混合比例为 10:40:5:5)，2.2g胰酶先后投入酶解罐中，保温搅拌溶解30min；
(2)慢速加入600g小麦面筋蛋白，设定温度45℃，达到预设温度开始计时，保温搅拌反应3.5h；
(3)待上述反应结束后，将酶解液进行高温灭酶处理，设定温度90℃以上，灭酶10min；
(4)待上述灭酶反应结束后，使用离心机离心过滤，除去滤渣，获得小麦水解蛋白酶解滤液；
(5)将滤液进行喷雾干燥，即可获得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得：小麦水解蛋白水解度达23.5％，酸溶蛋白达58.79％，谷氨酰胺26.9％。
实施例3
(1)按小麦面筋蛋白与水的固液质量比1：3，先加水于酶解罐中，设定温度50℃，达到预设温度之后，取4.8g亚硫酸钠，12g蛋白复合酶(蛋白复合酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、淀粉酶和糖化酶的混合物，混合比例为 10:40:5:5)，2.4g胰酶先后投入酶解罐中，保温搅拌溶解30min；
(2)慢速加入600g小麦面筋蛋白，设定温度50℃，达到预设温度开始计时，保温搅拌反应4h；
(3)待上述反应结束后，将酶解液进行高温灭酶处理，设定温度90℃以上，灭酶15min；
(4)待上述灭酶反应结束后，使用离心机离心过滤，除去滤渣，获得小麦水解蛋白酶解滤液
(5)将滤液进行喷雾干燥，即可获得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得：小麦水解蛋白水解度达18.6％，酸溶蛋白达59.88％，谷氨酰胺27.8％。
对比例1
(1)按小麦面筋蛋白与水的固液质量比1：3，称取600g小麦面筋蛋白，设定温度45℃，达到预设温度之后，取4.8g亚硫酸钠，6g蛋白复合酶(蛋白复合酶为酸性蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶的混合物，混合比例为 10:30:10)，2.4g胰酶先后投入酶解罐中，保温搅拌溶解30min；
(2)慢速加入600g小麦面筋蛋白，设定温度50℃，达到预设温度开始计时，保温搅拌反应4h；
(3)待上述反应结束后，将酶解液进行高温灭酶处理，设定温度90℃以上，灭酶15min；
(4)待上述灭酶反应结束后，使用离心机离心过滤，除去滤渣，获得小麦水解蛋白酶解滤液
(5)将滤液进行喷雾干燥，即可获得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得：小麦水解蛋白水解度达22.4％，酸溶蛋白达30.97％，谷氨酰胺13.6％。
以上显示和描述了发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，在酶解容器中加水并升温至45-50℃，投入亚硫酸钠后一次保温搅拌至完全溶解；
第二步，在所述第一步的产物中加入蛋白复合酶、胰酶后二次保温搅拌溶解；
第三步，在所述第二步的产物中慢速加入小麦面筋蛋白后升温至50-60℃后保温搅拌反应3-6小时得酶解液；
第四步，将所述酶解液进行在80-90℃温度下灭酶处理；
第五步，将所述第四步的产物进行离心过滤除渣后得小麦水解蛋白酶解滤液；
第六步，将所述小麦水解蛋白酶解滤液进行喷雾干燥得小麦水解蛋白；
所述蛋白复合酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、淀粉酶和糖化酶的混合物。
2.如权利要求1所述的一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法，其特征在于，所述小麦面筋蛋白与所述水的比例为1:3。
3.如权利要求1所述的一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法，其特征在于，所述亚硫酸钠的添加量为小麦面筋蛋白含量的8‰。
4.如权利要求1所述的一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法，其特征在于，所述蛋白复合酶的添加量为小麦面筋蛋白含量的2％。
5.如权利要求1所述的一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法，其特征在于，所述蛋白复合酶当中的碱性蛋白酶、中性蛋白酶、淀粉酶和糖化酶的混合比例为10:40:5:5。
6.如权利要求5所述的一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法，其特征在于，
所述碱性蛋白酶的活性为20W；
所述中性蛋白酶的活性为5W；
所述淀粉酶的活性为5W；
所述糖化酶的活性为20W。
7.如权利要求1所述的一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法，其特征在于，所述胰酶的添加量为小麦面筋蛋白含量的0.4％。
8.如权利要求1所述的一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法，其特征在于，所述一次保温搅拌的时间为20-30分钟；
所述二次保温搅拌的时间为10-15分钟。
9.如权利要求1所述的一种利用胰酶制备小麦水解蛋白的方法，其特征在于，所述灭酶处理的时间为10-15分钟。
10.一种产物，所述产物为由如权利要求1-9当中任一项所述制备方法制备的小麦水解蛋白。
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| US5945299A (en) * | 1995-01-25 | 1999-08-31 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien (Kgaa) | Production of wheat protein hydrolyzates by multistage hydrolysis with a proteinase and peptidase |
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| CN103271221A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-09-04 | 江苏联海生物科技有限公司 | 一种小麦水解蛋白的生产方法 |
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