CN115777941B - 一种大豆酶解制备复合氨基酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大豆酶解制备复合氨基酸的方法，所述方法包括制备活性炭负载的褐变抑制剂、制备复合氨基酸。本发明的方法对褐变的抑制效果好，酶解液的吸光度为0.409‑0.434，褐变抑制率为62.00‑63.87%。

Description

一种大豆酶解制备复合氨基酸的方法

技术领域

本发明涉及一种大豆酶解制备复合氨基酸的方法，属于酶解生产氨基酸领域。

背景技术

大豆中含有丰富的蛋白质，含量约为40%，是谷物的4-5倍，大豆包含人体所必需的8中氨基酸，且氨基酸比例配比合理，非常接近动物蛋白，大量的科学研究表明，食用大豆蛋白及其相关的产品，可以有效的预防动脉硬化、心脑血管疾病、骨质疏松症，并且对防治高血压、糖尿病、肾脏疾病也十分有益。

但是大豆蛋白的分子量较大，低pH时溶解度低，高浓度时粘度大，含有腹胀因子、胰蛋白酶抑制剂、血球凝集素等抗营养因子，消化率和生物效价远不及牛奶等动物蛋白，因此限制了大豆蛋白的应用，近年来，通过酶解法水解大豆蛋白得到大豆复合氨基酸的技术得到了科学界的重视，大豆复合氨基酸分子量小、溶解度高、黏度低、在体内消化吸收快、抗原性低，而且具有抗疲劳、抗氧化、降血压、降低胆固醇、提高免疫力、抗肿瘤以及控制肥胖等多种生理功能，使得大豆复合氨基酸应用范围得以扩大，提高了大豆产品的附加值。

蛋白质的水解过程中，会发生色泽变化，即褐变，随着水解度的增加，水解液的颜色会不断加深，一般为深黄色至褐色，颜色过深会影响产品色泽，降低产品质量，在大豆蛋白中褐变的主要类型是非酶褐变，是由于蛋白质和糖发生美拉德反应造成的，美拉德反应也称羰氨反应，反应过程较为复杂，最终生成的拟黑素造成水解液的颜色变深，可以通过抑制蛋白质水解过程中发生的美拉德反应来减少水解物色素物质的生成。

可以使用褐变抑制剂来抑制美拉德反应，其中亚硫酸盐是广泛使用的美拉德反应褐变抑制剂，主要有亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、连二亚硫酸钠，在水解前期可以有效抑制褐变，但是随着水解时间的增加，亚硫酸盐对褐变的抑制作用下降，这可能是由于亚硫酸盐破坏美拉德反应共轭体系双键是一个可逆反应，随着水解时间延长，重新分解出醛类物质，继续发生美拉德反应，导致拟黑素继续增加，申请人想到对亚硫酸盐进行包覆，以此提高作用时间，但是效果仍然不好。

综上所述，现有技术中，通常使用亚硫酸盐来抑制美拉德反应，但是随着水解时间的增加，对美拉德反应的抑制效果降低，表现为水解液的吸光度增加，影响产品质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，通过制备活性炭负载的褐变抑制剂，再进一步制备复合氨基酸，实现在随着水解时间的增加，使用亚硫酸盐来抑制美拉德反应时，对美拉德反应的抑制效果不发生降低。

为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种大豆酶解制备复合氨基酸的方法，所述方法包括制备活性炭负载的褐变抑制剂、制备复合氨基酸。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

所述制备活性炭负载的褐变抑制剂的步骤包括制备磷酸甘油酯处理活性炭、负载褐变抑制剂；

所述制备磷酸甘油酯处理活性炭的方法为，将磷酸甘油酯、亚硝酸钠、浓硫酸混合，控制温度为0-2℃，进行搅拌，搅拌时间为68-76min，搅拌后加入活性炭，保持温度不变，继续进行搅拌，搅拌时间为34-41min，搅拌后进行过滤，将滤渣与氢氧化钠溶液混合，控制温度为73-75℃，进行搅拌，搅拌时间为265-285min，搅拌后调节pH为3.1-3.3，然后经过滤、洗涤、干燥，干燥后粉碎至400-600目，得到磷酸甘油酯处理活性炭。

所述磷酸甘油酯、亚硝酸钠、浓硫酸、活性炭的质量比为25-30:12-14:50-60:45-55；

所述滤渣与氢氧化钠溶液的质量比为2:6-8；

所述氢氧化钠溶液的质量浓度为14-16%。

所述负载褐变抑制剂的方法为，将磷酸甘油酯处理活性炭与去离子水混合，加入聚丙烯酸钠，控制超声频率为22-25kHz，进行超声，超声时间为25-40min，加入亚硫酸钠，进行搅拌，搅拌时间为20-30min，然后控制超声频率为32-37kHz，进行超声，超声时间为20-30min，超声后经过滤、干燥得到活性炭负载的褐变抑制剂。

所述磷酸甘油酯处理活性炭、去离子水、聚丙烯酸钠、亚硫酸钠的质量比为32-37:140-160:1.8-2.2:14-16。

所述制备复合氨基酸的步骤包括配制酶解底物浆料、加酶酶解；

所述配制酶解底物浆料的方法为，将大豆分离蛋白与去离子水混合，进行搅拌，搅拌时间为30-40min，得到底物浓度为29-31g/L的酶解底物浆料。

所述大豆分离蛋白的蛋白质含量（以干基计）为91.5-91.8wt%。

所述加酶酶解的方法为，向酶解底物浆料、混合酶、活性炭负载的褐变抑制剂混合，进行搅拌，使各组分混合均匀，调节温度为59-61℃，调节pH为6.9-7.1，进行酶解，酶解时间为5.8-6.5h，酶解后得到酶解液，将酶解液过滤去除活性炭负载的褐变抑制剂后，进行喷雾干燥得到复合氨基酸。

所述酶解底物浆料、混合酶、活性炭负载的褐变抑制剂的质量比为2800-3500：4.5-5.5：0.8-1.2。

所述混合酶由碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶组成，其质量比为2.5-3.5:1.8-2.2:1.8-2.2，其中碱性蛋白酶的酶活力为2.2*10⁴U/mL，木瓜蛋白酶的酶活力为4.2*10³U/mL，中性蛋白酶的酶活力为1.7*10⁶U/mL。

与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：

本发明的方法对褐变的抑制效果好，酶解液的吸光度为0.409-0.434，褐变抑制率为62.00-63.87%；

本发明的方法水解度高，水解度为53.44-54.15%；

本发明的方法得到的氨基酸含量高，总氨基酸含量为88.2-88.6%，游离氨基酸含量为50.8-51.8%。

具体实施方式

实施例1

（1）制备活性炭负载的褐变抑制剂

a、制备磷酸甘油酯处理活性炭

将磷酸甘油酯、亚硝酸钠、浓硫酸混合，控制温度为0℃，进行搅拌，搅拌时间为72min，搅拌后加入活性炭，保持温度不变，继续进行搅拌，搅拌时间为37min，搅拌后进行过滤，将滤渣与氢氧化钠溶液混合，控制温度为74℃，进行搅拌，搅拌时间为275min，搅拌后调节pH为3.2，然后经过滤、洗涤、干燥，干燥后粉碎至500目，得到磷酸甘油酯处理活性炭；

所述磷酸甘油酯、亚硝酸钠、浓硫酸、活性炭的质量比为27:13:55:50；

所述滤渣与氢氧化钠溶液的质量比为2:7；

所述氢氧化钠溶液的质量浓度为15%；

b、负载褐变抑制剂

将磷酸甘油酯处理活性炭与去离子水混合，加入聚丙烯酸钠，控制超声频率为23kHz，进行超声，超声时间为30min，加入亚硫酸钠，进行搅拌，搅拌时间为25min，然后控制超声频率为35kHz，进行超声，超声时间为25min，超声后经过滤、干燥得到活性炭负载的褐变抑制剂；

所述磷酸甘油酯处理活性炭、去离子水、聚丙烯酸钠、亚硫酸钠的质量比为35:150:2:15。

（2）制备复合氨基酸

a、配制酶解底物浆料

将大豆分离蛋白与去离子水混合，进行搅拌，搅拌时间为35min，得到底物浓度为30g/L的酶解底物浆料；

所述大豆分离蛋白的蛋白质含量（以干基计）为91.7wt%；

b、加酶酶解

向酶解底物浆料、混合酶、活性炭负载的褐变抑制剂混合，进行搅拌，使各组分混合均匀，调节温度为60℃，调节pH为7.0，进行酶解，酶解时间为6h，酶解后得到酶解液，将酶解液过滤去除活性炭负载的褐变抑制剂后，进行喷雾干燥得到复合氨基酸；

所述酶解底物浆料、混合酶、活性炭负载的褐变抑制剂的质量比为3000：5：1；

所述混合酶由碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶组成，其质量比为3:2:2，其中碱性蛋白酶的酶活力为2.2*10⁴U/mL，木瓜蛋白酶的酶活力为4.2*10³U/mL，中性蛋白酶的酶活力为1.7*10⁶U/mL。

实施例2

（1）制备活性炭负载的褐变抑制剂

a、制备磷酸甘油酯处理活性炭

将磷酸甘油酯、亚硝酸钠、浓硫酸混合，控制温度为1℃，进行搅拌，搅拌时间为68min，搅拌后加入活性炭，保持温度不变，继续进行搅拌，搅拌时间为34min，搅拌后进行过滤，将滤渣与氢氧化钠溶液混合，控制温度为73℃，进行搅拌，搅拌时间为265min，搅拌后调节pH为3.1，然后经过滤、洗涤、干燥，干燥后粉碎至400目，得到磷酸甘油酯处理活性炭；

所述磷酸甘油酯、亚硝酸钠、浓硫酸、活性炭的质量比为25:12:50:45；

所述滤渣与氢氧化钠溶液的质量比为2:6；

所述氢氧化钠溶液的质量浓度为14%；

b、负载褐变抑制剂

将磷酸甘油酯处理活性炭与去离子水混合，加入聚丙烯酸钠，控制超声频率为22kHz，进行超声，超声时间为40min，加入亚硫酸钠，进行搅拌，搅拌时间为20min，然后控制超声频率为32kHz，进行超声，超声时间为20min，超声后经过滤、干燥得到活性炭负载的褐变抑制剂；

所述磷酸甘油酯处理活性炭、去离子水、聚丙烯酸钠、亚硫酸钠的质量比为32:140:1.8:14。

（2）制备复合氨基酸

a、配制酶解底物浆料

将大豆分离蛋白与去离子水混合，进行搅拌，搅拌时间为30min，得到底物浓度为29g/L的酶解底物浆料；

所述大豆分离蛋白的蛋白质含量（以干基计）为91.5wt%；

b、加酶酶解

向酶解底物浆料、混合酶、活性炭负载的褐变抑制剂混合，进行搅拌，使各组分混合均匀，调节温度为59℃，调节pH为6.9，进行酶解，酶解时间为5.8h，酶解后得到酶解液，将酶解液过滤去除活性炭负载的褐变抑制剂后，进行喷雾干燥得到复合氨基酸；

所述酶解底物浆料、混合酶、活性炭负载的褐变抑制剂的质量比为2800：4.5：0.8；

所述混合酶由碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶组成，其质量比为2.5:1.8:1.8，其中碱性蛋白酶的酶活力为2.2*10⁴U/mL，木瓜蛋白酶的酶活力为4.2*10³U/mL，中性蛋白酶的酶活力为1.7*10⁶U/mL。

实施例3

（1）制备活性炭负载的褐变抑制剂

a、制备磷酸甘油酯处理活性炭

将磷酸甘油酯、亚硝酸钠、浓硫酸混合，控制温度为2℃，进行搅拌，搅拌时间为76min，搅拌后加入活性炭，保持温度不变，继续进行搅拌，搅拌时间为41min，搅拌后进行过滤，将滤渣与氢氧化钠溶液混合，控制温度为75℃，进行搅拌，搅拌时间为285min，搅拌后调节pH为3.3，然后经过滤、洗涤、干燥，干燥后粉碎至600目，得到磷酸甘油酯处理活性炭；

所述磷酸甘油酯、亚硝酸钠、浓硫酸、活性炭的质量比为30:14:60:55；

所述滤渣与氢氧化钠溶液的质量比为2:8；

所述氢氧化钠溶液的质量浓度为16%；

b、负载褐变抑制剂

将磷酸甘油酯处理活性炭与去离子水混合，加入聚丙烯酸钠，控制超声频率为25kHz，进行超声，超声时间为25min，加入亚硫酸钠，进行搅拌，搅拌时间为30min，然后控制超声频率为37kHz，进行超声，超声时间为20min，超声后经过滤、干燥得到活性炭负载的褐变抑制剂；

所述磷酸甘油酯处理活性炭、去离子水、聚丙烯酸钠、亚硫酸钠的质量比为37:160:2.2:16。

（2）制备复合氨基酸

a、配制酶解底物浆料

将大豆分离蛋白与去离子水混合，进行搅拌，搅拌时间为40min，得到底物浓度为31g/L的酶解底物浆料；

所述大豆分离蛋白的蛋白质含量（以干基计）为91.8wt%；

b、加酶酶解

向酶解底物浆料、混合酶、活性炭负载的褐变抑制剂混合，进行搅拌，使各组分混合均匀，调节温度为61℃，调节pH为7.1，进行酶解，酶解时间为6.5h，酶解后得到酶解液，将酶解液过滤去除活性炭负载的褐变抑制剂后，进行喷雾干燥得到复合氨基酸；

所述酶解底物浆料、混合酶、活性炭负载的褐变抑制剂的质量比为3500：5.5：1.2；

所述混合酶由碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶组成，其质量比为3.5:2.2:2.2，其中碱性蛋白酶的酶活力为2.2*10⁴U/mL，木瓜蛋白酶的酶活力为4.2*10³U/mL，中性蛋白酶的酶活力为1.7*10⁶U/mL。

对比例1

在实施例1的基础上，制备活性炭负载的褐变抑制剂步骤中，省去制备磷酸甘油酯处理活性炭步骤，在负载褐变抑制剂步骤中，直接使用未处理的并粉碎至500目的活性炭代替磷酸甘油酯处理活性炭，对亚硫酸钠进行负载，其余步骤相同，制备复合氨基酸。

对比例2

在实施例1的基础上，制备活性炭负载的褐变抑制剂步骤中，负载褐变抑制剂步骤改为以下操作：

将磷酸甘油酯处理活性炭与去离子水混合，加入亚硫酸钠，进行搅拌，搅拌时间为25min，然后控制超声频率为35kHz，进行超声，超声时间为25min，超声后经过滤、干燥得到活性炭负载的褐变抑制剂；

所述磷酸甘油酯处理活性炭、去离子水、亚硫酸钠的质量比为35:150:15。

实施例4对褐变的抑制效果检测

使用实施例1-3、对比例1-2的方法制备复合氨基酸，在加酶酶解步骤中，得到酶解液后，将酶解液过滤去除活性炭负载的褐变抑制剂，检测去除活性炭负载的褐变抑制剂后酶解液的吸光度，吸光度越小代表抑制褐变效果越好，测试仪器为紫外分光光度计，测试波长为400nm，并计算褐变抑制率检测结果见表1；

褐变抑制率=（不添加褐变抑制剂的吸光度-添加褐变抑制剂的吸光度）/不添加褐变抑制剂的吸光度*100%。

实施例5酶解液水解度检测

使用实施例1-3、对比例1-2的方法制备复合氨基酸，在加酶酶解步骤中，得到酶解液后，将酶解液过滤去除活性炭负载的褐变抑制剂，并检测水解度，检测方法采用邻苯二甲醛（OPA）法，检测结果见表2。

实施例6产物含量检测

使用实施例1-3、对比例1-2的方法制备复合氨基酸，在加酶酶解步骤中，得到酶解液后，将酶解液过滤去除活性炭负载的褐变抑制剂，检测去除活性炭负载的褐变抑制剂后酶解液的总氨基酸含量、游离氨基酸含量，检测结果见表3。

Claims (5)

1.一种大豆酶解制备复合氨基酸的方法，其特征在于，所述方法包括制备活性炭负载的褐变抑制剂、制备复合氨基酸；

所述制备活性炭负载的褐变抑制剂的步骤包括制备磷酸甘油酯处理活性炭、负载褐变抑制剂；

所述制备磷酸甘油酯处理活性炭的方法为，将磷酸甘油酯、亚硝酸钠、浓硫酸混合，控制温度为0-2℃，进行搅拌，搅拌时间为68-76min，搅拌后加入活性炭，保持温度不变，继续进行搅拌，搅拌时间为34-41min，搅拌后进行过滤，将滤渣与氢氧化钠溶液混合，控制温度为73-75℃，进行搅拌，搅拌时间为265-285min，搅拌后调节pH为3.1-3.3，然后经过滤、洗涤、干燥，干燥后粉碎至400-600目，得到磷酸甘油酯处理活性炭；

所述负载褐变抑制剂的方法为，将磷酸甘油酯处理活性炭与去离子水混合，加入聚丙烯酸钠，控制超声频率为22-25kHz，进行超声，超声时间为25-40min，加入亚硫酸钠，进行搅拌，搅拌时间为20-30min，然后控制超声频率为32-37kHz，进行超声，超声时间为20-30min，超声后经过滤、干燥得到活性炭负载的褐变抑制剂；

所述制备复合氨基酸的步骤包括配制酶解底物浆料、加酶酶解；

所述配制酶解底物浆料的方法为，将大豆分离蛋白与去离子水混合，进行搅拌，搅拌时间为30-40min，得到底物浓度为29-31g/L的酶解底物浆料；

所述加酶酶解的方法为，将酶解底物浆料、混合酶、活性炭负载的褐变抑制剂混合，进行搅拌，使各组分混合均匀，调节温度为59-61℃，调节pH为6.9-7.1，进行酶解，酶解时间为5.8-6.5h，酶解后得到酶解液，将酶解液过滤去除活性炭负载的褐变抑制剂后，进行喷雾干燥得到复合氨基酸；

所述混合酶由碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶组成，其质量比为2.5-3.5:1.8-2.2:1.8-2.2，其中碱性蛋白酶的酶活力为2.2×10⁴U/mL，木瓜蛋白酶的酶活力为4.2×10³U/mL，中性蛋白酶的酶活力为1.7×10⁶U/mL。

2.根据权利要求1所述的一种大豆酶解制备复合氨基酸的方法，其特征在于：

所述制备磷酸甘油酯处理活性炭的方法中，所述磷酸甘油酯、亚硝酸钠、浓硫酸、活性炭的质量比为25-30:12-14:50-60:45-55；

所述滤渣与氢氧化钠溶液的质量比为2:6-8；

所述氢氧化钠溶液的质量浓度为14-16%。

3.根据权利要求1所述的一种大豆酶解制备复合氨基酸的方法，其特征在于：

所述负载褐变抑制剂的方法中，所述磷酸甘油酯处理活性炭、去离子水、聚丙烯酸钠、亚硫酸钠的质量比为32-37:140-160:1.8-2.2:14-16。

4.根据权利要求1所述的一种大豆酶解制备复合氨基酸的方法，其特征在于：

所述配制酶解底物浆料的方法中，所述大豆分离蛋白的蛋白质含量以干基计为91.5-91.8wt%。

5.根据权利要求1所述的一种大豆酶解制备复合氨基酸的方法，其特征在于：

所述加酶酶解的方法中，所述酶解底物浆料、混合酶、活性炭负载的褐变抑制剂的质量比为2800-3500：4.5-5.5：0.8-1.2。