專利名稱：由大豆粉制備蛋白水解物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用植物源蛋白水解酶由大豆粉制備蛋白水解物的方法。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種使用木瓜蛋白酶由脫脂大豆粉制備蛋白水解物的方法。
背景技術(shù)：
目前印度生產(chǎn)約6.8兆噸大豆，提取油，并將溶劑提取過(guò)的大豆粉出口到國(guó)外用作飼料。在溶劑提取裝置中通過(guò)使用其它大豆衛(wèi)生加工用的設(shè)備，可以獲得具有所需功能特性的食用級(jí)脫脂粉?；厥沼椭?，在印度可獲得4.9兆噸的大豆粉利用。生產(chǎn)的所有大豆中有一少部分也發(fā)現(xiàn)了它的不同食用級(jí)粉的應(yīng)用，分離蛋白和質(zhì)構(gòu)化產(chǎn)品以及這些產(chǎn)品的流行正大大地為全球獲得。大豆是優(yōu)異的蛋白源，它含有約40％蛋白質(zhì)。通過(guò)降低或破壞抗?fàn)I養(yǎng)因子如胰蛋白酶抑制劑，已開發(fā)了新的生產(chǎn)高質(zhì)量大豆食品的技術(shù)。
美國(guó)專利5180597要求保護(hù)一種具有強(qiáng)化風(fēng)味的水解植物蛋白的制備方法，該植物蛋白不含可覺察量的一氯二羥基丙烷。在上述文獻(xiàn)中，使用Prozyme 6(一種真菌蛋白酶)在溫度40-50℃、pH 6.5-7.0、酶濃度為底物的0.1-2.0％下將小麥面筋水解4小時(shí)。水解的蛋白質(zhì)用氣態(tài)HCl脫酰胺化，之后加入酸使該酶失活。這種水解的缺點(diǎn)是它可能導(dǎo)致氨基酸外消旋，并且加入酸增加了產(chǎn)品中的鹽含量。
美國(guó)專利5077062要求保護(hù)一種低鈉、低谷氨酸一鈉大豆水解物，它是由大豆物料如大豆粉、大豆粗粉或大豆渣使用真菌蛋白酶在水中制得的。該水解是在沒有酸或堿的情況下于90℃下進(jìn)行2小時(shí)。使酶失活并使混合物脫水之后，所得水解物含有45-55wt.％酶促水解的大豆基蛋白質(zhì)，其平均分子量是670,000±50,000。所用的該真菌蛋白酶與本發(fā)明所用的酶不同。該方法由于使用高溫(90℃)，因此耗能。
美國(guó)專利4757007要求保護(hù)使用蛋白酶由大豆蛋白制備二種水解產(chǎn)物。該大豆蛋白用醇沉淀之后，用木瓜蛋白酶或胃蛋白酶進(jìn)行水解。該方法的缺陷是它涉及將水解產(chǎn)物的混合物分離。水解是使用木瓜蛋白酶或胃蛋白酶進(jìn)行的。進(jìn)行酸化使其pH降至2.5-5.0，以將兩種水解物分離，這樣會(huì)導(dǎo)致鹽含量增加。
歐洲專利0148600 B1涉及由分離蛋白制備水解的蛋白質(zhì)，它是在分離蛋白噴射熟化或于104℃下動(dòng)力加熱幾秒鐘之后，在真空室中冷卻，然后用菠蘿蛋白酶水解。蛋白質(zhì)在其等電點(diǎn)從該物料的水提物中沉淀出來(lái)，之后水解。該方法的缺陷是原料分離蛋白較貴。該方法的步驟多，耗能。該方法還需要類似噴射熟化機(jī)和真空室的機(jī)械。
歐洲專利0223560 A2要求一種方法，描述了使用內(nèi)肽酶，接著使用來(lái)自乳鏈球菌的氨基肽酶將具有肉和干酪風(fēng)味的蛋白水解物與蛋白質(zhì)飼料原料(例如含有大豆、面筋、乳清、酪蛋白、血紅蛋白、酵母、谷物或微生物蛋白質(zhì))分離。該方法的缺陷是它是多步工藝。
歐洲專利0087246 B1要求保護(hù)一種方法，描述了使用來(lái)自曲霉屬的真菌蛋白酶和胰酶(胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶A、B和C、彈性蛋白酶和羧肽酶A和B)將大豆、小麥面筋和棉籽水解。使用活性炭處理該水解物，將其用于提高營(yíng)養(yǎng)。該方法的缺陷是它涉及較多步驟。
歐洲專利0187048 A2描述了使用微生物凝乳酶(米赫毛霉)制備具有0.25-2.5％水解度(DH)的大豆蛋白水解物，并將其用作卵白代用品。該方法中所用的酶不同，并且涉及非常低DH的大豆蛋白。
英國(guó)專利2053228A描述了一種由部分脫脂的大豆物料通過(guò)蛋白水解酶水解生產(chǎn)大豆蛋白水解物的方法。該方法的缺陷是由于部分脫脂的大豆粉，留下的油與蛋白相接觸，這樣會(huì)導(dǎo)致異味。
美國(guó)專利4,324,805描述了一種由部分脫脂的大豆物料通過(guò)蛋白水解酶水解生產(chǎn)大豆蛋白水解物和油的方法。通過(guò)在pH 3.5-4.5下水洗將大豆粉部分脫脂，然后使用水和堿水解以增加其pH。DH在8-12％的范圍內(nèi)。從廢水中回收油。所用酶是愛爾卡酶(Alcalase)。該方法的缺陷是它是一多步驟方法，并且由于大豆粉部分脫脂，留下的油與蛋白相接觸，會(huì)導(dǎo)致異味。通過(guò)加入酸使酶失活，這樣可能導(dǎo)致產(chǎn)物中鹽含量增加。
美國(guó)專利3640725描述了一種酶促水解生產(chǎn)大豆蛋白水解物的方法。將這些豆子粉碎并在90-140℃下加熱。將蛋白酶(真菌和細(xì)菌)在25-75℃下加入。將纖維分離，漿液有兩相-油相和水相。使水相達(dá)到pH 4.5以將該蛋白質(zhì)沉淀，然后將其濃縮。原料未脫脂，因此殘余油會(huì)與水相接觸，可能導(dǎo)致異味。
加拿大專利905742描述了一種大豆蛋白水解物，用胃蛋白酶改性，獲得一產(chǎn)物，它在水和糖泡沫(sugar whips)存在下快速產(chǎn)生低密度的充氣產(chǎn)品。
歐洲專利0797928 A1描述了一種用選擇性使用的蛋白酶在pH1.5-2.5下分解大豆球蛋白生產(chǎn)大豆蛋白水解物的方法。該方法中所用的pH非常低，因此與本發(fā)明所用的pH不同。而且，該方法的目的是獲得低的大豆球蛋白含量，它與本發(fā)明的情形不同。
可以參考標(biāo)題為“大豆蛋白的可溶性酶促水解物的工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用”(Olsen，H.S.，Adler Nissen，J.，(1979)，ProcessBiochemistry，14(7)，6，8，10-11)的公開文章，其中描述了一種由大豆片在pH 4.5下洗滌，接著用愛爾卡酶水解制備大豆蛋白水解物的方法。該底物的溶解度在酸性pH下低，這可能導(dǎo)致產(chǎn)率低。所用酶與本發(fā)明所用的酶不同。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種用植物基蛋白酶由大豆粉制備大豆水解物的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有特定水解度的蛋白水解物的制備方法。
本發(fā)明又一目的是提供一種在廣泛pH值下制備可溶于水的蛋白水解物的方法。
本發(fā)明的再一目的是提供一種可用于營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的蛋白水解物的制備方法。
本發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種由大豆粉制備蛋白水解物的方法，所述方法包括使用植物源的蛋白水解酶于pH 5-9和溫度53±5℃、攪拌下將固體含量為6-30％w/v的脫脂大豆粉含水漿液水解30分鐘至6小時(shí)；通過(guò)已知方式使該酶失活；中和漿液的pH值；通過(guò)已知方式分離這些固體，并將所得澄清液干燥，得到所述水解物。
發(fā)明詳述因此，本發(fā)明提供了一種由大豆粉制備蛋白水解物的方法，所述方法包括使用植物源的蛋白水解酶于pH 5-9和溫度53±5℃、攪拌下將固體含量為6-30％w/v的脫脂大豆粉含水漿液水解30分鐘至6小時(shí)；通過(guò)已知方式使該酶失活；中和漿液的pH值；通過(guò)已知方式分離這些固體，并將所得澄清液干燥，得到所述水解物。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，漿液的固體含量是20％w/v。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，植物源蛋白水解酶選自木瓜蛋白酶和菠蘿蛋白酶。
在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，將0.4-0.6％w/w蛋白水解酶加入到大豆粉中。
在本發(fā)明的再一實(shí)施方式中，水解進(jìn)行3-4小時(shí)。
在本發(fā)明的還一實(shí)施方式中，干燥是通過(guò)冷凍干燥、噴霧干燥和轉(zhuǎn)鼓干燥進(jìn)行的。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，生產(chǎn)的蛋白水解物具有降低的苦味。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，生產(chǎn)的蛋白水解物性質(zhì)上吸濕性較低。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，蛋白水解物具有2-2.2g/100ml苦味識(shí)別閾值。
在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，生產(chǎn)的蛋白水解物具有低的礦物質(zhì)含量。
在本發(fā)明的還一實(shí)施方式中，由所得原料獲得高產(chǎn)率的水解度為30-35％的蛋白水解物。
在本發(fā)明的下一個(gè)實(shí)施方式中，獲得一種奶油色的蛋白水解物，并且產(chǎn)率為20-25％(以大豆粉為基礎(chǔ))。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，蛋白水解物具有3.0-5.0％水分、8.0-8.5％氮和30.0-35.0％水解度。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，所得蛋白水解物具有25-30胰蛋白酶抑制劑單位/mg活性、95-98％氮溶出率和1.0-1.4％的鹽含量。
在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，檢測(cè)不到蛋白水解物中的脂氧合酶和脲酶活性。
在本發(fā)明的再一實(shí)施方式中，蛋白水解物的氨基酸組成與原料中的氨基酸組成類似。
在本發(fā)明的還一實(shí)施方式中，蛋白水解物保留了原料中的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
在本發(fā)明的下一個(gè)實(shí)施方式中，蛋白水解物不賦予最終產(chǎn)品任何不希望的風(fēng)味。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，蛋白水解物的溶解度不依賴于其pH值。
本發(fā)明還提供了一種奶油色蛋白水解物。
在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，蛋白水解物具有3-5％水分、8-8.5％氮和30-35％水解度。
在本發(fā)明的再一實(shí)施方式中，蛋白水解物具有20-30胰蛋白酶抑制劑單位/mg活性、95-98％氮溶出率和1-1.4％的鹽含量。
在本發(fā)明的還一實(shí)施方式中，蛋白水解物具有2-2.2g/100ml苦味識(shí)別閾值。
在本發(fā)明的下一個(gè)實(shí)施方式中，檢測(cè)不到蛋白水解物中的脂氧合酶和脲酶活性。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，蛋白水解物的氨基酸組成與原料中的氨基酸組成類似。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，蛋白水解物保留了原料中的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，蛋白水解物不賦予最終產(chǎn)品任何不希望的風(fēng)味。
在本發(fā)明的再一實(shí)施方式中，蛋白水解物的溶解度不依賴于其pH值。
該方法涉及以下加工步驟脫脂大豆粉大豆粉得自干凈圓大豆。將這些清潔的大豆通過(guò)一裂開過(guò)程；將大豆碎片在篩和吸氣系統(tǒng)上分級(jí)。清潔過(guò)的裂開豆肉通過(guò)一調(diào)理熟化器并使之成薄片。將其經(jīng)受溶劑提取過(guò)程。提取過(guò)的薄片脫溶劑并粉碎至100目。大豆粉的規(guī)格由以下組成(a)水分＝9％質(zhì)量(最大)；(b)蛋白質(zhì)(干基重)＝48％質(zhì)量(最小)；(c)總灰分(干基重)＝7.2％質(zhì)量(最大)；(d)酸不溶性灰分(干基重)＝0.4％質(zhì)量(最大)；(e)脂肪(干基重)＝1.5％質(zhì)量；(f)粗纖維(干基重)＝4.2％質(zhì)量(最大)；(g)黃曲霉毒素＝30ppb(最大)；(h)殘余溶劑＝170ppm；(I)總細(xì)菌數(shù)/g＝50,000；(j)大腸桿菌/g＝10；和(k)沙門氏菌-無(wú)。
木瓜蛋白酶植物硫醇蛋白酶木瓜蛋白酶的規(guī)格是獲得蛋白水解活性不低于2,000酪氨酸單位(TU)/mg蛋白水解活性的可商購(gòu)獲得的食品級(jí)酶。水解度的測(cè)定三硝基苯磺酸(TNBS)步驟，是一種精確、可再現(xiàn)且通用的測(cè)定食品蛋白水解物的水解度的步驟。將蛋白水解物0.25-2.5×10-3氨基當(dāng)量/L的濃度溶解/分散在熱1％十二烷基硫酸鈉中。將樣品溶液(0.25ml)與2ml的0.2125M磷酸鈉緩沖液(pH 8.2)和2ml的0.1％三硝基苯磺酸混合，接著在暗處于50℃下培養(yǎng)60分鐘。加入4ml的0.10N鹽酸(HCl)將反應(yīng)驟冷，并在340nm下讀出吸光度。使用1.5mM L-亮氨酸溶液作為標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)每一特定蛋白質(zhì)底物的標(biāo)準(zhǔn)曲線將測(cè)定的亮氨酸氨基當(dāng)量轉(zhuǎn)換為水解度(Adler Nissen，J.(1979)J.Agri.Food Chem.27，6，1256-1262)。
以合適的溶劑與溶質(zhì)比將脫脂大豆粉分散在水中，并使用6N氫氧化鈉或6N鹽酸調(diào)整該分散液的pH。用機(jī)械攪拌器保持?jǐn)嚢鑾追昼?，并將溫度升高?0-55℃。在該階段加入0.4-0.6(w％)木瓜蛋白酶(以大豆粉為基礎(chǔ))，并連續(xù)攪拌3-4小時(shí)。上述時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)將漿液的溫度升高至90-95℃保持5-10分鐘。將漿液冷卻至室溫，離心除去分散液中富含不溶性碳水化合物的部分。將澄清的蛋白水解物噴霧干燥，獲得蛋白水解物。
給出以下實(shí)施例描述本發(fā)明，但不應(yīng)認(rèn)為是限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1將100g脫脂大豆粉分散到500ml水中，使用1N HCl將分散液的pH調(diào)整至5.5。用機(jī)械攪拌器攪拌溶液，然后通過(guò)加熱溶液將溫度升高至50℃。加入500mg的木瓜蛋白酶，連續(xù)攪拌3小時(shí)。通過(guò)煮沸5分鐘將酶失活。使用6N NaOH將水解物的pH調(diào)整至6.8。將漿液冷卻并離心。將澄清溶液噴霧干燥。產(chǎn)率是24％(以大豆粉為基礎(chǔ))，并且水解度是30％。
實(shí)施例2將300g脫脂大豆粉分散到1500ml水中，使用1N HCl將分散液的pH調(diào)整至5.5。用機(jī)械攪拌器攪拌溶液，然后將溫度升高至55℃。加入1.5g的木瓜蛋白酶，連續(xù)攪拌3小時(shí)。通過(guò)煮沸5分鐘將酶失活。使用6N NaOH將水解物的pH調(diào)整至6.8。將漿液冷卻并離心。將澄清溶液噴霧干燥。產(chǎn)率是21％(以大豆粉為基礎(chǔ))，并且水解度是30％。
實(shí)施例3將1kg脫脂大豆粉分散到5000ml水中，使用1N HCl將分散液的pH調(diào)整至5.0。用機(jī)械攪拌器攪拌溶液，然后將溫度升高至50℃。加入5g的木瓜蛋白酶，連續(xù)攪拌4小時(shí)。通過(guò)煮沸5分鐘將酶失活。使用6N NaOH將水解物的pH調(diào)整至6.5。將漿液冷卻并離心。將澄清溶液噴霧干燥。產(chǎn)率是20％(以大豆粉為基礎(chǔ))，并且水解度是30％。
大豆粉的粒徑、酶與底物之比、pH和時(shí)間間隔控制酶水解的結(jié)束，從而使水解物的苦味最小。
所得大豆蛋白水解物是奶油色，產(chǎn)率為20-25％(以大豆粉為基礎(chǔ))。產(chǎn)品具有3.0-5.0％水分、8.0-8.5％氮和30.0-35.0％水解度(TNBS步驟)。
所得大豆蛋白水解物具有25-30胰蛋白酶抑制劑單位/mg(TIU/mg)活性、95-98％氮溶出率、1.0-1.4％的鹽含量(以Cl-離子測(cè)定)和2-2.2g/100ml苦味識(shí)別閾值。檢測(cè)不到脂氧合酶和脲酶活性。所得大豆蛋白水解物的氨基酸組成與原料的氨基酸組成相似，因此保留了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。與由酪蛋白獲得的蛋白水解物相比，該蛋白水解物苦味低，并且性質(zhì)上吸濕性低。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是1.所用酶是專一性廣的食品級(jí)可商購(gòu)獲得的可接受的植物酶，獲得30-35％水解度。
2.產(chǎn)品可以是一種良好的添加劑，不會(huì)賦予最終產(chǎn)品不希望的風(fēng)味。
3.水解物具有不依賴于pH的溶解度，使其成為一種在酸pH或堿pH下都合適的添加劑。
4.最終產(chǎn)品為干燥形式，它適用于不同食品配方并且易于操作。
權(quán)利要求
1.一種由大豆粉制備蛋白水解物的方法，所述方法包括使用植物源的蛋白水解酶于pH 5-9和溫度53±5℃、攪拌下將固體含量為6-30％w/v的脫脂大豆粉含水漿液水解30分鐘至6小時(shí)；通過(guò)已知方式使該酶失活；中和漿液的pH值；通過(guò)已知方式分離這些固體，并將所得澄清液干燥，得到所述水解物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中漿液的固體含量是20％w/v。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中植物源蛋白水解酶選自木瓜蛋白酶和菠蘿蛋白酶。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將0.4-0.6％w/w蛋白水解酶加入到大豆粉中。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中水解進(jìn)行3-4小時(shí)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中干燥是通過(guò)冷凍干燥、噴霧干燥和轉(zhuǎn)鼓干燥進(jìn)行的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生產(chǎn)的蛋白水解物具有降低的苦味。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生產(chǎn)的蛋白水解物性質(zhì)上吸濕性低。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中蛋白水解物具有2-2.2g/100ml苦味識(shí)別閾值。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生產(chǎn)的蛋白水解物具有低的礦物質(zhì)含量。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中由所得原料獲得高產(chǎn)率的水解度為30-35％的蛋白水解物。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中獲得的蛋白水解物為奶油色，并且產(chǎn)率為20-25％(以大豆粉為基礎(chǔ))。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中蛋白水解物具有3.0-5.0％水分、8.0-8.5％氮和30.0-35.0％水解度。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所得蛋白水解物具有25-30胰蛋白酶抑制劑單位/mg活性、95-98％氮溶出率和1.0-1.4％的鹽含量。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中檢測(cè)不到蛋白水解物中的脂氧合酶和脲酶活性。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中蛋白水解物的氨基酸組成與原料中的氨基酸組成類似。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中蛋白水解物保留了原料中的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中蛋白水解物不賦予最終產(chǎn)品任何不希望的風(fēng)味。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中蛋白水解物的溶解度不依賴于其pH值。
20.一種由大豆粉獲得的蛋白水解物，包括20-30胰蛋白酶抑制劑單位/mg活性、95-98％氮溶出率、1-1.4％的鹽含量、3-5％水分、8-8.5％氮和30-35％水解度。
21.如權(quán)利要求20所述的蛋白水解物，其中檢測(cè)不到蛋白水解物中的脂氧合酶和脲酶活性。
22.如權(quán)利要求20所述的蛋白水解物，還包括2-2.2g/100ml苦味識(shí)別閾值。
23.如權(quán)利要求20所述的蛋白水解物，其中蛋白水解物的氨基酸組成與原料中的氨基酸組成類似。
24.如權(quán)利要求20所述的蛋白水解物，其中蛋白水解物保留了原料中的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
25.如權(quán)利要求20所述的蛋白水解物，其中蛋白水解物不賦予最終產(chǎn)品任何不希望的風(fēng)味。
26.如權(quán)利要求20所述的蛋白水解物，其中蛋白水解物的溶解度不依賴于其pH值。
27.如權(quán)利要求20所述的蛋白水解物，具有奶油色。
全文摘要
一種由大豆粉制備蛋白水解物的方法，所述方法包括使用植物源的蛋白水解酶于pH 5－9和溫度53±5℃、攪拌下將固體含量為6－30％w/v的脫脂大豆粉含水漿液水解30分鐘至6小時(shí)；通過(guò)已知方式使該酶失活；中和漿液的pH值；通過(guò)已知方式分離這些固體，并將所得澄清液干燥，得到所述水解物。
文檔編號(hào)A23J3/34GK1505482SQ01823171
公開日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2001年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月5日
發(fā)明者A·R·G·R·A·拉奧, H·N·N·善德拉瑟克哈拉, K·伽溫達(dá)拉約, J·約瑟夫, K·S·K·穆爾斯, V·普拉喀什, M·C·S·薩斯特里, A R G R A 拉奧, K 穆爾斯, N 善德拉瑟克哈拉, S 薩斯特里, κ, 麓錮 申請(qǐng)人:科學(xué)與工業(yè)研究會(huì)