專利名稱：一種復(fù)合改性制備水溶性小麥蛋白的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水溶性小麥蛋白的制備方法，特別涉及一種復(fù)合改性制備水溶性小麥蛋白的方法。
背景技術(shù)：
小麥面筋蛋白，也稱谷朊粉，復(fù)水后成濕面筋。由于小麥面筋蛋白分子內(nèi)疏水作用區(qū)域較大，不能滿足食品加工的需要，需采用物理、化學(xué)、生物和基因工程法等改性手段改善小麥面筋蛋白的某些物理化學(xué)性質(zhì)，以適應(yīng)作為不同食品添加劑的需要。改性后所得到的小麥蛋白具有良好的水溶性、乳化性等特性。應(yīng)用于植脂末、乳制品、肉制品、面粉、及其他多種需要使用植物蛋白或植物蛋白乳化劑的產(chǎn)品中，為相關(guān)下游產(chǎn)品生產(chǎn)商提供一種性能優(yōu)良、價(jià)格適宜的蛋白質(zhì)添加劑或植物蛋白乳化劑。比如以蛋白質(zhì)作為壁材的飼料級(jí)微膠囊產(chǎn)品出口歐美，如果以酪蛋白為壁材會(huì)有瘋牛病的恐慌，而以大豆蛋白為壁材又有可能遭遇轉(zhuǎn)基因壁壘。水溶性小麥蛋白是以天然的植物蛋白為原料改性而成，不存在上述的應(yīng)用限制。
目前對(duì)小麥面筋蛋白的改性有物理法、化學(xué)法、酶法和基因工程法。化學(xué)法改性在取得預(yù)期效果的同時(shí)，在營(yíng)養(yǎng)和毒理方面可能產(chǎn)生有害的影響，而基因工程法技術(shù)周期長(zhǎng)，見效慢，目前仍處于初步研究階段。酶法改性具有可控制性強(qiáng)、反應(yīng)條件溫和、能耗低、專一性強(qiáng)等特點(diǎn)，在保留營(yíng)養(yǎng)成分方面具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。但是單一采用酶法改性存在的問題是酶制劑無法作用于團(tuán)狀面筋蛋白的內(nèi)部，因而影響了水解效果和產(chǎn)品品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種水溶性高、乳化性良好的復(fù)合改性制備水溶性小麥蛋白的方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種復(fù)合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，包括如下步驟1)以小麥面筋蛋白為原料，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，在200～3000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌5～60min；2)調(diào)節(jié)pH值至2～12，加入100～13500U/g底物的蛋白酶，反應(yīng)溫度為20～75℃，反應(yīng)時(shí)間10～150min；3)進(jìn)行干燥，得水溶性小麥蛋白。
酶水解所用的蛋白酶可以是市售的中性蛋白酶、木瓜蛋白酶，堿性蛋白酶或酸性蛋白酶等。
機(jī)械攪拌處理過程可以在加水、加水和堿或加水和酸的條件下進(jìn)行。
在加水的條件下將小麥面筋蛋白放在攪拌機(jī)內(nèi)，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，在200～3000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌5～60min；機(jī)械攪拌后的物料轉(zhuǎn)入酶反應(yīng)器，然后用堿調(diào)節(jié)pH值至7～9，加入100～13500U/g底物的中性蛋白酶、木瓜蛋白酶，反應(yīng)溫度為20～75℃，反應(yīng)時(shí)間10～150min，反應(yīng)結(jié)束后對(duì)物料進(jìn)行干燥，得水溶性小麥蛋白。
在加水和堿的條件下將小麥面筋蛋白放在攪拌機(jī)內(nèi)，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，再加入5～25mmol/100g小麥面筋蛋白的氫氧化鈉或氫氧化鉀，在200～3000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌5～60min。在機(jī)械攪拌后的物料中加入氫氧化鈉或氫氧化鉀，將物料pH值調(diào)節(jié)到8～12，然后加入100～13500U/g底物的堿性蛋白酶，反應(yīng)溫度為20～75℃，反應(yīng)時(shí)間10～150min。反應(yīng)結(jié)束后對(duì)物料進(jìn)行干燥，得水溶性小麥蛋白。
在加水和酸的條件下將小麥面筋蛋白放在攪拌機(jī)內(nèi)，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，再加入2～25mmol/100g小麥面筋蛋白的鹽酸、硫酸、磷酸或檸檬酸，在200～3000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌5～60min。在機(jī)械攪拌后的物料中加入鹽酸、硫酸、磷酸或檸檬酸，將物料pH值調(diào)節(jié)到2～5，然后加入100～13500U/g底物的酸性蛋白酶，反應(yīng)溫度為20～75℃，反應(yīng)時(shí)間10～150min。反應(yīng)結(jié)束后對(duì)物料進(jìn)行干燥，得水溶性小麥蛋白。
本發(fā)明采用機(jī)械攪拌和酶法水解相結(jié)合的技術(shù)，工藝簡(jiǎn)單實(shí)用、可控制性強(qiáng)、能耗低，除了具有高水溶性外，還具有良好的乳化性和分散性，拓展了小麥面筋蛋白的應(yīng)用領(lǐng)域，可用作面包改良劑、面團(tuán)改良劑、蛋白質(zhì)乳化劑，廣泛用于肉制品、面制品等產(chǎn)品的生產(chǎn)。
本發(fā)明的有益效果可通過以下方法檢測(cè)得出氮可溶解指數(shù)(NSI)的測(cè)定方法稱取1g(精確至0.0001g)粉末樣品于50ml燒杯中，量取40ml去離子水，于室溫下攪拌120min，然后定容至50ml，靜置幾分鐘，取上層液1500rpm離心10min，然后取離心后的上清液10ml。用微量凱氏定氮法測(cè)定離心得到的上清液和樣品中的氮含量，通過下式計(jì)算樣品的氮可溶解指數(shù)(NSI)。

乳化性質(zhì)的測(cè)定方法取9ml0.1％(w/v)待測(cè)樣品溶液，加入3ml大豆色拉油，在10000rpm室溫分散1min，分別在0、30min后取樣，以0.1％(w/v)十二烷基磺酸鈉(SDS，pH7.0)稀釋100倍，測(cè)定500nm處的吸光值A(chǔ)500，以SDS溶液為空白。樣品濁度為T定義為T=2.303×A500L]]>其中，L為光路長(zhǎng)度，此處為1cm。以0min時(shí)刻的濁度(T)表示乳化能力(EC)，乳化穩(wěn)定性(ES)用30min后測(cè)定的濁度(T2)的變化程度表示ES=T2T×100%]]>結(jié)果下表。
表改性前后小麥面筋蛋白的溶解能力和乳化性質(zhì)比較

具體實(shí)施方式
下面的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明不僅限于實(shí)施例中所涉及的內(nèi)容。
實(shí)施例1稱取100克濕面筋，加入500ml水，在1500rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌45min，物料轉(zhuǎn)入反應(yīng)器，邊攪拌邊用2M氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至7.0，在攪拌的同時(shí)加入中性蛋白酶2100U/g底物，在溫度為50℃條件下反應(yīng)90min，停止水解，干燥，制得產(chǎn)品。
實(shí)施例2稱取100克谷朊粉，加入700ml水，在2000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌35min，物料轉(zhuǎn)入反應(yīng)器，邊攪拌邊用2M氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至7.0，在攪拌的同時(shí)加入木瓜蛋白酶7000U/g底物，在溫度為50℃條件下反應(yīng)90min，停止水解，干燥，制得產(chǎn)品。
實(shí)施例3稱取100克濕面筋，加入600ml水，然后加入2M氫氧化鈉3.3ml，在500rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌50min，物料轉(zhuǎn)入反應(yīng)器，邊攪拌邊加入2M氫氧化鈉2.6ml用以調(diào)節(jié)pH；接著，在攪拌的同時(shí)加入堿性蛋白酶1000U/g底物，在溫度為55℃條件下反應(yīng)40min，此時(shí)pH降低至約7.0，停止水解，干燥，制得產(chǎn)品。
實(shí)施例4稱取100克濕面筋，加入450ml水，然后加入2M氫氧化鉀3.3ml，在1000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌35min，物料轉(zhuǎn)入反應(yīng)器，邊攪拌邊加入2M氫氧化鉀2.6ml用以調(diào)節(jié)pH；接著，在攪拌的同時(shí)加入堿性蛋白酶2000U/g底物，在溫度為55℃條件下反應(yīng)40min，此時(shí)pH降低至約7.0，停止水解，干燥，制得產(chǎn)品。
實(shí)施例5稱取100克濕面筋，加入650ml水，然后加入2M氫氧化鈉3.3ml，在1500rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌25min，物料轉(zhuǎn)入反應(yīng)器，邊攪拌邊加入2M氫氧化鈉2.6ml用以調(diào)節(jié)pH；接著，在攪拌的同時(shí)加入堿性蛋白酶2500U/g底物，在溫度為55℃條件下反應(yīng)40min，此時(shí)pH降低至約7.0，停止水解，干燥，制得產(chǎn)品。
實(shí)施例6稱取100克谷朊粉，加入750ml水，然后加入2M鹽酸4.0ml，在1000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌35min，物料轉(zhuǎn)入反應(yīng)器，邊攪拌邊加入2M鹽酸2.8ml用以調(diào)節(jié)pH；接著，在攪拌的同時(shí)加入酸性蛋白酶4000U/g底物。在溫度為48℃條件下水解反應(yīng)120min，pH值為4.0，停止水解，干燥，制得產(chǎn)品。
實(shí)施例7稱取100克谷朊粉，加入750ml水，然后加入2M硫酸4.0ml，在1500rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌25min，物料轉(zhuǎn)入反應(yīng)器，邊攪拌邊加入2M硫酸2.8ml用以調(diào)節(jié)pH；接著，在攪拌的同時(shí)加入酸性蛋白酶5500U/g底物。在溫度為48℃條件下水解反應(yīng)120min，pH值為3.9，停止水解，干燥，制得產(chǎn)品。
實(shí)施例8稱取100克谷朊粉，加入800ml水，然后加入2M磷酸4.0ml，在3000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌15min，物料轉(zhuǎn)入反應(yīng)器，邊攪拌邊加入2M磷酸2.8ml用以調(diào)節(jié)pH；接著，在攪拌的同時(shí)加入酸性蛋白酶6000U/g底物。在溫度為48℃條件下水解反應(yīng)120min，pH值為3.6，停止水解，干燥，制得產(chǎn)品。
實(shí)施例9
稱取100克谷朊粉，加入800ml水，然后加入2M檸檬酸4.0ml，在3000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌15min，物料轉(zhuǎn)入反應(yīng)器，邊攪拌邊加入2M檸檬酸2.8ml用以調(diào)節(jié)pH；接著，在攪拌的同時(shí)加入酸性蛋白酶7000U/g底物。在溫度為48℃條件下水解反應(yīng)120min，pH值為4.2，停止水解，干燥，制得產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，包括如下步驟1)以小麥面筋蛋白為原料，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，在200～3000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌5～60min；2)調(diào)節(jié)pH值至2～12，加入100～13500U/g底物的蛋白酶，反應(yīng)溫度為20～75℃，反應(yīng)時(shí)間10～150min；3)進(jìn)行干燥，得水溶性小麥蛋白。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，其特征在于當(dāng)所述蛋白酶為中性蛋白酶、木瓜蛋白酶時(shí)，pH值調(diào)節(jié)至7～9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，其特征在于當(dāng)所述蛋白酶為堿性蛋白酶時(shí)，加水后再加入5～25mmol/100g小麥面筋蛋白的堿，機(jī)械攪拌后調(diào)節(jié)pH值至8～12。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，其特征在于當(dāng)所述蛋白酶為酸性蛋白酶，加水后再加入2～25mmol/100g小麥面筋蛋白的酸，機(jī)械攪拌后調(diào)節(jié)pH值至2～5。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述復(fù)合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，其特征在于所述的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述復(fù)合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，其特征在于所述的酸為鹽酸、硫酸、磷酸或檸檬酸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合改性制備水溶性小麥蛋白的方法。以小麥面筋蛋白為原料，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，在200～3000rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌5～60min；調(diào)節(jié)pH值至2～12，加入100～13500U/g底物的蛋白酶，反應(yīng)溫度為20～75℃，反應(yīng)時(shí)間10～150min；進(jìn)行干燥，得水溶性小麥蛋白。本發(fā)明方法制備的產(chǎn)品具有高水溶性及良好的乳化性等特性，產(chǎn)品主要應(yīng)用于食品工業(yè)、糧食工業(yè)和飼料工業(yè)。
文檔編號(hào)C12P21/00GK1858226SQ20061002490
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者蘇鋒, 杜風(fēng)光, 史吉平, 李桂芳, 董青山 申請(qǐng)人:上海天之冠可再生能源有限公司