一種高分散性大豆蛋白的制備方法
【專利摘要】一種高分散性大豆蛋白的制備方法，屬于大豆蛋白加工【技術(shù)領(lǐng)域】。所述方法為：(1)將大豆分離蛋白按照一定比例溶解于水中，得到大豆蛋白溶液，采用木瓜蛋白酶限制性酶解；(2)將步驟(1)中酶解液中加入轉(zhuǎn)谷酰胺酶進(jìn)行交聯(lián)，滅酶，離心，凍干，得到“酶解-交聯(lián)改性大豆蛋白”；(3)將步驟(2)中得到的“酶解-交聯(lián)改性大豆蛋白”進(jìn)行磷酸化處理后冷凍干燥，得到高分散性大豆蛋白。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用上述方法制備的改性大豆分離蛋白具有非常好的分散性，而且設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，酶用量少，非常適合食品加工中應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種高分散性大豆蛋白的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于大豆蛋白加工【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種制備高分散性大豆蛋白的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 分散性是指在攪拌的情況下，蛋白質(zhì)在水中快速分散的能力，而溶解性是指蛋白 質(zhì)在水溶液或鹽溶液中溶解的性能。目前，國(guó)內(nèi)外商業(yè)大豆蛋白產(chǎn)品中，溶解性好的大豆蛋 白分散性會(huì)降低，因?yàn)樵诩铀芙膺^(guò)程中如果蛋白質(zhì)親水性好，通過(guò)范德華力聚集在一起 的顆粒遇水，外層顆粒就會(huì)被迅速潤(rùn)濕，形成一層粘膜，阻礙水分進(jìn)入內(nèi)部，從而形成了外 層濕潤(rùn)、內(nèi)部干燥的的"結(jié)塊"，導(dǎo)致大豆分離蛋白分散性變差，不易快速分散；而高分散性 的大豆蛋白往往溶解性又很差，限制了其功能性質(zhì)的發(fā)揮。
[0003] 蛋白質(zhì)改性是人為地對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，從而改善產(chǎn)品的功能性。目前蛋白 質(zhì)改性技術(shù)主要有物理改性、化學(xué)改性、酶法改性和基因工程改性。酶法改性可有效改善大 豆蛋白的功能特性，主要涉及蛋白質(zhì)的水解和交聯(lián)。蛋白經(jīng)酶解后，其功能性質(zhì)的變化十分 顯著，并且同化學(xué)改性相比，酶法改性具有以下幾個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)：（ 1)酶解過(guò)程十分溫和，很 少或沒(méi)有不受歡迎的副反應(yīng)或副產(chǎn)品；（2)最終水解產(chǎn)物經(jīng)平衡后，含鹽極少且最終產(chǎn)品 的功能性質(zhì)可通過(guò)選擇特定的酶和反應(yīng)因素加以控制；（ 3)蛋白水解物可直接為消化不良 者提供營(yíng)養(yǎng)。酶水解具有使蛋白分子量減少酶水解促進(jìn)蛋白質(zhì)溶解性的增加，但是乳化性、 持水力、持油力、凝膠型等功能性質(zhì)可能會(huì)受到破壞。過(guò)度水解還會(huì)產(chǎn)生大量的苦味肽，使 制得的產(chǎn)品具有嚴(yán)重的苦味，從而影響產(chǎn)品的品質(zhì)。轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（ TGase)是一種可催化 轉(zhuǎn)酰胺基反應(yīng)的酶，它可催化蛋白質(zhì)賴氨酸上的ε-氨基和谷氨酸上的酰胺基結(jié)合，導(dǎo) 致蛋白質(zhì)間發(fā)生共價(jià)交聯(lián)，酶解后的蛋白質(zhì)引入交聯(lián)作用，可能會(huì)改變氨基酸組成、排列順 序、構(gòu)象、分子的形狀和大小、電荷分布以及分子內(nèi)和分子間鍵的作用，從而改善蛋白質(zhì)的 功能性質(zhì)。
[0004] 限制性低水解度水解可以保證催化反應(yīng)的產(chǎn)物分子量均在可控范圍之內(nèi)，不致由 于過(guò)度水解和聚合產(chǎn)生過(guò)小的水解產(chǎn)物而徹底破壞天然大豆蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)生大 量苦味肽，出現(xiàn)不愉悅的苦味而影響產(chǎn)品品質(zhì)，適度交聯(lián)防止產(chǎn)生較大的聚合蛋白而影響 產(chǎn)品的分散性，其他功能性質(zhì)如乳化性等也得到相應(yīng)提高，經(jīng)過(guò)上述酶改性結(jié)合磷酸化可 以得到一種最適合食品加工使用的高分散性大豆蛋白。
[0005] 蛋白質(zhì)磷酸化已經(jīng)被認(rèn)為是提高蛋白質(zhì)功能性的效手段。蛋白質(zhì)的磷酸化改性是 有選擇性利用蛋白質(zhì)側(cè)鏈活性基團(tuán)上特定的氧原子或氮原子，形成酯化反應(yīng)，從而引進(jìn)大 量的磷酸根基團(tuán)。磷酸化蛋白的主要優(yōu)勢(shì)在于溶解度和等電點(diǎn)的改變，從而達(dá)到改變其功 能特性的目的磷酸化改性后的蛋白質(zhì)中，由于引進(jìn)了大量的磷酸根基團(tuán)，利用負(fù)電荷的引 入增加了液滴之間的斥力，從而更易分散，多聚磷酸鈉是 FDA允許食用的食品添加劑，用多 聚磷酸鈉對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行磷酸化，可同時(shí)改善食品蛋白質(zhì)的功能特性和營(yíng)養(yǎng)特性，而且并不 影響食品蛋白的消化率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有大豆蛋白改性技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種有效的改善大豆分離 蛋白分散性的方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] (1)取脫脂低溫豆柏粉（黑龍江省翔河油脂有限公司提供）按200g與15倍的去離 子水混合，用2mol/L NaOH調(diào)pH值至7. 5-8. 0,攪拌lh后，將其懸浮液在4?條件下8000g 離心2〇min，取上清液用2mol/L HC1調(diào)pH至4. 5。靜置后在4-C條件下8000g離心lOmin。 取蛋白沉淀分散于水中并用2mol/L NaOH調(diào)pH至7· 〇。冷凍干燥后置于4°C保存?zhèn)溆谩?br> [0009] (2)將步驟（1)中制備的大豆分離蛋白按照一定比例溶解于水中，得到5? 10wt. %的大豆蛋白溶液，采用木瓜蛋白酶在35?60°C、pH = 6. 5?7. 5的條件下限制性 酶解，控制木瓜蛋白酶與底物大豆蛋白的質(zhì)量比值為E/S二0. 05?0. 15%，水解度為DH = 0· 5 ?2. 0%。
[0010] (3)將步驟（2)中酶解液加熱至35?45?，加入轉(zhuǎn)谷酰胺酶進(jìn)行交聯(lián)〇. 1?1. 5h， 滅酶，離心，凍干，得到"酶解-交聯(lián)改性大豆蛋白"，其中轉(zhuǎn)谷酰胺酶與底物大豆蛋白的質(zhì) 量比值為0.013?0.065%。
[0011] ⑷將步驟⑶中得到的"酶解-交聯(lián)改性大豆蛋白"進(jìn)行磷酸化處理后冷凍干 燥，得到高分散性大豆蛋白。
[0012] 本發(fā)明中，所述步驟（3)的具體方法為：將"酶解-交聯(lián)改性大豆蛋白"溶液調(diào)pH 值為7. 8?8. 5,加入占酶解-交聯(lián)改性大豆蛋白"溶液質(zhì)量3?5 %的三聚磷酸鈉，25? 35°C反應(yīng)0· 5?4h后，冷卻，調(diào)pH值7· 0,4°C用蒸餾水透析24h，冷凍干燥。
[0013] 本發(fā)明的最佳工藝為：大豆分離蛋白按照一定比例溶解于水中，得到5%的大豆 蛋白溶液，采用木瓜蛋白酶（E/S二0· 05% )在55°C、PH二7. 0的條件下限制性酶解，得到 水解度為〇. 5%的樣品，然后將步酶解液加熱至40°C,再加入轉(zhuǎn)谷酰胺酶（E/S = 0. 013% ) 進(jìn)行交聯(lián)lh，最后將DHO. 5Cr的樣品溶液調(diào)pH值8. 3,加入3 %的三聚磷酸鈉（STP)，30°C 反應(yīng)2h后，冷卻，調(diào)pH值7. 0,4°C用蒸餾水透析24h，冷凍干燥。
[0014] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明用上述方法制備的改性大豆分離蛋白具有非常好的分散性，而且設(shè) 備簡(jiǎn)單，操作方便，酶用量少，非常適合食品加工中應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；
[0016] 圖2為不同改性方法對(duì)大豆蛋白分散性的影響。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不局限如此，凡是對(duì)本 發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋 在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
[0018] 如圖1所示，本發(fā)明按照如下步驟應(yīng)用酶解-交聯(lián)結(jié)合磷酸化對(duì)大豆蛋白進(jìn)行改 性，提高大豆蛋白分散性：
[0019] 1、實(shí)驗(yàn)方法
[0020] (1)大豆分離蛋白的提取及改性過(guò)程。
[0021] 取脫脂低溫豆桕粉2〇〇g與I5倍的去離子水混合，用2mol/L NaOH調(diào)pH值至 7. 5-8. 0,攪拌lh后，將其懸浮液在4Γ條件下6000rpm/min離心20min，取上清液用2mol/ L HC1調(diào)pH至4. 5。靜置后在4Γ條件下6〇OOrpm/min離心lOmin。取蛋白沉淀分散于水 中并用2mol/L NaOH調(diào)pH至7· 0,冷凍干燥后置于4°C保存?zhèn)溆谩?br> [0022] 將大豆分離蛋白用去離子水配制成5%的溶液，室溫?cái)嚢鑜h使其充分溶解，調(diào) 整pH值至7.0,加熱溫度至5 5°C，加入木瓜蛋白酶（E/S = 0.05% )酶解，向溶液中滴入 0. 5mol/L NaOH保持溶液pH值恒定為7· 0,通過(guò)pH-stat法計(jì)算水解度（DH)，分別得到水解 度為0· 5%、1. 0%、2. 0%的樣品分別記為DHO. 5、DH1. 0、DH2· 0,酶解后9〇°C滅酶5min，置于 4°C下保存?zhèn)溆谩?br> [0023] 水解度（DH)通過(guò)pH-stat法測(cè)定，計(jì)算如下：
[0024] DH= [(VNaOHXNNa0H)/(a XMPXhtot)] X 100%
[0025] 式中：Ν_為滴定用NaOH的濃度（mol/L)，VNaQH為加入NaOH的體積（mL)，MP為蛋 白質(zhì)量（g) ;ht()t為底物中肽鍵數(shù)，其中大豆分離蛋白的ht()t為7. 78mmol/g ; α為反應(yīng)條件 下-ΝΗ3+質(zhì)子解離度，本試驗(yàn)酶解條件下α = 〇. 4636。
[0026] 上述酶解得到的3種不同水解度的樣品（DH0. 5、DH1. 0、DH2. 0)加熱至40?,加入 TGase(E/S = 0· 013% )進(jìn)行交聯(lián)，攪拌30min后在80Γ下加熱5min使酶失活，冷卻至室 溫。得到的樣品記為DH0. 5Cr，DHL OCr，DH2. 00。
[0027] 將DH0. 5Cr，DHL OCr，DH2. OCr三種樣品溶液調(diào)pH值8. 3,加入3%三聚磷酸鈉 (STP)，30Γ反應(yīng)2h后，冷卻，調(diào)pH值7. 0，4°C用蒸餾水透析24h，冷凍千燥。得到樣品分別 記作 DH0. 5Cr-STP，DHL OCr-STP，DH2· OCr-STP。
[0028] ⑵蛋白質(zhì)分散指數(shù)的測(cè)定
[0029] 稱取20g樣品，將25土 1°C的蒸餾水倒入300mL的容量瓶中，倒取50mL于攪拌杯 中，把稱好的樣品定量地移入攪拌杯中，用一個(gè)刮鏟攪拌成糊狀，將容量瓶中剩余水倒入攪 拌杯中，沖洗刮鏟和攪拌杯壁。然后在850〇 r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌樣品lOrain，從攪拌杯取出 漿液移入600mL燒壞中，待漿液分層后，移取40mL清液注入50mL離心管中，并在270〇 r/min 轉(zhuǎn)速下離心l〇min，移取15mL上層清液于凱氏燒瓶中，然后采用凱氏定氮法測(cè)定分散蛋白 質(zhì)含量及總蛋白質(zhì)的含量。
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種高分散性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述方法步驟如下： 一 (1) 將大豆分離蛋白按照一定比例溶解于水中，得到5?10wt. %的大豆蛋白溶液，采 用木瓜蛋白酶在35?60°C、pH = 6. 5?7. 5的條件下限制性酶解，控制木瓜蛋自酶與底物 大豆蛋白的質(zhì)量比值為E/S = 〇· 〇5?〇. 15%，水解度為DH = 0. 5?2. 0% ; (2) 將步驟（1)中酶解液加熱至35?45°C，加入轉(zhuǎn)谷酰胺酶進(jìn)行交聯(lián)〇. 1?1. 5h，滅 酶，離心，凍干，得到"酶解-交聯(lián)改性大豆蛋白"，其中轉(zhuǎn)谷酰胺酶與底物大豆蛋白的質(zhì)量 比值為 E/S = 0. 013 ?0. 065% ; (3) 將步驟⑵中得到的"酶解-交聯(lián)改性大豆蛋白"進(jìn)行磷酸化處理后冷凍干燥，得 到高分散性大豆蛋白。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分散性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述步驟（1)中， 大豆蛋白溶液的濃度為5wt. %。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分散性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述步驟（1)中， 酶解溫度為55Γ，pH =7.0。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分散性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述步驟（1)中， E/S = 0.05%〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分散性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述步驟（1)中， DH = 0· 5%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分散性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述步驟（2)中， 將酶解液加熱至40°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分散性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述步驟（2)中， E/S = 0.013%。
8·根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分散性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述步驟（2)中， 交聯(lián)時(shí)間為lh。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分散性大豆蛋白的制備方法，其特征在于所述步驟（3)的 具體方法為：將"酶解-交聯(lián)改性大豆蛋白"溶液調(diào)PH值為7· 8?8_ 5，加入占酶解-交聯(lián) 改性大豆蛋白"溶液質(zhì)量3?5%的三聚磷酸鈉，25? 35反應(yīng)〇· 5?4h后，冷卻，調(diào)pH 值7. 0,4°C用蒸餾水透析24h，冷凍干燥。
【文檔編號(hào)】A23J3/34GK104186920SQ201410408980
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】韓建春, 劉騫, 鄭環(huán)宇 申請(qǐng)人:黑龍江省大豆技術(shù)開發(fā)研究中心