一種利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解性和保水保油性的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解性和保水保油性的方法，其步驟如下：一、超高壓均質(zhì)改性：將大豆蛋白與水混合，配制大豆分離蛋白溶液，攪拌混合均勻后，先經(jīng)高速勻漿機(jī)勻漿，再超高壓均質(zhì)處理，得到超高壓改性大豆蛋白液；二、酶法改性：將步驟一的大豆蛋白液中加入蛋白酶進(jìn)行酶解處理，然后酶滅活，得到超高壓-酶解改性大豆蛋白液。經(jīng)超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性制備的大豆分離蛋白溶解性為85-95%，保水性為6.78-7.35g/g，保油性為1.40-1.50g/g，比未改性的大豆分離蛋白分別提高了40-50%，20-30%和50-60%。
【專利說明】一種利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解 性和保水保油性的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于食品領(lǐng)域中的食品蛋白改性技術(shù)范疇，特別是涉及一種超高壓均質(zhì)聯(lián) 合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解性和保水保油性的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 大豆分離蛋白（soy protein isolate，簡(jiǎn)稱SPI)是以低溫脫脂豆柏為原料，通過 堿提酸沉方法制取的植物蛋白類產(chǎn)品。它不僅以其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、資源豐富而備受青睞，更為 重要的是大豆分離蛋白本身還具有一些特定的功能特性，如：保水性、保油性、乳化性、凝膠 性等等，因此已廣泛應(yīng)用在食品及其它行業(yè)中。但這些功能特性并不理想，各種功能性不突 出，專用性不強(qiáng)，因而限制了在某些食品中的應(yīng)用，所以需要通過不同的手段和方式對(duì)其修 飾，以獲得功能特性各異的專用型大豆蛋白系列產(chǎn)品。
[0003] 食品蛋白質(zhì)改性方法有很多，主要包括物理、化學(xué)、生物酶法改性三大類?；瘜W(xué)改 性具有方法簡(jiǎn)單、效果明顯的特點(diǎn)，但是存在諸多副反應(yīng)，產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)及毒理方面的不良效 應(yīng)。與化學(xué)改性方法相比，物理改性和酶法改性具有安全性好，產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分流失少，無毒 副作用等優(yōu)點(diǎn)，因而受到食品行業(yè)的高度重視。
[0004] 高壓均質(zhì)是食品加工領(lǐng)域安全高效的重要處理工序，蛋白浸提液在高壓均質(zhì)過程 中，經(jīng)歷高剪切作用力和高壓作用，其結(jié)構(gòu)和功能特性發(fā)生變化。Defaye等的研宄結(jié)果表 明高壓均質(zhì)誘導(dǎo)變性的蛋白分子的構(gòu)象發(fā)生改變，從而使得蛋白質(zhì)的功能特性得以改善。 Floury等發(fā)現(xiàn)高壓均質(zhì)處理的樣品變性溫度升高，表明動(dòng)態(tài)高壓均質(zhì)增加了分子結(jié)構(gòu)的 穩(wěn)定性。Kajiyama等發(fā)現(xiàn)大豆蛋白高壓均質(zhì)處理后乳化活性和穩(wěn)定性增加，乳化能力反而 下降。Masson等發(fā)現(xiàn)高壓均質(zhì)的高強(qiáng)度機(jī)械效應(yīng)誘導(dǎo)了蛋白分子結(jié)構(gòu)的重組與聚集，并使 部分蛋白沉淀。
[0005] 當(dāng)均質(zhì)壓力超過IOOMPa時(shí)，稱之為超高壓均質(zhì)。涂宗財(cái)?shù)热搜绣沉藙?dòng)態(tài)超高壓均 質(zhì)對(duì)花生蛋白溶解性和乳化性的影響。結(jié)果表明，花生蛋白經(jīng)微射流處理后，其溶解性和乳 化性得到了提高。動(dòng)態(tài)超高壓微射流均質(zhì)對(duì)熱變性小麥蛋白的功能性影響的研宄結(jié)果表 明，超高壓微射流均質(zhì)處理可以顯著提高熱變性的小麥蛋白的溶解性。汪菩琴研宄了動(dòng)態(tài) 超高壓均質(zhì)對(duì)大豆分離蛋白改性的影響。結(jié)果表明，大豆分離蛋白溶液隨著動(dòng)態(tài)超高壓微 射流均質(zhì)壓力的上升，其起泡性越好；較高濃度的大豆分離蛋白起泡性會(huì)優(yōu)于較低濃度的 起泡性；均質(zhì)次數(shù)和均質(zhì)溫度對(duì)起泡性的影響不大。超高壓均質(zhì)既能有效滅菌，又能較好的 保留營(yíng)養(yǎng)成分及色、香、味等。Feijoo等人研宄了超高壓對(duì)冰激淋乳狀液中的地衣芽抱桿菌 的芽抱影響。結(jié)果表明，微射流系統(tǒng)能夠降低芽抱的數(shù)量，在一定程度上，起到了滅菌的效 果。
[0006] 張少蘭研宄了高靜壓處理后大豆分離蛋白功能特性的變化，發(fā)現(xiàn)處理后溶解性增 大，乳化性能和起泡性均有所提高。
[0007] 酶法改性是一種常用的改性方法，酶水解程度不同導(dǎo)致大豆分離蛋白結(jié)構(gòu)等方面 的改變也不同，通過酶改性可得到滿足不同需求的功能性大豆分離蛋白質(zhì)，從而拓寬大豆 蛋白在食品工業(yè)中應(yīng)用的范圍。李玉珍認(rèn)為中性蛋白酶可明顯改善其水解液的起泡性。楊 春華等發(fā)現(xiàn)枯草桿菌中性蛋白酶可以顯著改善大豆分離蛋白的分散性。黃建韶等采用木 瓜蛋白酶對(duì)SPI進(jìn)行了酶法改性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，酶法水解能顯著提高SPI的溶解性。 Radha等對(duì)大豆粉進(jìn)行酶解處理，導(dǎo)致大豆蛋白溶解性改善，但不影響大豆蛋白的其他功能 性質(zhì)。Katsumi首次報(bào)道了某些微生物蛋白酶制劑具有促使大豆蛋白形成膠凝的功效。
[0008] 超高壓均質(zhì)改性和酶法改性作為兩種蛋白改性的手段，可以使大豆蛋白的功能特 性得到不同程度的改善。因此，可以通過超高壓均質(zhì)和添加生物酶制劑的方法對(duì)大豆分離 蛋白進(jìn)行復(fù)合改性，使大豆分離蛋白的溶解性和保水保油性得到更大程度的提高，以滿足 食品加工中對(duì)溶解性和高保水保油型大豆蛋白的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解 性和保水保油性的方法，通過超高壓均質(zhì)和添加生物酶制劑的方法對(duì)大豆分離蛋白進(jìn)行復(fù) 合改性，確定最佳的超高壓均質(zhì)條件和酶水解條件，使大豆分離蛋白的溶解性和保水保油 性得到更大程度的提高。
[0010] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解性和保水保油性的方法，按 照如下步驟改性大豆分離蛋白： 一、超高壓均質(zhì)改性：將大豆蛋白與水按3-7:100的質(zhì)量比混合，配制大豆分離蛋白溶 液，攪拌混合均勻后，先經(jīng)高速勻漿機(jī)勻漿，再超高壓均質(zhì)處理，得到超高壓改性大豆蛋白 液。
[0011] 本步驟中，所述大豆蛋白與水的質(zhì)量比優(yōu)選為5:100。
[0012] 本步驟中，所述超高壓均質(zhì)壓力為80-150MPa，優(yōu)選為lOOMPa，均質(zhì)次數(shù)為1-3次， 優(yōu)選為2次。
[0013] 二、酶法改性：將步驟一的大豆蛋白液中加入蛋白酶進(jìn)行酶解處理，酶處理?xiàng)l件 為：pH=5. 5-8. 5,水浴溫度40-60°C，蛋白酶添加量為100-1000U/g大豆蛋白，反應(yīng)時(shí)間為 15-120min ;酶滅活，得到超高壓-酶解改性大豆蛋白液。
[0014] 本步驟中，所述蛋白酶為木瓜酶、風(fēng)味酶、菠蘿酶或中性蛋白酶Protex 7L，其中中 性蛋白酶Protex 7L改性效果最好。
[0015] 本步驟中，所述酶處理?xiàng)l件優(yōu)選為：pH=6. 5,溫度為45°C，中性蛋白酶Protex 7L 添加量為500U/g大豆蛋白，反應(yīng)時(shí)間為60min。
[0016] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、超尚壓均質(zhì)可有效保障食品安全、保持食品原有的風(fēng)味、味道和營(yíng)養(yǎng)功能，米用超尚 壓均質(zhì)處理，大豆分離蛋白溶液經(jīng)歷高剪切作用力和高壓作用分子的顆粒變小，大豆蛋白 的溶解性增大，有利于后續(xù)酶水解反應(yīng)，使酶解更充分。
[0017] 2、用生物酶制劑對(duì)大豆蛋白進(jìn)一步改性，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。且酶法改性具有專一性強(qiáng)，反應(yīng)過程溫和，很少或沒有不受歡迎的副反 應(yīng)或副廣品，具有尚度的安全性。
[0018] 3、采用復(fù)合改性的方法，可以彌補(bǔ)單一改性的不足，使大豆分離蛋白的保水保油 性得到更大的提高。經(jīng)超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性制備的大豆分離蛋白溶解性為85-95%， 保水性為6. 78-7. 35g/g，保油性為I. 40-1. 50g/g，比未改性的大豆分離蛋白分別提高了 40-50%，20-30% 和 50-60%。
[0019] 4、本發(fā)明制備的大豆分離蛋白可應(yīng)用在肉制品、冷凍食品的包裹蘸料等領(lǐng)域，提 高產(chǎn)品性能，同時(shí)擴(kuò)大了大豆蛋白的應(yīng)用領(lǐng)域。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，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。
[0021]

【具體實(shí)施方式】一：本實(shí)施方式按照以下步驟改性大豆分離蛋白： 一、 將大豆蛋白與水按3-7:100的質(zhì)量比混合，配制大豆分離蛋白溶液，攪拌混合均勻 后，先經(jīng)高速勻漿機(jī)勻漿，使大豆分離蛋白更好的溶解，避免超高壓均質(zhì)時(shí)因蛋白溶解性不 好發(fā)生堵塞，然后再超高壓均質(zhì)處理，控制超高壓均質(zhì)壓力為80-150MPa，均質(zhì)次數(shù)1-3次； 二、 將步驟一的大豆蛋白液中加入中性蛋白酶Protex 7L進(jìn)行酶解處理，酶處理?xiàng)l件 為：ρΗ=5· 5-8. 5,水浴溫度40-60°C，中性蛋白酶Protex 7L添加量為100-1000U/g大豆蛋 白，反應(yīng)時(shí)間為15-120min ;沸水浴中加熱15min滅酶，冷凍干燥，即得到改性大豆分離蛋白 產(chǎn)品。
[0022] 三、干燥：將步驟二的超高壓-酶解改性蛋白液在真空值為0. 0014mbar、溫度 為_74°C的條件下冷凍干燥24h，即得改性蛋白粉。
[0023]

【具體實(shí)施方式】二：本實(shí)施方式按照以下步驟改性大豆分離蛋白： 一、 將大豆蛋白與水按5:100的質(zhì)量比混合，配制大豆分離蛋白溶液，攪拌混合均勻 后，先經(jīng)高速勻漿機(jī)勻漿，再超高壓均質(zhì)處理，控制超高壓均質(zhì)壓力為l〇〇MPa，均質(zhì)次數(shù)2 次； 二、 將步驟一的大豆蛋白液中加入中性蛋白酶Protex 7L進(jìn)行酶解處理，酶處理?xiàng)l件 為：pH=6. 5,水浴溫度45°C，中性蛋白酶Protex 7L添加量為500U/g大豆蛋白，反應(yīng)時(shí)間為 60min ;沸水浴中加熱15min滅酶，冷凍干燥，即得到改性大豆分離蛋白產(chǎn)品。

【具體實(shí)施方式】 [0024] 三：本實(shí)施方式與二不同的是，酶解處理溶液的pH值 為 7. 5。

【具體實(shí)施方式】 [0025] 四：本實(shí)施方式與二不同的是，酶解處理反應(yīng)時(shí)間為 120min〇
[0026] 保水性測(cè)定： 參考Sur0wka K (2004)并略有改動(dòng)，1.00 g固體樣品中加入20 mL蒸餾水，攪拌均勻 后室溫放置30 min，然后離心（7500 r/min，20 min)分離出上清液，測(cè)定殘留物質(zhì)量，同時(shí) 測(cè)定上清液中的氮含量轉(zhuǎn)換為蛋白質(zhì)質(zhì)量，重復(fù)試驗(yàn)3次。

【權(quán)利要求】
1. 一種利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解性和保水保油性的方法， 其特征在于所述方法步驟如下： 一、 超高壓均質(zhì)改性：將大豆蛋白與水按3-7:100的質(zhì)量比混合，配制大豆分離蛋白溶 液，攪拌混合均勻后，先經(jīng)高速勻漿機(jī)勻漿，再超高壓均質(zhì)處理，得到超高壓改性大豆蛋白 液； 二、 酶法改性：將步驟一的大豆蛋白液中加入蛋白酶進(jìn)行酶解處理，酶處理?xiàng)l件為： pH=5. 5-8. 5，水浴溫度40-60 °C，蛋白酶添加量為100-1000U/g大豆蛋白，反應(yīng)時(shí)間為 15-120min ;酶滅活，得到超高壓-酶解改性大豆蛋白液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解性和 保水保油性的方法，其特征在于所述大豆蛋白與水的質(zhì)量比優(yōu)選為5:100。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解性和 保水保油性的方法，其特征在于所述超高壓均質(zhì)壓力為80-150MPa，均質(zhì)次數(shù)為1-3次。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解性和 保水保油性的方法，其特征在于所述超高壓均質(zhì)壓力優(yōu)選為l〇〇MPa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解性和 保水保油性的方法，其特征在于所述均質(zhì)次數(shù)優(yōu)選為2次。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解性和 保水保油性的方法，其特征在于所述蛋白酶為木瓜酶、風(fēng)味酶、菠蘿酶或中性蛋白酶Protex 7L。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超高壓均質(zhì)聯(lián)合酶法改性提高大豆分離蛋白溶解性和 保水保油性的方法，其特征在于所述酶處理?xiàng)l件優(yōu)選為：pH=6. 5,溫度為45°C，中性蛋白酶 Protex 7L添加量為500U/g大豆蛋白，反應(yīng)時(shí)間為60min。
【文檔編號(hào)】A23J3/16GK104489240SQ201510013536
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2015年1月12日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月12日
【發(fā)明者】鄭環(huán)宇, 韓建春, 董小超, 許慧, 高珊, 江連洲, 朱秀清, 孫樹坤 申請(qǐng)人:黑龍江省大豆技術(shù)開發(fā)研究中心