專利名稱:一種大豆蛋白的改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大豆蛋白的生產(chǎn)方法，具體涉及一種大豆蛋白改性的方法。
技術(shù)背景
大豆分離蛋白是一種蛋白質(zhì)含量高、營(yíng)養(yǎng)豐富的食品配料，可廣泛應(yīng)用于肉制品、 乳制品及保健食品等行業(yè)，近年來(lái)大豆蛋白行業(yè)得到了飛速發(fā)展，年增長(zhǎng)率高達(dá)1(Γ20%。但我國(guó)商業(yè)化大豆分離蛋白溶解性、凝膠性、乳化性等功能特點(diǎn)較弱，產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱，而且產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較單一，難以滿足現(xiàn)代食品工業(yè)快速發(fā)展和產(chǎn)品日趨多樣化高品質(zhì)化的迫切需求。
對(duì)大豆蛋白質(zhì)進(jìn)行改性處理，可提高或改善其功能特性，從而拓寬其應(yīng)用范圍。目前，蛋白質(zhì)的改性方法包括物理改性、化學(xué)改性和酶法改性三類(lèi)?；瘜W(xué)改性具有反應(yīng)簡(jiǎn)單、 應(yīng)用廣泛和效果顯著的特點(diǎn)，但是化學(xué)改性存在諸如反應(yīng)副產(chǎn)物多，最終產(chǎn)品中難以除去， 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)受到一定程度的影響等缺點(diǎn)。物理方法改性效果顯著，目前在很多蛋白中已經(jīng)應(yīng)用。酶法改性尤其是酶解改性是目前植物蛋白改性的研究重點(diǎn)，酶促反應(yīng)速度快，條件溫和，專一性強(qiáng)，沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生，但植物蛋白酶解效率低，同時(shí)水解產(chǎn)物中含有一定量的苦味肽，產(chǎn)品具有不良風(fēng)味，從而導(dǎo)致大豆蛋白產(chǎn)品功能特性提升不明顯。
目前制備功能性大豆蛋白主要以下專利
卡夫食品集團(tuán)公司(中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00410085514. 8)公開(kāi)了一種具有高級(jí)功能特性的可溶性大豆蛋白的制備方法，該專利使用一種新的兼具內(nèi)和外肽酶活性真菌蛋白酶對(duì)大豆蛋白進(jìn)行水解，所得大豆蛋白具有良好的可溶性。
日本專利JP-AS-154593公開(kāi)了一種制造大豆蛋白質(zhì)的方法，其包括在大豆蛋白質(zhì)水解之前或之后添加脂肪或油使之成為乳化狀態(tài)，接著干燥。
美國(guó)碩累有限公司專利(中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN 1498081Α)采取加熱途徑，誘導(dǎo)小分子量的蛋白聚集到高分子量的蛋白上，生產(chǎn)高溶解性、高分子量的大豆蛋白。
索萊有限責(zé)任公司(中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00680031052. 9)公開(kāi)了一種異味減少的大豆蛋白制品和制備它的方法，包括用超臨界二氧化碳對(duì)全脂蛋白組合物進(jìn)行提取產(chǎn)生第一提取產(chǎn)物；和用超臨界二氧化碳和有機(jī)溶劑的混合物對(duì)第一提取產(chǎn)物進(jìn)行提取產(chǎn)生脫脂蛋白組合物。
華南理工大學(xué)(中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00810029249. X)公開(kāi)了一種乳化型大豆分離蛋白的制備方法，包括如下步驟以預(yù)粉碎的低溫脫脂豆粕粉為原料，添加Acalase堿性蛋白酶進(jìn)行酶解，并對(duì)大豆蛋白酶解上清液進(jìn)行均質(zhì)處理；調(diào)酸沉淀，噴霧干燥，得乳化型大豆分離蛋白。
但上述專利所得改性大豆蛋白在乳化性和凝膠性上不如本發(fā)明所得產(chǎn)品。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種大豆蛋白的改性方法。本發(fā)明顯著提高了大豆蛋白的乳化性和凝膠性能，改性大豆蛋白應(yīng)用于液態(tài)乳液體系，乳濁液的平均粒徑明顯減少，顯微觀察乳狀液體系均勻穩(wěn)定。
本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
(1)將大豆分離蛋白或大豆?jié)饪s蛋白按水料比5 20w/w與去離子水混合后，調(diào)整大豆蛋白溶液至其亞基解離的狀態(tài)下；
(2)對(duì)大豆蛋白溶液進(jìn)行限制性酶解處理和/或高壓均質(zhì)處理；
(3)后處理;
(4)噴霧干燥或冷凍干燥。
步驟(1)所述大豆蛋白的亞基解離的狀態(tài)可采用鹽酸、檸檬酸、琥珀酸、乙酸中任意一種將大豆蛋白溶液的PH值調(diào)整為1.5-3.0。
步驟(1)所述大豆蛋白的亞基解離的狀態(tài)可采用氯化鈉或氯化鉀調(diào)節(jié)大豆蛋白溶液的離子強(qiáng)度為0. 5-2M。
步驟(2)中所述限制性酶解處理為添加胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶中的任意一種水解大豆蛋白至水解度為0. 5-4. 5%，80-95°C處理20_30min滅酶。
步驟(2)中所述高壓均質(zhì)處理的條件為30-50MPa均質(zhì)1_2次。
當(dāng)采用調(diào)pH值的方法達(dá)到大豆蛋白的亞基解離狀態(tài)時(shí)，后處理為調(diào)節(jié)大豆蛋白溶液PH值至4. 6，靜置，離心得改性大豆蛋白沉淀。
當(dāng)采用增加溶液離子強(qiáng)度的方法達(dá)到大豆蛋白亞基解離的狀態(tài)時(shí)，后處理為超濾脫鹽或透析脫鹽。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
1、本發(fā)明通過(guò)酸誘導(dǎo)或離子誘導(dǎo)大豆蛋白亞基解離，再利用均質(zhì)、控制酶解等工藝使大豆蛋白重聚集，相對(duì)常規(guī)技術(shù)添加有機(jī)溶劑乙醇聚集和加熱誘導(dǎo)聚集，本發(fā)明改性的系列大豆分離蛋白產(chǎn)品的乳化性能和凝膠性能顯著改善，可直接應(yīng)用于液態(tài)奶、火腿腸等多款終端產(chǎn)品。
2、本發(fā)明僅以水作為介質(zhì)，所用化學(xué)試劑僅限于常規(guī)的酸堿，安全性更高，有利于工業(yè)化生產(chǎn)及成本的降低。


圖Ia 圖Id為實(shí)施方式中表1中不同編號(hào)樣品的顯微照片。
圖2為實(shí)施方式中不同樣品的小變形流變學(xué)特性比較圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明。
涉及本發(fā)明效果的相關(guān)檢測(cè)評(píng)價(jià)方法
還原性凝膠電泳分離膠濃度為12%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，濃縮膠濃度為5%。電泳前將樣品和不含β-巰基乙醇的樣品緩沖液混合振蕩20min，上樣量為10 μ L，凝膠電泳于恒流下進(jìn)行，在濃縮膠中電流為40mA，進(jìn)入分離膠后增至80mA。凝膠染色及脫色后，于凝膠成像系統(tǒng)進(jìn)行成像處理。
粒度分布大豆分離蛋白4g，大豆油40g，去離子水156g，50°C水化30min，30MPa均質(zhì)兩次 制備乳狀液。采取馬爾文2000粒度分布儀進(jìn)行粒度測(cè)定，乳狀液樣品按質(zhì)量比
1 1000用去離子水稀釋，分析模式為通用模式。
乳狀液顯微拍照檢測(cè)粒度分布制備的乳狀液，進(jìn)行顯微鏡觀察并拍照，放大倍數(shù)為40倍。
小變形流變特性(哈克流變儀)采用動(dòng)態(tài)粘彈流變實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量，所采用的平行板直徑為27. 83mm。濃度為10% (W/W)的樣品分散液置于平行板之間，其間隙設(shè)置為1mm。 加樣量為lmL，除去過(guò)量樣品，并在樣品裸露部位添加一薄層硅化油以防水分蒸發(fā)。為促使形成熱凝膠，樣品從25° C連續(xù)加熱到95° C(加熱速率為2° C/min)，在95° C保持15min 后以2° C /min的速率冷卻至25° C。在不同時(shí)間記錄彈性模量(G')。
大變形凝膠特性(質(zhì)構(gòu)儀)測(cè)定模式和選項(xiàng)T. P. A ；測(cè)定前探頭速度1. OOmm/ s ；測(cè)定時(shí)探頭速度1. 00mm/s ；測(cè)定后探頭速度1. 00mm/s ；測(cè)定距離凝膠厚度的30% ；探頭兩次測(cè)定時(shí)間間隔時(shí)間3. OOs ；觸發(fā)類(lèi)型自動(dòng)；觸發(fā)力1. Og ；探頭型號(hào)P20 ；數(shù)據(jù)攫取速率200. OOpps0
實(shí)施例1
在室溫25°C，將15 kg國(guó)產(chǎn)商業(yè)化大豆分離蛋白分散到135 kg水中，懸浮液攪拌10 min，用2 mol/L的HCl調(diào)節(jié)pH到2. 0，物料體系均勻。以2 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)pH至4. 6 進(jìn)行靜置，離心得改性大豆蛋白沉淀。改性大豆蛋白沉淀添加少量水，配成懸浮液，噴霧干燥得最終改性大豆蛋白產(chǎn)品。噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度為200°C，出風(fēng)溫度為90-100°C。噴霧干燥的產(chǎn)品含有89%的蛋白、8. 0%的灰分、3. 5%的水。所得產(chǎn)品編號(hào)為“國(guó)產(chǎn)SPI改性1#”。
實(shí)施例2
在室溫25°C，將15 kg國(guó)產(chǎn)商業(yè)化大豆分離蛋白分散到135 kg水中，懸浮液攪拌10 min,用2 mol/L的HCl調(diào)節(jié)pH到2. 0，物料體系均勻。物料經(jīng)高壓均質(zhì)30MPa均質(zhì)一次，以
2mol/L的NaOH調(diào)節(jié)pH至4. 6進(jìn)行靜置，離心得改性大豆蛋白沉淀。改性大豆蛋白沉淀添加少量水，配成懸浮液，噴霧干燥得最終改性大豆蛋白產(chǎn)品。噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度為200°C， 出風(fēng)溫度為90-100°C。噴霧干燥的產(chǎn)品含有89%的蛋白、8. 0%的灰分、3. 5%的水。所得產(chǎn)品編號(hào)為“國(guó)產(chǎn)SPI改性2#”。
實(shí)施例3
在室溫30°C，將15 kg國(guó)產(chǎn)商業(yè)化大豆分離蛋白分散到135 kg水中，懸浮液攪拌10 min，用2 mol/L的乙酸調(diào)節(jié)pH到2. 5，物料體系均勻。按物料中蛋白的0. 1%添加胃蛋白酶，水解大豆蛋白至水解度為4. 0%，95°C處理20min滅酶，以2 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)pH至4. 6 進(jìn)行靜置，離心得改性大豆蛋白沉淀。改性大豆蛋白沉淀添加少量水，配成懸浮液，噴霧干燥得最終改性大豆蛋白產(chǎn)品。噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度為200°C，出風(fēng)溫度為90-100°C。噴霧干燥的產(chǎn)品含有89%的蛋白、8. 0%的灰分、3. 5%的水。所得產(chǎn)品編號(hào)為“國(guó)產(chǎn)SPI改性3#”。
實(shí)施例4
在室溫30°C，將15 kg國(guó)產(chǎn)商業(yè)化大豆分離蛋白分散到135 kg水中，懸浮液攪拌10min，用2 mol/L的HCl調(diào)節(jié)pH到2. 5，物料體系均勻。按物料中蛋白的0. 1%添加胃蛋白酶，水解大豆蛋白至水解度為3. 0%，95°C處理20min滅酶得酶解液。酶解液40MPa高壓均質(zhì)1次后，以2 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)pH至4.6進(jìn)行靜置，離心得改性大豆蛋白沉淀。改性大豆蛋白沉淀添加少量水，配成懸浮液，噴霧干燥得最終改性大豆蛋白產(chǎn)品。噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度為200°C，出風(fēng)溫度為90-100°C。噴霧干燥的產(chǎn)品含有89%的蛋白、8. 0%的灰分、3. 5%的水。所得產(chǎn)品編號(hào)為“國(guó)產(chǎn)SPI改性4#，，。
實(shí)施例5
在室溫25°C，將15 kg國(guó)產(chǎn)商業(yè)化大豆分離蛋白分散到135 kg水中，懸浮液攪拌10 min，采用氯化鈉調(diào)節(jié)大豆蛋白溶液的離子強(qiáng)度為0.5M，物料體系均勻。按物料中蛋白的 0. 1%添加木瓜蛋白酶，水解大豆蛋白至水解度為1. 6%，95°C處理20min滅酶，超濾脫鹽，噴霧干燥得改性大豆蛋白。噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度為200°C，出風(fēng)溫度為90-100°C。噴霧干燥的產(chǎn)品含有90%的蛋白、7. 0%的灰分、2. 5%的水。所得產(chǎn)品編號(hào)為“國(guó)產(chǎn)SPI改性5#”。
實(shí)施例6
實(shí)施例1-5的產(chǎn)品應(yīng)用于液態(tài)奶。并采用酪朊酸鈉、進(jìn)口 SPI和國(guó)產(chǎn)SPI作為對(duì)照。
將所有物料水化30min，30MPa高壓均質(zhì)兩次得液態(tài)奶，裝瓶壓蓋，121 °C殺菌 15min。靜置觀察，本發(fā)明改性SPI乳化性良好，靜置兩個(gè)月無(wú)明顯油析。優(yōu)選樣品與相關(guān)對(duì)照進(jìn)行顯微觀察發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明改性SPI對(duì)應(yīng)樣品體態(tài)均一，在液態(tài)奶體系中無(wú)聚集和絮凝狀況出現(xiàn)。
從圖Ia 圖Id的顯微照片可知(分別與表1所示樣品編號(hào)對(duì)應(yīng))，顯微觀察乳狀液體系均勻穩(wěn)定酪朊酸鈉相關(guān)體系均一，而進(jìn)口 SPI和國(guó)產(chǎn)SPI均有一定絮凝團(tuán)聚現(xiàn)象，國(guó)產(chǎn) SPI絮凝團(tuán)聚現(xiàn)象更顯著。
表 1
權(quán)利要求
1.一種大豆蛋白的改性方法，包括(1)將大豆蛋白溶液調(diào)整至其亞基解離的狀態(tài)下；(2)對(duì)大豆蛋白溶液進(jìn)行限制性酶解處理和/或高壓均質(zhì)處理；(3)后處理;(4)噴霧干燥或冷凍干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所述大豆蛋白采用大豆分離蛋白。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于步驟(1)所述大豆蛋白的亞基解離的狀態(tài)是采用鹽酸、檸檬酸、琥珀酸、乙酸中任意一種將大豆蛋白溶液的PH值調(diào)整為1. 5-3。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的方法，其特征在于步驟(3)所述后處理為調(diào)節(jié)大豆蛋白溶液 PH值至4. 6，靜置，離心得改性大豆蛋白沉淀。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于步驟(1)所述大豆蛋白的亞基解離的狀態(tài)是采用氯化鈉或氯化鉀調(diào)節(jié)大豆蛋白溶液的離子強(qiáng)度為0. 5-2M ；步驟(3)所述后處理為超濾脫鹽或透析脫鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于步驟(2)所述高壓均質(zhì)處理為30-50MPa 均質(zhì)1-2次。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所述限制性酶解處理為添加蛋白酶水解大豆蛋白至水解度為0. 5-4. 5%，滅酶。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其特征在于所述蛋白酶為胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶中的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其特征在于，所述滅酶方法為80-95°C處理20-30min。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于步驟(3)干燥工序之前添加以下工序噴淋大豆卵磷脂。
專利摘要
本發(fā)明提供一種大豆蛋白的改性方法，通過(guò)酸誘導(dǎo)或離子誘導(dǎo)大豆蛋白亞基解離，再利用均質(zhì)、限制酶解等工藝使大豆蛋白重聚集，再噴霧干燥或冷凍干燥，所得大豆蛋白功能特性顯著改善，改性大豆蛋白應(yīng)用于液態(tài)乳液體系，乳濁液的平均粒徑明顯減少，顯微觀察乳狀液體系均勻穩(wěn)定，可應(yīng)用于液態(tài)奶、火腿腸等多種食品。
文檔編號(hào)A23J3/16GKCN102150742SQ201110048471
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月1日
發(fā)明者崔春, 源博恩, 羅東輝, 趙謀明 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan