专利名称：大豆肽生产方法
技术领域：
本发明涉及大豆肽生产方法，属于微生物学、酶学中的蛋白质分子改造的技术领域。
背景技术：
大豆肽是大豆的深加工产品，主要是利用生物的方法，改造大豆蛋白质分子为低分子的肽，使其生理和营养功能得到显著改善和提高。与传统大豆蛋白相比，大豆肽的生产工艺较复杂、成本价格较高，但其具有易消化吸收、能迅速供给机体能量、无蛋白变性、无豆腥味，无残渣、液体粘性小和受热不凝固等特性，尤其是具有降低血清胆固醇、降血压和促进脂肪代谢等独特的生理功能。因此大豆肽是比大豆蛋白更为优质的、新型的大豆深加工产品及营养品，已在食品、医药、日用化工等领域中显示出了诱人的开发应用前景。例如，大豆肽饮料可以促进蛋白合成激素的分泌，对于比赛中受到损毁的肌肉可进行有效的修复；多家专业运动队进行的效果评测中显示连续饮用，可明显增强运动员的体力和耐力，并能使肌肉疲劳迅速消除、恢复体力。
大豆肽除具有多种营养价值外，还具有降低胆固醇、降低血压的作用。用大豆肽可以生产降胆固醇、降血压和预防心血管系统疾病的保健食品。大豆肽可由肠道直接吸收，在特殊身体条件下能满足维持和改善蛋白质营养状态的要求，特别是对于手术后恢复期病人、婴幼儿、高龄老人等，可以作为肠道营养剂和流态食品直接食用。另外，大豆肽还能起到增强体质、加强抗体防御机制、提高生命质量、延缓衰老的非特异性的作用，这对于缓解人体因无法自身产生功能足够多样的功能肽而造成的相关成分短缺现状，无疑是一种最有益的补偿。
由于大豆肽的功效和应用前景，国内外开展了大量的研究工作。从方法特点来看，都是一步法生产工艺，或者是液体发酵的方法，或者是液体酶解的方法。
液体发酵的方法生产大豆肽是将大豆粉或大豆分离蛋白先加水混合，高温蒸汽灭菌后，再接种特定的微生物菌株进行发酵。接种的微生物类型依资料来源不同而有差异，有毛霉、米曲霉、黑曲霉、纳豆杆菌、枯草芽孢杆菌等，通常只接种其中的一种微生物进行发酵。发酵一定时间后，再通过分离、浓缩和干燥，制成大豆肽产品。液体发酵方法生产大豆肽成本高，产品质量存在波动。主要存在下面几方面的问题1、需要高温灭菌和密闭的条件，投资大；2、菌体的生长条件和酶解的条件要求有差异，生产上不能同时满足两者的要求。因为发酵过程中，菌产生酶，酶分解蛋白质基本是同时发挥作用。酶解要求的温度通常要高于菌的生长温度要求。满足酶解条件，势必会影响菌的生长，反过来亦是如此。酶是来源于菌的，故生产上只能按菌的生长温度进行控制。因此，生产效率受到影响，产品得率低。3、发酵先产生菌，再产生酶，然后通过酶的作用水解大豆蛋白。由于对产生的酶的量以及酶解条件还不能有效控制，相应对蛋白质的水解程度也不能精确控制。因此，大豆肽产品的稳定质量难以得到保障。正因为这些不足，液体发酵方法生产大豆肽没有形成工业化生产。
液体酶解的方法生产大豆多肽也是先将大豆粉或大豆分离蛋白加水混合，然后直接加入一种或多种复合蛋白酶进行保温水解。在利用复合蛋白酶水解时，有些研究者是采用一次加入的方式，有些是采用二次加入的方式，在酶解过程中，在不同时间段加入不同的酶。使用的水解酶类型有毛霉来源的蛋白酶、黑曲霉来源的酸性蛋白酶、米曲霉来源的中性蛋白酶、细菌来源的蛋白酶(Alcalase、Alcakase、Protamex等)，植物来源的蛋白酶(木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等)。水解完成后，再依次通过加热灭酶、冷却、分离、浓缩和干燥，最后制成大豆肽产品。液体酶解法生产大豆肽生产条件比较温和，不需要高温高压设备，与发酵法比较，投资相对减少。其次，液体酶解法生产大豆肽能够对酶的量和酶解条件实现较精确的控制，产品质量比较稳定。液体酶解法生产大豆肽已进入工业化生产，但液体酶解法生产大豆肽依然成本偏高，限制了大豆肽产品的应用。成本偏高的原因一是液体酶解法对大豆粉等低价格粗原料水解收率低，因此使用高纯度高价格的原料，一般采用大豆分离蛋白作为生产原料，等量蛋白质原料成本较大豆粉增加了5倍以上；二是液体酶解法使用的酶量大，外购酶的成本高。
发明内容
本发明的目的在于本发明吸收了液体发酵法和液体酶解法的优点，克服了它们的不足，提供一种采用两段法、即通过固体发酵和液体酶解相结合的方法生产大豆肽。从而1)、可以用脱脂豆粕或/和大豆粉作为原料，降低原料成本2)、并且可以完成对大豆蛋白质的预水解；3)、有了固体发酵从而使得在酶水解阶段可以大量减少外加酶的量，有效地降低成本和获得较高的水解率。
本发明的技术方案是所述大豆肽生产方法，它是以脱脂豆粕或/和大豆粉为原料，其工艺步骤包括1)、固体发酵将原料与水按重量比为1∶0.5～1.5混合拌均，随后接种发酵菌，控温发酵；2)、液体酶解将经过发酵的固体培养物与水按重量比为1∶7～10混合，加入复合蛋白酶，保温酶解；3)、灭酶降解物灭酶；4)、滤液将酶解液分离出大豆肽粗溶液；5)、脱苦脱色；6)、精炼、7)、杀菌制成所需成品。
上述固体发酵所接种的发酵菌为枯草芽孢杆菌，接种比例0.1～5％，控制发酵温度为25～50℃，堆料高度50～90cm，发酵时间为1.5～2.5天。
上述液体酶解所加入的复合蛋白酶是将经过发酵的固体培养物加水混合后按0.05～0.15％加入植物源复合蛋白酶；保温酶解是45～60℃保温水解1.5～13小时，酶解过程连续缓慢搅拌。
上述的固体发酵中原料与水重量比为1∶0.8～1.2；所述液体酶解的发酵后固体培养物与水重量比为1∶8.5～9.5。优选为固体发酵中原料与水重量比为1∶1；所述液体酶解的发酵后固体培养物与水重量比为1∶9。
上述接种枯草芽孢杆菌的接种比例为4～5％，控制发酵温度为28～45℃，堆料高度60～80cm，发酵时间为1.5～2天。
上述液体酶解中经过发酵的固体培养物加水混合后加入植物源复合蛋白酶的量为0.08～0.1％；所述的保温酶解是50～55℃保温水解2～10小时。
上述灭酶是在酶解结束后，将酶解液升温至70～85℃，维持10～30分钟；所述的脱苦脱色是将滤液工序分离后所得到的大豆肽粗溶液升温至50～65℃，按0.05～0.15％加入活性炭，缓慢搅拌0.5-2.5小时，进行脱苦脱色处理。
上述的精炼是先采用离心机分离，得清晰的大豆肽溶液，再用超滤膜按分子量进行分级分离，截留分子量分别为200、1000、5000、和10000；所述的杀菌是将滤出液在130～140℃经过4-8秒钟高温瞬时杀菌，获得灭菌大豆肽溶液型产品。
上述的剂型产品为粉剂，方法步骤包括1)、浓缩将杀菌后的灭菌大豆肽溶液置于真空旋转蒸发装置中，减压至-0.8Mpa～-0.9Mpa，在65～75℃恒温条件下蒸发浓缩，至含固量达到15～30％结束；2)、喷雾干燥将浓缩液在0.08～0.15Mpa压力条件下，进口温度130～140℃、塔内温度102～110℃、出口温度75～90℃，进行喷雾干燥，最终得到粉状大豆肽产品。
本发明大豆肽生产方法的优点在于提供一种采用两段法、即通过固体发酵和液体酶解相结合的方法生产大豆肽。1)、固体发酵方法以及固体发酵和液体酶解相结合的方法，是一种新的生产工艺方法，明显区别现有技术中单一的液体发酵和单一的液体酶解的大豆肽生产方法。固体发酵是通过特定的菌株对原料进行固体发酵，积累大量细胞壁水解酶和蛋白水解酶，从而可以用用脱脂豆粕或/和大豆粉作为原料，降低原料成本；2)、并且可以完成对大豆蛋白质的预水解；3)、有了固体发酵从而使得在酶水解阶段可以大量减少外加酶的量，并获得较高的水解率。本发明吸收了液体发酵法和液体酶解法的优点，克服了它们的不足，吨生产成本下降一倍以上，对大豆肽的普及推广应用有着重大的促进作用。
具体实施例方式
以下举出实施例来进一步解释本发明，但本发明不受这些具体实施例的限制。
实施例1以大豆粉为原料，当以脱脂豆粕为原料或脱脂豆粕加大豆粉为原料属于另外的实施例；其工艺步骤为1)、固体发酵将大豆粉为原料300公斤与水按重量比为1∶1，即300公斤水混合拌均，随后接种的发酵菌为枯草芽孢杆菌，接种比例5％，控制发酵温度为28-45℃，堆料高度50cm，发酵时间为2天；2)、液体酶解将经过发酵的固体培养物与水按重量比为1∶9混合，加入复合蛋白酶，保温酶解；所加入的复合蛋白酶是将经过发酵的固体培养物加水混合后按0.1％加入植物源复合蛋白酶；保温酶解是55℃保温水解9小时，酶解过程连续缓慢搅拌；3)、灭酶在酶解结束后，将酶解液升温至80℃，维持15分钟；4)、滤液将酶解液采用板框压滤分离，压滤出的溶液即为大豆肽粗溶液；5)、脱苦脱色，是将滤液工序分离后所得到的大豆肽粗溶液升温至60℃，按0.1％加入活性炭，缓慢搅拌1.5小时，进行脱苦脱色处理6)、精炼，是先采用20000rpm高速离心机分离，得清晰的大豆肽溶液，再用超滤膜按分子量进行分级分离，截留分子量分别为200Da、1000Da、5000Da、和10000Da；7)、杀菌制成成品，是将滤出液在135℃，经过5秒钟高温瞬时杀菌，获得灭菌大豆肽溶液型产品；继续制成所需粉剂产品，其方法是1)、浓缩将杀菌后的灭菌大豆肽溶液置于真空旋转蒸发装置中，减压至-0.9Mpa，在70℃恒温条件下蒸发浓缩，至含固量达到20％结束；2)、喷雾干燥将浓缩液在0.1Mpa压力条件下，进口温度135℃、塔内温度105℃、出口温度80℃，进行喷雾干燥，最终得到粉状大豆肽产品。
实施例2其工艺步骤为1)、固体发酵将大豆粉为原料600公斤与水按重量比为1∶0.8混合拌均，按3％比例接种枯草芽孢杆菌，发酵温度为25-50℃，堆料高度90cm，发酵时间为1.5天；2)、液体酶解将经过发酵的固体培养物与水按重量比为1∶7混合，加入复合蛋白酶是将经过发酵的固体培养物加水混合后按0.05％加入植物源复合蛋白酶；45℃保温水解13小时，酶解过程连续缓慢搅拌；3)、灭酶将酶解液升温至70℃，维持30分钟；4)、滤液将酶解液采用离心分离方法获得大豆肽粗溶液；5)、脱苦脱色，是将滤液工序分离后所得到的大豆肽粗溶液升温至50℃，按0.05％加入活性炭，缓慢搅拌0.5小时，进行脱苦脱色处理；6)、精炼，是先采用20000rpm高速离心机分离，得清晰的大豆肽溶液，再用超滤膜按分子量进行分级分离，截留分子量分别为200Da、1000Da、5000Da、和10000Da；7)、杀菌制成成品，是将滤出液在130℃，经过4秒钟高温瞬时杀菌，获得灭菌大豆肽溶液型产品；继续制成所需粉剂产品，其方法是1)、浓缩将杀菌后的灭菌大豆肽溶液置于真空旋转蒸发装置中，减压至-0.8Mpa，在65℃恒温条件下蒸发浓缩，至含固量达到15％结束；2)、喷雾干燥将浓缩液在0.08Mpa压力条件下，进口温度130℃、塔内温度102℃、出口温度75℃，进行喷雾干燥，最终得到粉状大豆肽产品。
实施例3其工艺步骤为1)、固体发酵将脱脂豆粕原料400公斤与水按重量比为1∶1.5混合拌均，按0.1％比例接种枯草芽孢杆菌，发酵温度为30-45℃，堆料高度40-70cm，发酵时间为2.5天；2)、液体酶解将经过发酵的固体培养物与水按重量比为1∶10混合，加入复合蛋白酶是将经过发酵的固体培养物加水混合后按0.15％加入植物源复合蛋白酶；60℃保温水解1.5小时，酶解过程连续缓慢搅拌；3)、灭酶将酶解液升温至85℃，维持10分钟；4)、滤液将酶解液采用离心分离方法获得大豆肽粗溶液；5)、脱苦脱色，是将滤液工序分离后所得到的大豆肽粗溶液升温至65℃，按0.15％加入活性炭，缓慢搅拌2.5小时，进行脱苦脱色处理；6)、精炼，是先采用20000rpm高速离心机分离，得清晰的大豆肽溶液，再用超滤膜按分子量进行分级分离，截留分子量分别为200Da、1000Da、5000Da、和10000Da；7)、杀菌制成成品，是将滤出液在140℃，经过8秒钟高温瞬时杀菌，获得灭菌大豆肽溶液型产品；继续制成所需粉剂产品，其方法是1)、浓缩将杀菌后的灭菌大豆肽溶液置于真空旋转蒸发装置中，减压至-0.9Mpa，在75℃恒温条件下蒸发浓缩，至含固量达到30％结束；2)、喷雾干燥将浓缩液在0.15Mpa压力条件下，进口温度140℃、塔内温度110℃、出口温度90℃，进行喷雾干燥，最终得到粉状大豆肽产品。
实施例4与上述实施例不同的是参数选择范围为固体发酵中原料与水重量比为1∶0.8～1.2；所述液体酶解的发酵后固体培养物与水重量比为1∶8.5～9.5；接种枯草芽孢杆菌的接种比例为4～5％，控制发酵温度为28～45℃，堆料高度60～80cm，发酵时间为1.5～2天；经过发酵的固体培养物加水混合后加入植物源复合蛋白酶的量为0.08～0.1％；所述的保温酶解是50～55℃保温水解2～10小时。
权利要求
1.一种大豆肽生产方法，其特征在于，以脱脂豆粕或/和大豆粉为原料，其工艺步骤包括1)、固体发酵将原料与水按重量比为1∶0.5～1.5混合拌均，随后接种发酵菌，控温发酵；2)、液体酶解将经过发酵的固体培养物与水按重量比为1∶7～10混合，加入复合蛋白酶，保温酶解；3)、灭酶降解物灭酶；4)、滤液将酶解液分离出大豆肽粗溶液；5)、脱苦脱色；6)、精炼；7)、杀菌制成所需成品。
2.根据权利要求1所述的大豆肽生产方法，其特征在于固体发酵所接种的发酵菌为枯草芽孢杆菌，接种比例0.1～5％，控制发酵温度为25～50℃，堆料高度50～90cm，发酵时间为1.5～2.5天。
3.根据权利要求1所述的大豆肽生产方法，其特征在于液体酶解所加入的复合蛋白酶是将经过发酵的固体培养物加水混合后按0.05～0.15％加入植物源复合蛋白酶；保温酶解是45～60℃保温水解1.5～13小时，酶解过程连续缓慢搅拌。
4.根据权利要求1所述的大豆肽生产方法，其特征在于所述的固体发酵中原料与水重量比为1∶0.8～1.2；所述液体酶解的发酵后固体培养物与水重量比为1∶8.5～9.5。
5.根据权利要求1所述的大豆肽生产方法，其特征在于所述的固体发酵中原料与水重量比为1∶1；所述液体酶解的发酵后固体培养物与水重量比为1∶9。
6.根据权利要求2所述的大豆肽生产方法，其特征在于接种枯草芽孢杆菌的接种比例为4～5％，控制发酵温度为28～45℃，堆料高度60～80cm，发酵时间为1.5～2天。
7.根据权利要求3所述的大豆肽生产方法，其特征在于经过发酵的固体培养物加水混合后加入植物源复合蛋白酶的量为0.08～0.1％；所述的保温酶解是50～55℃保温水解2～10小时。
8.根据权利要求1所述的大豆肽生产方法，其特征在于所述灭酶是在酶解结束后，将酶解液升温至70～85℃，维持10～30分钟；所述的脱苦脱色是将滤液工序分离后所得到的大豆肽粗溶液升温至50～65℃，按0.05～0.15％加入活性炭，缓慢搅拌0.5-2.5小时，进行脱苦脱色处理。
9.根据权利要求1所述的大豆肽生产方法，其特征在于所述的精炼是先采用离心机分离，得清晰的大豆肽溶液，再用超滤膜按分子量进行分级分离，截留分子量分别为200Da、1000Da、5000Da、和10000Da；所述的杀菌是将滤出液在130～140℃经过4-8秒钟高温瞬时杀菌，获得灭菌大豆肽溶液型产品。
10.根据权利要求1所的大豆肽生产方法，其特征在于所述的剂型产品为粉剂，方法步骤包括1)、浓缩将杀菌后的灭菌大豆肽溶液置于真空旋转蒸发装置中，减压至-0.8Mpa～-0.9Mpa，在65～75℃恒温条件下蒸发浓缩，至含固量达到15～30％结束；2)、喷雾干燥将浓缩液在0.08～0.15Mpa压力条件下，进口温度130～140℃、塔内温度102～110℃、出口温度75～90℃，进行喷雾干燥，最终得到粉状大豆肽产品。
全文摘要
本发明涉及大豆肽生产方法，以脱脂豆粕或/和大豆粉为原料，其工艺步骤包括1)固体发酵将原料与水按一定重量比混合拌均，随后接种发酵菌，控温发酵；2)液体酶解将经过发酵的固体培养物与水按一定重量比混合，加入复合蛋白酶，保温酶解；3)灭酶降解物灭酶；4)滤液将酶解液分离出大豆肽粗溶液；5)脱苦脱色；6)精炼；7)杀菌，制成成品。本发明优点是吸收了液体发酵法和液体酶解法的优点，克服了它们的不足，降低原料成本，大量减少外加酶的量，并获得较高的水解率，对大豆肽的普及推广应用有着重大的促进作用。
文档编号C12P21/00GK1827772SQ20051001983
公开日2006年9月6日 申请日期2005年11月18日 优先权日2005年11月18日
发明者梁运祥, 浦劲松, 胡杰 申请人:武汉烁森生物科技有限公司