专利名称：一种低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制备方法。确切的说，涉及采用酸 化醇和蒸汽加热法对谷朊粉进行改性，从而制备出蛋白质含量高，具有优良的功能特性和 感官特性的改性谷朊粉的方法。属于食品加工技术领域。
背景技术：
谷朊粉又名小麦面筋蛋白、活性面筋粉，是小麦淀粉生产的副产品。谷朊粉主要由 蛋白质(70% 80% )、淀粉(15% 20% )和脂肪(4% 7% )组成。谷朊粉中两种主要 的蛋白质为麦谷蛋白和麦胶蛋白。麦胶蛋白为单体蛋白，其相对分子质量大约为30000 80000，分子无亚基结构，无肽链间二硫键，单肽链间依靠氢键、疏水键以及分子内二硫键连 接，构成较紧密的三维结构，呈球形。而麦谷蛋白是一种非均质的大聚合体，其相对分子质 量约为40000 300000，更高可达上百万。麦胶蛋白多由非极性氨基酸组成，通过疏水作 用、氢键和分子内二硫键的相互作用赋予面团黏性和膨胀性，使得面团具有延展性。麦谷蛋 白其氨基酸组成多为极性氨基酸，容易发生聚集作用，且数条亚基通过分子间-SS-交联， 肽链间的二硫键和极性氨基酸是决定面团强度的主要因素，它赋予面团以弹性。麦谷蛋白 和麦胶蛋白以一定的比例相结合共同形成面筋赋予面团特有的性质。正是由于小麦面筋蛋白独特的氨基酸组成和复杂的分子结构，使其在中性pH条 件下水溶性很差，功能性质如乳化性等很差。这些极大地限制了谷朊粉的广泛应用。因此 希望以谷朊粉为原料进行提纯和改性，制取一种高蛋白、经济实惠、应用广泛的功能性改性 蛋白，并改良谷朊粉的形状和味道，提高小麦谷朊粉的应用价值，扩大其适用范围。研究者采用不同的方法对面筋蛋白的改性进行了研究。有研究者采用酶法水解来 提高谷朊粉溶解性和功能性。但酶水解常常伴随着蛋白分子量的降低，而且产品中往往含 有低分子量的肽以及有苦味的疏水氨基酸等。研究者还通过去除淀粉来制备小麦分离蛋 白，使得蛋白质干基含量达到87 % 89 %。有些研究者通过去酰胺反应来提高面筋溶解性 等，如碱法去酰胺，提高了蛋白功能性质，但同时产生一些短链肽，使得改性面筋产生苦味 等，而且碱法处理使得面筋中残余的脂肪发生皂化，导致肥皂味等不良气味的产生；酸法去 酰胺能够提高蛋白的溶解性、乳化性等，但这种工艺也可能导致产品具有不愉快的味道和 苦味等。同时，酸法去酰胺也被报道能够水解谷朊粉中的小麦淀粉，从而使得蛋白含量至少 提高到86% 87% (干基)。然而酸法去酰胺使得面筋中的脂肪暴露，加速了脂肪的氧化 酸败。尽管通过以上这些改性方法能够改善谷朊粉的某些功能性质，但同时也给改性产 品带来了不良的感官特性，这些都使得上述工艺在食品加工中不能被工业化应用。针对上 述问题，本专利首先通过采用酸化醇的方法来减少谷朊粉中脂肪的含量，同时结合酸性条 件下蒸汽加热的方法来改性谷朊粉，然后在蛋白质等电点沉淀，离心分离最终获得高蛋白 纯度、具有优良功能特性的改性谷朊粉产品，从而扩展谷朊粉的应用范围。
发明内容
本发明提供了一种低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制备方法，以期扩展谷朊粉的 应用范围。本发明的技术方案一种低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制备方法，首先通过采用 酸化醇来处理谷朊粉，再在酸性条件下蒸汽加热来改性谷朊粉，然后在蛋白质等电点沉淀， 离心分离最终获得高蛋白纯度、具有优良功能特性的改性谷朊粉产品；工艺为(1)用酸化醇处理谷朊粉谷朊粉与酸化醇以1 3 1 5的g/mL比混合，70 90°C加热50 70min，过滤回收谷朊粉，除去乙醇，得到淡黄色的低脂肪的蛋白浓缩物；所用酸化醇的配制为酸醇体积比为2.0 100 5.0 100，pH为1. 0 4. 0 ；(2)蒸汽加热改性将所得蛋白浓缩物与水以20 100的质量比混合，用酸调节 pH为1. 0 3. 0，将酸化蛋白浆进行蒸汽加热105 120°C，保持10 20min ；(3)等电点沉淀将上述分散液通过热交换器冷却至50 55°C，加入NaOH溶液调 节pH至等电点4. 4 4. 6，离心分离(4000r/min, 20min)，回收沉淀；(4)将沉淀加水调整固形物质量浓度为10% 15%，同时调节pH至7.0 7. 5， 高温杀菌后喷雾干燥得到改性谷朊粉产品，产品的脂肪含量不高于0. 80 %，干基蛋白质含 量不低于90%。配制酸化醇所用的酸为盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、乳酸、或柠檬酸等。去酰胺度的测定采用微量弥散皿法，具体方法如下取15 20mg样品，与0. 25mL的IOmol · L^1HCl混合，再加入0. 2mL的水，封于硬 质玻璃管中，在125°C下水解3h。水解完毕，取出待冷，打开玻管。取0.2mL样品水解液，按 下述方法测定酰胺氮含量，平行测定两次。在微量弥散皿的中央加0. 5mL吸收剂，外围中加 5 8mg的样品溶液，并在盖子四周涂上真空油脂，然后左手持盖，右手加入40%的NaOH溶 液0. 5mL于外围样品中，立即盖上，轻轻摆动，使外围样品与NaOH溶液混合，平放桌上，过 夜。待作用完毕，移开盖子，用0. 0103N的标准盐酸溶液滴定至灰色略带微红，记下消耗的 盐酸体积。酰胺氮含量(\，mg/g蛋白质)的计算公式为WN = Nhc1 X Vhc1 X 14/ffT式中ΝΗα 标准盐酸溶液的当量浓度(mol/L) ；VHa 消耗标准盐酸溶液的体积 (mL) ;ffT 样品中蛋白质的质量(g)。去酰胺度(DD)的计算公式为DD(Vo) = W°~Wn χ 100%
K式中H分别为谷朊粉改性产品和原料谷朊粉的酰胺氮含量(mg/g蛋白质)。本发明的有益效果前期研究发现，仅用醇来处理谷朊粉，并不能去除与蛋白质结 合的全部脂肪，一般用醇处理可使脂肪含量从5 % 6 %降到1. 5 % 2. 5 % ；而采用酸化醇 处理，可使脂肪含量降至1.0%以下，而且酸化醇可以去除色素，使得产品色泽优良。经过酸 化醇处理后的谷朊粉，由于脂肪含量的降低，可以大大减少改性谷朊粉产品存在的不良气 味。酸化醇处理后的谷朊粉再经酸性条件下蒸汽加热处理，在这个过程中，淀粉在酸 性高温条件下发生水解，同时谷朊粉发生去酰胺改性，使得二者的溶解性大大提高，处理完
4毕后，冷却调节pH至4. 4 4. 6，此时蛋白质会发生沉淀，再通过离心分离把淀粉除去，从而 提高谷朊粉中的蛋白质含量，同时由于去酰胺改性处理，使得改性产品具有良好的功能特 性。采用本本发明方法制备的产品在食品加工中可以作为一种有价值的可溶性蛋白 资源。如可以作为昂贵的酪蛋白产品的部分替代物，还可作为脱脂牛奶的替代物来制备袋 装牛奶，还可用作制备一些蛋白饮料，做人造奶酪等。另外，还可以用于化妆品工业，如洗发水等。
具体实施例方式实施例1仅采用酸化醇处理。将质量浓度32%的盐酸和无水乙醇按盐酸乙醇体积比=3. 0 100的比例混 合得到酸化醇。将450mL酸化醇在80°C水浴锅中预热。边搅拌，边将IOOg谷朊粉慢慢加 入，75°C搅拌60min。将处理后的样品真空抽滤，除去乙醇，得到固体样品。将固体样品粉 碎后，去除残留的乙醇。所得酸化醇改性的谷朊粉，其蛋白质含量(干基)由原料谷朊粉的 75. 61%提高到82. 74%，脂肪含量降至0. 59%，溶解度为12. 56%。实施例2谷朊粉与酸化醇(盐酸乙醇=3. 0 100)以1 3的g/mL比混合，75°C搅拌 加热60min。过滤回收谷朊粉，除去乙醇，得到淡黄色的低脂肪的蛋白浓缩物。将所得蛋白 浓缩物与水以20 100的质量比混合，搅拌均勻，调节pH为2.0。将酸化蛋白浆进行蒸汽 加热，105°C加热15min。然后通过热交换器冷却至50 55°C。加入NaOH溶液调节pH至 等电点4. 4，离心分离(4000r/min，20min)，回收沉淀。将沉淀加水调整固形物质量浓度为 11%，同时调节pH至7. 0，高温杀菌后喷雾干燥得到改性谷朊粉产品。所得改性谷朊粉产品 蛋白质去酰胺度达到42. 85 %，蛋白质含量提高至90. 37 %，脂肪含量降至0. 61 %，产品的 溶解度为86. 97%。实施例3谷朊粉与酸化醇(醋酸乙醇=5. 0 100)以1 5的g/mL比混合，80°C加热 70min。过滤回收谷朊粉，除去乙醇，得到淡黄色的低脂肪的蛋白浓缩物。将所得蛋白浓缩 物与水以20 100的比例混合，搅拌均勻，调节pH为1.3。将酸化蛋白浆进行蒸汽加热， 110°C加热15min。然后通过热交换器冷却至50 55°C。加入NaOH溶液调节pH至等电点 4. 5，离心分离(4000r/min，20min)，回收沉淀。将沉淀加水调整固形物质量浓度为12%，同 时调节PH至7. 0，高温杀菌后喷雾干燥得到改性谷朊粉产品。所得改性谷朊粉产品蛋白质 去酰胺度达到46. 27 %，蛋白质含量提高至90. 12 %，脂肪含量降至0. 65 %，产品的溶解度 为 88. 93%。实施例4谷朊粉与酸化醇(磷酸乙醇=4. 0 100)以1 4的g/mL比混合，80°C加热 60min。过滤回收谷朊粉，除去乙醇，得到黄色的低脂肪的蛋白浓缩物。将所得蛋白浓缩物与 水以20 100的比例混合，搅拌均勻，调节pH为2. 5。将酸化蛋白浆进行蒸汽加热，120°C 加热20min。然后通过热交换器冷却至50 55°C。加入NaOH溶液调节pH至等电点4. 5，离心分离(4000r/min，20min)，回收沉淀。将沉淀加水调整固形物质量浓度为13%，同时调 节PH至7. 2，高温杀菌后喷雾干燥得到改性谷朊粉产品。所得改性谷朊粉产品蛋白质去酰 胺度达到43. 74%，蛋白质含量提高至91. 21%，脂肪含量降至0. 56%，溶解度为88. 42%。实施例5谷朊粉与酸化醇(硫酸乙醇=3. 0 100)以1 4的g/mL比混合，85°C加热 60min。过滤回收谷朊粉，除去乙醇，得到黄色的低脂肪的蛋白浓缩物。将所得蛋白浓缩物 与水以20 100的比例混合，搅拌均勻，调节pH为1.2。将酸化蛋白浆进行蒸汽加热，保持 120°C加热lOmin。然后通过热交换器冷却至50 55°C。加入NaOH溶液调节pH至等电点 4. 5，离心分离(4000r/min，20min)，回收沉淀。将沉淀加水调整固形物质量浓度为13%，同 时调节PH至7. 0，高温杀菌后喷雾干燥得到改性谷朊粉产品。所得改性谷朊粉产品蛋白质 去酰胺度达到54. 99 %，蛋白质含量提高至92.12%，脂肪含量降至0. 48 %，产品的溶解度 大大提高，达到91. 88%。产品具有良好的起泡性和乳化性。
权利要求
一种低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制备方法，其特征在于首先通过采用酸化醇来处理谷朊粉，再在酸性条件下蒸汽加热来改性谷朊粉，然后在蛋白质等电点沉淀，离心分离最终获得改性谷朊粉产品；工艺为(1)用酸化醇处理谷朊粉谷朊粉与酸化醇以1∶3～1∶5的g/mL比混合，70～90℃加热50～70min，过滤回收谷朊粉，除去乙醇，得到淡黄色的低脂肪的蛋白浓缩物；所用酸化醇的配制为酸∶醇体积比为2.0∶100～5.0∶100，pH为1.0～4.0；(2)蒸汽加热改性将所得蛋白浓缩物与水以20∶100的质量比混合，用酸调节pH为1.0～3.0，将酸化蛋白浆进行蒸汽加热105～120℃，保持10～20min；(3)等电点沉淀将上述分散液通过热交换器冷却至50～55℃，加入NaOH溶液调节pH至等电点4.4～4.6，离心分离，回收沉淀；(4)将沉淀加水调整固形物质量浓度为10％～15％，同时调节pH至7.0～7.5，高温杀菌后喷雾干燥得到改性谷朊粉产品，产品的脂肪含量不高于0.80％，干基蛋白质含量不低于90％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于配制酸化醇所用的酸为盐酸、硫酸、磷酸、 醋酸、乳酸、或柠檬酸。
全文摘要
一种低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制备方法，属于食品加工技术领域。本发明首先通过采用酸化醇来处理谷朊粉，再在酸性条件下蒸汽加热来改性谷朊粉，然后在蛋白质等电点沉淀，离心分离最终获得高蛋白纯度、具有优良功能特性的改性谷朊粉产品。采用酸化醇处理，可使谷朊粉脂肪含量降至1.0％以下，且酸化醇可去除色素，使产品色泽优良；经酸化醇处理后的谷朊粉，由于脂肪含量的降低，可大大减少改性谷朊粉产品存在的不良气味；再经酸性条件下蒸汽加热处理，可使溶解性大大提高；在蛋白质等电点沉淀及离心分离，从而提高谷朊粉中的蛋白质含量，同时由于去酰胺改性处理，使得改性产品具有良好的功能特性。采用本发明方法能够拓宽谷朊粉的应用范围。
文档编号A23J3/18GK101889626SQ201010224270
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者华欲飞, 孔祥珍, 崔洁, 张彩猛, 芦叶青 申请人:江南大学