专利名称：大豆肽粉的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种大豆肽粉的生产方法，特别是涉及一种采用挤压膨化预处理、超声辅助酶解高温豆柏生产大豆肽粉的方法，属于大豆肽粉的提取加工领域。
背景技术：
豆柏中约含45% 50%的蛋白质、20% 25%的多糖和纤维素、10% 15%的低聚糖，以及少量的大豆异黄酮和大豆皂苷，有很高的开发和利用价值。目前炼油厂主要将豆柏当作动物饲料处理，仅有少部分豆柏用于发酵食品生产，造成了大量优质蛋白资源和一些生理活性物质的浪费，因此充分开发和利用豆柏，提高其产品的附加值成为一个急需解决的问题。在国外对大豆肽的研究起步较早，日本和美国无论在基础理论方面，还是在应用研究方面，均处于世界领先地位。美国在70年代初研制出大豆多肽产品，之后美国Deltown Speciaties公司建成了年产5000吨食用大豆肽的工厂。90年代初，美国食品药品管理局 (FDA)批准大豆肽作为肠道营养剂，每年大豆肽产品的销售额可达上亿美元。日本于80年代开展此方面的研究，不二制油公司、雪印和森永等乳业公司均已成功地将大豆多肽用于食品生产。不二制油生产的某系列产品，有PM，S，R，D四种，最先用的是PM，S类，含2-3个氨基酸残基。如今在日本大豆肽产品的年销售额也在逐年上升(李玉珍，林亲录，肖怀秋， 赵谋明.大豆多肽特性及其应用研究现状[J].中国食品添加剂，2005 (6) :91-94)。我国在20世纪80年代末才开始兴起对大豆肽的研究，与国外相比起步较晚。近年来，对大豆肽的研究日渐广泛，有突飞猛进之势。盛国华(盛国华.大豆多肽的功能及应用 [J].食品工艺科技，1993 (06))报道了大豆多肽的功能及应用研究；赵新淮(赵新淮.大豆蛋白水解物的精制研究[J].食品工业，1996 (03))利用蛋白酶水解制备大豆蛋白水解物， 并用于生产酸性饮料；张延坤等人(张延坤，刘炳智.大豆肽在食品工业中的应用[J].食品工业，1997(3))报道了大豆肽在食品工业中的应用研究；李雄辉等人(李雄辉，过新胜， 徐刚.大豆多肽提取工艺的研究[J].食品科学，1999 (09))提出采用中性蛋白Asl. 398和木瓜蛋白酶双酶复合水解的方法，获得了相对分子质量在2000以下的大豆肽，且水解度比单独使用一种酶更高；李书国(李书国，陈辉，庄玉亭，李雪梅.复合酶法制备活性大豆寡肽研究[J].粮食与油脂，2001 (3))采用中性蛋白酶Asl. 398和胰蛋白酶双酶复合水解大豆分离蛋白，水解度能达到30%以上，相对分子质量低于1000，获得了良好的水解效果。2007年徐红华等人(徐红华，申德超.不同挤压参数对大豆柏蛋白质结构的影响[J].农业工程学报，2007，23 (7) =267-271)以蛋白质分散指数较高的溶剂浸出工艺为对照，在保证低残油率的同时，系统分析不同挤压参数对大豆柏蛋白质游离巯基含量和表面疏水性的影响，为大豆柏蛋白的应用和挤压参数设定提供理论依据。2009年，李善仁等 (陈济琢，李善仁，蔡海松，林新坚.大豆肽的制备及其在养殖业中的应用[J].大豆科学， 2009(02))以大豆、大豆蛋白或豆柏为主要原料，用酶解法或微生物发酵法生产，经过分离纯化等处理得到的相对分子质量在5000以下的低聚肽混合物，其中还包含一些糖类、游离氨基酸、灰分和水分等。2011年张智宇等人(张智宇，朱秀清，任为聪.挤压膨化对胰蛋白酶酶解高变性豆柏效果的影响[J].中国粮油学报，2011，26 (3) 20-24)利用双螺杆挤压膨化高变性大豆柏预处理来提高豆柏胰蛋白酶的水解度和高变性豆柏的利用率，为生产饲料生物活性肽提供依据。目前国内外存在的制备大豆肽的方法主要有以下几种I.分离提取此方法适用于提取真菌、细菌和动植物体内的酶抑制素和激素等内源性生物活性肽。2.蛋白质水解一种是体内消化过程中蛋白质水解得到生物活性肽；另一种是体外通过酸水解蛋白质得到生物活性肽，此法成本低、工艺简单，但水解难控制、氨基酸受损严重，应用受到限制。3.化学合成通过液相或固相化学方法，可以合成所需要的活性肽，其缺点是成本高、副产物和残留化合物多。4.基因重组采用DNA重组技术制备生物活性肽。该方法限用于长肽和蛋白质生产，而许多具有生理特性的活性肽都为短肽，限制了重组DNA法的应用。5.酶法生产采用酶法生产活性肽，可定位生产特定的肽，条件温和、产品安全性高、成本低、易推广。目前越来越多的生物活性肽被发现，已将其应用于保健食品、药品、化妆品和饲料添加剂等方面，开发出了运动食品、延缓衰老食品、降压食品等一系列功能食品。随着生物技术的发展，生物活性肽产品的研究与开发具有极大的发展潜力。通过对国内外制备大豆肽方法的检索，发现现有的制备大豆肽方法缺点如下I.制备原料要求较高。2.提取时间长，不适合工业化生产。3.成本高、副产物和残留化合物多。4.水解难控制、氨基酸受损严重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、提取成本低，大豆肽品质较高、纯度较高，不会对环境造成污染的大豆肽粉的生产方法。为达上述目的，本发明一种大豆肽粉的生产方法，包括以下步骤(I)将大豆片用双螺杆挤压膨化机挤压膨化处理，挤压膨化后用乙醚脱脂， 95-10(TC高温脱溶，干燥、粉碎后过40-45目筛，得到高温豆柏，即底物；(2)过筛后，用蛋白酶对高温豆柏进行酶解，同时用超声波辅助酶解，灭酶、离心处理后得到滤液，将滤液烘干后粉碎，即得大豆肽粉；所述挤压膨化后的大豆物料中水的重量分数为5_25%，双螺杆挤压膨化机套筒温
4度45-105°C，单螺杆挤压机螺杆转速为80-120r/min，单螺杆挤压机模孔的孔径为8_25mm。本发明大豆肽粉的生产方法，其中优选所述挤压膨化后的大豆物料中水的重量分数为6-14%，双螺杆挤压膨化机套筒温度60-100°C，单螺杆挤压机螺杆转速为90-110r/ min，单螺杆挤压机模孔的孔径为8-16mm。更优选地，所述挤压膨化后的大豆物料中水的重量分数为10%，双螺杆挤压膨化机套筒温度90°C，单螺杆挤压机螺杆转速为lOOr/min，单螺杆挤压机模孔的孔径为8mm。本发明大豆肽粉的生产方法，其中最优选所述挤压膨化后的大豆物料中水的重量分数为11. 30%，双螺杆挤压膨化机套筒温度91. 68°C，双螺杆挤压机螺杆转速为96. 44r/ min，单螺杆挤压机模孔的孔径为8mm。本发明大豆肽粉的生产方法，其中所述蛋白酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶或木瓜蛋白酶。优选蛋白酶为碱性蛋白酶，酶解时间为3. 5-5. 5h，酶解温度为40-60°C，酶解pH为 7. 5-9. 5，加酶量10000-30000U/g底物，更优选地，酶解时间为4. 5h，酶解温度为55°C，酶解 pH为9. O，加酶量20000U/g底物。底物是粉碎的高温豆柏，根据不同蛋白酶的酶活不同，加酶量百分比不同，本发明方法中酶添加的质量分数大概是底物的I %左右。本发明大豆肽粉的生产方法，其中优选所述用超声波辅助酶解的超声时间为 3. 5-5. 5h，超声强度为700-1000W，超声温度为40_60°C，更优选地，超声时间为4. 5h，超声强度为800W，超声温度为55°C。本发明还涉及上述大豆肽粉的生产方法得到的大豆肽粉。本发明方法利用挤压膨化预处理大豆片和超声辅助酶解所得高温豆柏生产大豆肽的方法，可以很好的对高温豆柏中的大豆肽进行提取，从而得到高品质的大豆肽，所用的高温豆柏多作为动物饲料，成本低，所需要的设备简单、操作安全，获得高质量的营养价值高的大豆肽。经过验证与对比试验，本发明优选的酶解高温豆柏制备的大豆肽水解度为 36. 88%，肽得率为34. 56%。所以，本发明方法的优点如下(I)提取油的同时获得高品质大豆肽；(2)提取工艺不会对环境造成污染，并且得到大豆肽较纯；(3)提取费用低；提取工艺及设备简单。下面结合附图对本发明的大豆肽粉的生产方法作进一步说明。
图1本发明方法的工艺路线图；图2挤压膨化套筒温度对高温豆柏水解度、肽得率的影响；图3挤压膨化螺杆转速对高温豆柏水解度、肽得率的影响；图4挤压膨化物料含水量对高温豆柏水解度、肽得率的影响；图5挤压膨化模孔孔径对高温豆柏水解度、肽得率的影响；图6a_6b挤压膨化物料含水量与套筒温度交互对水解度、肽得率的响应面 图7a_7b挤压膨化螺杆转速与套筒温度交互对水解度、肽得率的响应面；图8a_8b挤压膨化物料含水量与螺杆转速交互对水解度、肽得率的响应面 图9不同蛋白酶对高温豆柏水解度、肽得率的影响；图10酶解pH值对高温豆柏水解度、肽得率的影响；图11酶解时间对高温豆柏水解度、肽得率的影响；
图12酶解温度对高温豆柏水解度、肽得率的影响；
图13碱性蛋白酶添加量对高温豆柏水解度、肽得率的影响；
图14超声强度对高温豆柏水解度、肽得率的影响。
具体实施方式
以下结合附图、实施例和试验数据，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
I材料与方法
I. I材料、试剂
大豆片黑龙江省九三厂生产
碱性蛋白酶丹麦novo公司
中性蛋白酶丹麦novo公司
木瓜蛋白酶丹麦novo公司
无水乙醚
三氯乙酸
硫酸铜
无水硫酸
I. 2主要仪器设备
PHS-25型酸度计上海伟业仪器厂
电子分析天平梅勒特-托利多仪器(上海)有限公司
离心机北京医用离心机厂
精密电动搅拌机江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司
电热恒温水浴锅余姚市东方电工仪器厂
半自动定氮仪上海新嘉电子有限公司
消化仪上海纤检仪器有限公司
纤维测定仪上海新嘉电子有限公司
粉碎机中国天津泰斯特仪器有限公司
索氏抽提器天津玻璃仪器厂
箱式电阻炉天津市泰斯特仪器有限公司
超声波细胞破碎仪JY92-IIDN宁波新芝生物科技股份有限公司
双螺杆挤压膨化机东北农业大学工程学院
I. 3方法
I. 3. I大豆片主要成分的测定
水分的测定依据GB/T14489. 1-2008 ;粗蛋白的测定依据GB/T14489. 2-2008 ；脂肪测定根据GB/T5009. 6-2003 ;灰分测定:依据GB/T5505-2008 ;粗纤维测定根据GB/T22224-2008
1.3. 2工艺流程如图I所示
将大豆片用双螺杆挤压膨化机挤压膨化处理，挤压膨化后的大豆物料中水的重量
分数为5-25%，双螺杆挤压膨化机套筒温度45-105°C，单螺杆挤压机螺杆转速为80_120r/min，单螺杆挤压机模孔的孔径为8-25mm。挤压膨化后的大豆物料用乙醚(分析纯)脱脂 (55°C, 5h)，95-100°C以上高温脱溶，干燥、粉碎后过40-50目筛，得到高温豆柏，即底物。过筛后，用蛋白酶(如碱性蛋白酶、中性蛋白酶或木瓜蛋白酶)对高温豆柏进行酶解，同时用超声波辅助酶解，灭酶、离心处理后得到滤渣和滤液，将滤液烘干后粉碎，即得大豆肽粉；或者是将滤液再次离心处理，得到滤渣和滤液，将得到的滤液合并，烘干后粉碎，即得大豆肽粉。I. 3. 3计算公式水解度=(DH%) = VNaoHXNNaoH/( a XMpXHtot) X 100%
肽得率=TCA-NSI = 00%
N22结果与讨论2. I挤压膨化套筒温度对高温豆柏水解度、肽得率的影响在挤压膨化中物料含水量为10%，螺杆转速为100r/min，模孔孔径为18cm条件下，考察套筒温度对高温豆柏水解度、肽得率的影响，结果见图2。由图2结果可以看出套筒温度在90°C时高温豆柏水解度、肽得率有较大值，所以在下面的响应面试验设计中套筒温度取 60-100°C。2. 2挤压膨化螺杆转速对高温豆柏水解度、肽得率的影响在挤压膨化中物料含水量为10%，套筒温度为90°C，模孔孔径为18mm条件下，考察套筒温度对高温豆柏水解度、肽得率的影响，结果见图3。由图3结果可以看出螺杆转速在lOOr/min时高温豆柏水解度、肽得率有较大值，所以在下面的响应面试验设计中套筒温度取 90_110r/min。2. 3挤压膨化物料含水量对高温豆柏水解度、肽得率的影响在挤压膨化螺杆转速为lOOr/min，套筒温度为90°C，模孔孔径为18mm条件下，考察物料含水量对高温豆柏水解度、肽得率的影响，结果见图4。由图4结果可以看出物料含水量在10%时高温豆柏水解度、肽得率有较大值，所以在下面的响应面试验设计中物料含水量取6-14%2. 4挤压膨化模孔孔径对高温豆柏水解度、肽得率的影响在挤压膨化中物料含水量为10 %，套筒温度为90°C，螺杆转速为100r/min条件下，考察模孔孔径对高温豆柏水解度、肽得率的影响，结果见图5。由图5结果可以看出模孔孔径在12mm时高温豆柏水解度、肽得率有较大值，所以在下面的响应面试验设计中模孔孔径取 8-16mm。2. 5挤压膨化预处理超声辅助酶解高温豆柏水解度、肽得率的响应面实验优化反应条件2. 5. I实验因素水平编码表在单因素研究的基础上，选取套筒温度、物料含水量、螺杆转速、模孔孔径4个因素为自变量，以高温豆柏水解度，肽得率为响应值，根据Design Expert设计响应面分析实验，其因素水平编码表见表3。表3因素水平编码表
权利要求
1.一种大豆肽粉的生产方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将大豆片用双螺杆挤压膨化机挤压膨化处理，挤压膨化后用乙醚脱脂， 950C -100°C高温脱溶，干燥、粉碎后过40-45目筛，得到高温豆柏，即底物；(2)过筛后，用蛋白酶对高温豆柏进行酶解，同时用超声波辅助酶解，灭酶、离心处理后得到滤液，将滤液烘干后粉碎，即得大豆肽粉；所述挤压膨化后的大豆物料中水的重量分数为5-25%，双螺杆挤压膨化机套筒温度 45-105°C，单螺杆挤压机螺杆转速为80-120r/min，双螺杆挤压机模孔的孔径为8_25mm。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述挤压膨化后的大豆物料中水的重量分数为6-14%，双螺杆挤压膨化机套筒温度60-100°C，双螺杆挤压膨化机螺杆转速为 90-110r/min,双螺杆挤压机模孔的孔径为8_16mm。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述挤压膨化后的大豆物料中水的重量分数为10%，双螺杆挤压膨化机套筒温度90°C，双螺杆挤压机螺杆转速为lOOr/min，单螺杆挤压机模孔的孔径为8mm。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述挤压膨化后的大豆物料中水的重量分数为11. 30%，双螺杆挤压膨化机套筒温度91. 68°C，单螺杆挤压机螺杆转速为96. 44r/ min，单螺杆挤压机模孔的孔径为8mm。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述蛋白酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶或木瓜蛋白酶。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述蛋白酶为碱性蛋白酶，酶解时间为3.5-5. 5h，酶解温度为40-60°C，酶解pH为7. 5-9. 5，加酶量10000_30000U/g底物;优选地， 酶解时间为4. 5h，酶解温度为55°C，酶解pH为9. 0，加酶量20000U/g底物。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述用超声波辅助酶解的超声时间为3.5-5. 5h，超声强度为700-1000W，超声温度为40_60°C，优选地，超声时间为4. 5h，超声强度为800W，超声温度为55°C。
8.权利要求1-7任一项所述的大豆肽粉的生产方法得到的大豆肽粉。
全文摘要
本发明涉及一种大豆肽粉的生产方法。其包括以下步骤将大豆片用双螺杆挤压膨化机挤压膨化处理，挤压膨化后用乙醚脱脂，95-100℃高温脱溶，得高温豆粕，干燥，粉碎后过40-45目筛；过筛后，用蛋白酶对高温豆粕进行酶解，同时用超声波辅助酶解，灭酶、离心处理后得到滤液，将滤液烘干后粉碎，即得大豆肽粉；所述挤压膨化后的大豆物料中水的重量分数为5-25％，双螺杆挤压膨化机套筒温度45-105℃，单螺杆挤压机螺杆转速为80-120r/min，单螺杆挤压机模孔的孔径为8-25mm。本发明方法具有工艺简单、提取成本低，大豆肽品质较高、纯度较高，不会对环境造成污染的特点。
文档编号A23J3/16GK102578367SQ20121004625
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者朱秀清, 李杨, 江连洲, 陈盛楠, 齐宝坤 申请人:东北农业大学